2.河流的基本环境水文与水力学特征
(1)河道水流形态的基本分类。
由于河道断面形态、底坡变化、走向各异，上、下游水边界条件各异等，河道 中的水流呈现着各种不同的流动形态。按不同的标准，可将河道水流分成不同的类型。例如，洪水季节或上游有电站的不恒定泄流或河道位于感潮段等，在河道里的 水流均呈不恒定流流态；而当上、下游水边界均匀(或近似为)恒定时，则呈恒定 流流态。 #
当河道断面为棱柱形且底坡均匀时，河道中的恒定流呈均匀流流态，反之为非 均匀流。不恒定流均属非均勻流范畴。
当河道形态变化不剧烈时，河道中沿程的水流要素变化缓慢，则称为渐变流， 反之称为急变流。
随河道底坡的大小变化，大于、等于或小于临界底坡时，又有急流、临界流与 缓流之分，亦即其水流的佛洛德数仄大于、等于或小于1.
河道为单支时，水流仅顺河道流动，而当河道有汊口或多支河道相连呈河网状时，随叉口形态的不同在汊口处的分流也不相同。一般而言，河网地处沿海地区， 往往受到径流或潮流顶托的影响，因而流态更为复杂。
一般而言，计算河道水流只需釆用一维恒定或不恒定流方程。但在一些特殊情 况，例如研究的河段为弯道时，会有螺旋运动出现，在河道的支流入汇处会有局部回流区；研究近岸或近建筑物的局部流场时，流态又往往各异，需根据需要选择二 维甚至三维模型求解。
①恒定均匀流。对于非感潮河道，且在平水或枯水期，河道均匀，流动可视为恒定均匀流。这是最简单的河流流动的形态，基本方程为：
v = Cyfm (3-5)
Q = vA (3-6)
式中：v----- 断面平均流速，m/s;
R——水力半径，即过水断面面积除以湿周，对于宽线型河道，常用断面平 均水深//直接代替几m;
/——水面坡降或底坡；
c——谢才系数，常用丄炉/6表示，《为河床糙率；
n
A----- 过水断面面积，m2；
Q---- 流量，m3/s0
按式(3-5)和式(3-6)，在测得水面坡降(或河床底坡)、水深，确定了河床 糙率值后即可求出过流断面的流速及流量。反之，已知河床底坡、糙率及流量，亦可求出水深及流速。
②非恒定流。河道非恒定流动常用一维圣维南方程描述。河道有侧向入流时， 基本方程为：
dA dQ (、
1 = q (3-7)
dt dx
^- 2^^- (gA-^TB)^ = -g Sf ^T^- q(v -v) (3-8)
ot A ox A dx A ox 2
式中：B——河道水面宽度，m;
兰——相应于某一高程z断面沿程变化； dx z
z——河底高程，m;
5f——沿程摩阻坡度，通常可表达为^«2v|v|/?4/3或《20必/0427?4/3)； t 时间；
q——单位河长侧向入流，入流为正，出流为负；
Vq--- 侧向入流流速沿主流方向上的分量，m/s.
(2) 设计年最枯时段流量。
枯水流量的选择分为两种情况，一是固定时段选样，二是浮动时段选样。固定 时段选样是指每年选样的起止时间是一定的。例如某河流最枯水月或季主要出现在 2月或1?3月，则选取历年2月或1?3月平均流量作为年最枯水月或季径流序列的样本。浮动时段选样是指每年选取样本的时间是不固定的。推求短时段(例如 30 d以下)设计枯水流量时都是按浮动时段选样。例如要研究某河流断面十年一遇连续7d枯水流量的变化规律，选样时就在水文年鉴中每年找出一个连续7d平均 流量的最小值组成一个样本。
年最枯时段流量的设计频率一般多采用50%与75%?95%。