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香港中學文憑考試地理/M2a/河流河道和流量

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本章討論兩件事

  • 河道幾何 - 河道的外觀。
  • 河流流量 - 河流流動速度和能量。

這兩個主題密切相關,因此被放在一個屋簷下。

  • 河道是河流流經的路徑;它只是河流本身的一部分,不包括河流中的水。
  • 速度是水流動的速度。(米/秒)
  • 橫截面積是河流橫截面的面積。(米2
  • 流量是每秒透過河流特定點的水量。(米3/秒)
  • 體積是河流所容納的水量。(米3
  • 滿槽流量是河流在不發生洪水的情況下能夠承受的最大流量。
  • 容量是河流在不發生洪水的情況下能夠容納的最大水量。
體積和流量

體積是河流中的水量。流量是每秒透過河流特定點的水量。

以抗議遊行為例,“體積”相當於遊行人數,“流量”相當於每分鐘透過某個地標的人數。

如果你學習經濟學,“體積”就像存量概念,“流量”就像流量概念。

流量與體積呈正相關。流量也與速度呈正相關。流量是由影響這些因素的因素決定的。

影響水量進而影響流量的因素

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這些是影響水量的因素,即河流河道的“軟體”。

河流流量與地表徑流呈正相關,因此與入滲呈負相關。

  • 坡度 ↑ → 入滲 ↓, 地表徑流 ↑ → 流量 ↑
  • 植被覆蓋率 ↑ → 攔截 ↑ → 入滲 ↑, 地表徑流 ↑ → 流量 ↑
  • 岩石/土壤滲透性 ↑ → 攔截 ↑ → 入滲 ↑, 地表徑流 ↑ → 流量 ↓

滲透性在此處尤為值得注意。以下是一些影響滲透性的因素

增加滲透性 降低滲透性
  • 地表岩石節理髮育良好(花崗岩
  • 地表岩石節理髮育不良(火山岩)
  • 粘土粉沙
  • 紅土(M6)
  • 踐踏的土地(M5)
  • 水泥覆蓋的土地(M4)

這些關係也很重要

  • 排水密度 ↑ → 流量 ↑
  • 集水區面積 ↑ → 流量 ↑
  • 河流等級 ↑ → 流量 ↑

上述原理是“如果河流更多,它們就能收集更多”。

  • 降水/雨雪融水 ↑ → 流量 ↑(注意 RH、溫度等上述關係)
  • 蒸發 ↑ → 流量 ↓(注意 RH、溫度等上述關係)
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紅線是溼周。

這些是影響河流流動速度的因素,即河流河道的“硬體”。它與河道有關。

  • 河道摩擦力降低速度。
  • 河流的兩側是河岸
  • 河流底部是河床
  • 溼周(WP)是指與水接觸的河岸和彎道的周長。
  • 水力半徑(HR)
水力半徑 - 橫截面積除以溼周。
  • 寬深比是河岸長度與河床長度的比率。
  • 對稱河流河道的兩側有相同的河岸形狀。如果兩側河岸形狀不同,則為不對稱河流河道
  • 負荷是河流運輸的物質(更多內容見下文)。
  • 河道粗糙度是指河道的粗糙程度。

上述引數與流量相關,因此

  • WP↑ → 河道摩擦力 ↑ → 效率 ↓ → 速度 ↓ → 流量 ↓
  • HR↑ → 河道摩擦力 ↓ → 效率 ↑ → 速度 ↑ → 流量 ↑(這將覆蓋 WP 點!)
  • 河道粗糙度 ↑ → 河道摩擦力 ↑ → 效率 ↓ → 速度 ↓ → 流量 ↓
  • 不對稱河流河道 → 河道摩擦力 ↑ → 效率 ↓ → 速度 ↓ → 流量 ↓
  • 負荷量 ↑ → 內部摩擦力 ↑ → 效率 ↓ → 速度 ↓ → 流量 ↓

這裡只有一點需要注意

  • 流量 ↑ → 能量 ↑

因此,上述所有因素也影響能量。

河道內速度和能量的變化

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