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河流的水文要素通常指水位、流量和含沙量三項(xiàng)。

河流中某斷面某時(shí)刻自由水面的高程叫做水位，以m為單位。

高程的起算點(diǎn)稱為基面。1956年我國(guó)規(guī)定以黃海（青島）的多年平均海平面作為統(tǒng)一的高程零點(diǎn)基面，稱為黃海絕對(duì)基面。由于歷史的原因，我國(guó)各河流沿用的水準(zhǔn)零點(diǎn)并不一致。長(zhǎng)江采用吳淞零點(diǎn)，黃河及華北各水系采用大沽零點(diǎn)，淮河采用廢黃河口零點(diǎn)，東北各水系采用秦皇島零點(diǎn)或大連零點(diǎn)，華南各水系采用羅星塔零點(diǎn)，各基面互有差別。為了保證水位資料的多年連續(xù)性，目前各流域測(cè)站原有零點(diǎn)都凍結(jié)未變。因此，我們?cè)谝酶魉臏y(cè)站的水位資料時(shí)，要注意水準(zhǔn)零點(diǎn)的統(tǒng)一。

河流中水位變化，可用水位過程線來表示。圖1表示日平均水位的年變化過程，圖2表示短歷時(shí)的水位變化過程。

圖1  日平均水位變化過程線

圖2   短歷時(shí)水位變化過程線

某時(shí)刻單位時(shí)間內(nèi)，河流流過某斷面的水的體積，叫做流量，通常用的單位是m3/s。習(xí)慣上稱“秒立米”，或稱“立方米每秒”。

在一定時(shí)段內(nèi)，通過某斷面的總水量稱為該時(shí)段的徑流量，如月徑流量、年徑流量等，通常以立方米為單位。

流量隨時(shí)間的變化，用流量過程線來表示。與水位過程線相類似，也有日平均流量的年變化過程線和短歷時(shí)流量變化過程線兩種。

圖3  流量過程線分析

流量過程線，在一定程度上反映出流域的氣候和自然地理特征。如圖3為某站的一次洪水過程線。在tA時(shí)刻以前，因久未降雨，河流全依賴地下水補(bǔ)給。tA時(shí)刻起，由降雨形成的地面徑流匯入河槽，引起流量起漲。到達(dá)tB時(shí)刻地面徑流停止，但需繼續(xù)泄退河槽容蓄水量。至tC時(shí)刻容蓄水量全部泄出，河流又轉(zhuǎn)入由地下水補(bǔ)給狀態(tài)。由于地下補(bǔ)給穩(wěn)定，變化較小。連接AC線，則AC線以下為地下補(bǔ)給；AC線以上則為地面補(bǔ)給。由此可見，流量過程線上這些轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如A、B、C均為重要的特征點(diǎn)。流量過程線和橫坐標(biāo)所包圍的面積則為各種補(bǔ)給的組合。

河流某斷面某時(shí)刻，單位體積的渾水中所含干沙的質(zhì)量，叫做含沙量，以kg/m3為單位。

河流中的泥沙，按其運(yùn)動(dòng)方式的不同，可分為懸移質(zhì)和推移質(zhì)。懸移質(zhì)是懸浮在水中隨著水流運(yùn)動(dòng)的泥沙。推移質(zhì)是貼近河床的一層為水流推動(dòng)而滾跳下移的泥沙，必須說明：這種分類只是在一定流速條件下的相對(duì)分類。當(dāng)流速加大時(shí)，推移質(zhì)可能懸浮流動(dòng)而成懸移質(zhì)；當(dāng)流速減小時(shí)，懸移質(zhì)則將下沉河底而成推移質(zhì)，或淤積在河床上而成河槽的一部分。

泥沙的水文測(cè)驗(yàn)，一般是測(cè)定懸移質(zhì)；推移質(zhì)也可用采樣器測(cè)驗(yàn)，但精度較差。一般情況下，河流中懸移質(zhì)的數(shù)量多于推移質(zhì)。

與水流流量情況相類似，我們引入下列有關(guān)泥沙的術(shù)語。單位時(shí)間內(nèi)通過測(cè)流斷面的泥沙量叫輸沙率，以kg/s或t/s為單位。在一定時(shí)段內(nèi)通過某斷面的泥沙總量稱為輸沙量，如年輸沙量、月輸沙量等，以t為單位。

河流中水位變化的原因主要是流量的變化，有的河段水位與流量具有密切的相關(guān)關(guān)系，甚至可建立水位～流量關(guān)系曲線，如圖4所示。據(jù)此曲線可推求任何水位的相應(yīng)流量。

圖4  水位～流量關(guān)系曲線

圖5 洪水過程線

值得指出的是：水位與流量的關(guān)系往往不是單值對(duì)應(yīng)。例如在洪水上漲時(shí)水面比降大于穩(wěn)定流時(shí)的水面比降，故其流量大于同水位的穩(wěn)定流流量；在落水時(shí)由于水面比降小于穩(wěn)定流時(shí)的水面比降，故洪水下落時(shí)其流量小于穩(wěn)定流時(shí)同水位的流量。并且，在洪水過程中水位最高時(shí)的流量不一定是最大值。此外，河流的沖淤變化、潮汐漲落、分水缺口，或受水工建筑物的影響等，都有可能破壞原水位與流量的關(guān)系。因此，使用水位～流量關(guān)系曲線圖時(shí)，必須分析其上下游及河床變化的影響，慎重對(duì)待。