水系(River system;Drainage net/Drainage system),又被称为“河网”“水网”,是流域内连通水体构成的集合系统。
一个流域的水系,由干流和支流组成。直接流入干流的支流称一级支流,流入一级支流的支流称二级支流。水系按归宿划分可分为内流水系和外流水系;按形状划分可分为树枝状水系、扇形水系、平行状水系等。世界的主要水系有非洲的
尼罗河、
刚果河、
尼日尔河等水系,亚洲的
长江、恒河、湄公河等水系,欧洲的
伏尔加河、
多瑙河、
乌拉尔河等水系,
北美洲的
密西西比河、圣劳伦斯河、
育空河等水系,南美洲的
亚马孙河、
的的喀喀湖、波波湖等水系,
大洋洲的
墨累河、北艾尔湖、
蒂阿瑙湖等水系。
定义
水系是流域内连通水体构成的集合系统,由干流、各级支流及与河流相通的湖泊、
沼泽、水库等组成。河流是水系的主体,单一由河流组成的网络系统又称河系、河网、水网。
形成与发展
一个流域的水系,由干流和支流组成。直接流入干流的支流称一级支流,流入一级支流的支流称二级支流,依此类推。不同水系的支流级别多少是不同的,这和水系的发展阶段有关。水系发展大体上可分为三个阶段:
此时河网密度很小,地面切割深度不大,支流短小面且数量很少,只有一级支流。
随着河流的下切侵蚀和溯源侵蚀,流域的集水面积扩大,地面切割深度也进一步增大,河道伸长,形成许多新的支流。此时,流域的中下游可出现4、5级支流,上游也有2、3级支流。
在同一流域内的各条河流发展不平衡,发生相互袭夺,或者相邻两流域的河道发生袭夺,都可改变原来水系的形状,重新组成新的水系。
水系的发展受气候、地形、地质和
植被等自然因素的影响,随着自然因素的变化,水系有不同的发展方向和排列形式。例如在构造缓慢下沉的平原区,水系发展较快,能形成多级支流组合的树枝状水系。在
地壳运动不均一的地区,上升运动强烈区河流下切侵蚀较快,它就可能袭夺相邻的河流,改变原来的水系排列形式。
水系类型
按归宿划分
没有出海口的水系称内陆水系,多注入湖泊、
沼泽或消失于沙漠。内陆水系则多以地域名称命名,如中国新疆的
塔里木盆地水系、
北非的
撒哈拉沙漠水系等。
以海洋为归宿的水系称外流水系,如太平洋水系、
大西洋水系、
印度洋水系、
北冰洋水系等。外流水系一般按干流名称命名,如
长江水系、
尼罗河水系。
按形状划分
树枝状水系是水系格局的一种,指支流较多,主、支流以及支流与支流间呈
锐角相交,排列如树枝状的水系。多见于微斜平原或
地壳较稳定,
岩性比较均一的缓倾斜岩层分布地区,可分为稀疏的树枝状水系和密集的树枝状水系。
嘉陵江是
长江上游面积最大的河流,其发源于
秦岭南麓,为典型的树枝状水系。
平行水系是水系发育的一种格局,指各个河流平行相间,在地貌上呈平行的谷岭。它们主要受构造和山岭走向的控制,如果在单斜岩层或掀斜式构造上升的地区,主流的流向与岩层走向一致或主流流向与掀斜构造的轴向一致时,则在主流的一侧形成很多平行的支流。这些支流大多与主流直角相交,而另一侧支流不发育,这种水系又称梳状水系。中国
横断山脉中的水系为较典型的平行水系。
星状水系又称星点状水系,水系的一个类型。地面河流不连续,地表有小型岩溶湖及伏流出露的泉水、积水洼地,星罗棋布故名。这种水系主要发育在岩溶地区,在草地沼泽、湖泊发育地区及冰缘冻士区,也可以形成湖泊棋布,河流短小而多的星状水系。中国藏北高原地区这种水系比较多见。
放射状水系又称辐射水系,是水系格局的一种,指在穹隆构造上或火山锥上发育的河流,形成顺坡向四周呈放射状外流的水系。如中国海南岛五指山的水系即属这种类型。对于放射状水系,为了照顾四周河流的选取及密度对比,不得偏于一侧,为了反映辐射状的特征,应选取一些小于选取指标的小河流。
羽毛状水系是支流短而密集,与主流呈直角相交的水系,它多发育在断陷谷中或
断层崖的一侧,或是线状褶皱地区。一般干流位于深谷低地,平直、粗壮,流向与山岭平行;支流分布于两侧山坡上,短小而接近平行、对称,主、支流近于直角相交,形如羽毛。流经中国甘肃、
陕西省的
渭河及其支流即为比较典型的羽毛状水系。
格状水系是指支流与主流直角相交成格状的水系,是水系格局的一种。在很大程度上受褶皱构造和断裂裂隙控制,如主流发育在
向斜轴部,支流顺向斜两翼发育,一般与主流皆成直角相交。在裂隙发育的水平岩层地区,也多发育典型的格状水系。在
单斜构造区,顺岩层倾向和走向流动的两组河流也能形成格状水系,前者如
雅鲁藏布江的部分河段,后者如发生在川东平行褶皱带的
背斜两翼上的河流。
古冰川谷中的水系流经冰川刨蚀形成的
冰斗,冰槛后
洼地构成的小型湖泊,形若串珠状,故名。它发育在高寒地带,具有不透水的下伏冻土层。这种水系处于水系发育的幼年阶段。湖泊大多为构造湖。入湖的河流可为树枝状、羽状或平行状水系。
诺敏河就属于典型的串珠状水系。
辫状水系是发育在
三角洲、冲洪积扇,山前倾斜平原及水流较小而河谷十分宽广的河段上的网状水系,尤其是河流从山区突然进入平原区的河段最为常见。水流形成多条水道互相穿插、交织在一起,即由多数汊流构成的水流交错,状若发辫故名。雅鲁藏布江谷地的海拔高度一般为3000~3600米,上、中游是峡谷与宽谷相间,在宽谷部分,河床多沙洲、浅滩,水流在沙洲、浅滩中迂回曲折,缓慢流动,形成典型的辫状水系。
辐聚水系是水系格局的一种,指发育在盆地中或构造沉陷区的河流,形成由四周山岭向盆地或构造沉陷区中心汇集的水系。如中国
塔里木盆地、
四川盆地等的水系都属一这种类型。此外,作为
泥石流沟地表特征的典型类型之一,散流坡由一组分散在坡面上的细沟组成,细沟自成水系,当坡面是凹型坡时,也可发育为辐聚水系。
倒钩状水系的支流流向与主流流向相反,在支流注入主流附近或在支流的上游呈近180“的大转弯。这种水系多是由于新
地壳运动而迫使河流改道造成的,是断裂控制的典型标志,或反映河流的袭夺结果。如云南小江北部支流尖山沟、泥浆沟、板河均由北东向南西呈倒钩状流入小江。倒钩状水系虽不常见,但它对于分析新构造运动有很大意义。
环状水系是在穹构造山上发育的放射状水系,侵蚀破坏穹形山,一些支流沿被剥露出来的软岩层走向发育,形成环形。其常与放射状水系同时出现,共同组成车轮状水系。沿
花岗石穹丘的环状
节理、穹窿构造上的岩层层理、片理,环绕高地等常形成环状水系。典型环状水系的有
闪电河等,其水系的形成与穹状隆起或环状断裂构造密切相关。
在盆地或沉陷区,河流由四周山岭向盆地中心集中,形成向心状水系,如
四川盆地就有明显的向心状水系,盆地中
嘉陵江、
渠江、
涪江分别由北、东北、西北三面向南流,在
合川区附近汇集,然后注入
长江,这就是向心状水系。向心状水系是地势、地形特点的一种反映。在
降水集中的季节,容易发生集中下泄,产生不利于排洪的现象。
三角洲地区河道交错,成网状水系。网状水系多分布在雨量较多、河网密度较大、地势平坦的
冲积平原和河口三角洲地带。主、支流交织如网,汊流众多,且多与湖泊、
沼泽相连,也称迷宫河系,如
黄河河套平原地区、
长江中下游平原等地区。
水系特征
河网密度
河网密度是指水系总长与水系分布面积之比,表示每平方公里面积上河流的长度。其大小与地区的气候、岩性、土壤、
植被覆盖等自然环境以及人类改造自然的各种措施有关。在相似的自然条件下,河网密度越大,河水径流量也越大。
河系发育系数
河系发育系数是指各级支流总长度与干流长度之比。一级支流总长度与干流长度之比称为一级河网发育系数,二级支流总长度与干流长度之比称为二级河网发育系数,等等。河流的发育系数越大,表明支流长度超过干流长度越多,对径流的调节作用越有利。
河系不均匀系数
河系不均匀系数是指干流左岸支流总长度和右岸支流总长度之比,表示河系不对称程度。不均匀系数越大,表明两岸汇入干流的水量越不平衡。
湖泊率和沼泽率
湖泊率和沼泽率是指水系内湖泊面积或沼泽面积与水系分布面积(
流域面积)之比。由于湖泊或沼泽能调节河水流量,促使河流水量随时间的变化趋于均匀,减少洪水灾害和保证枯水季节用水。因此,湖泊率和沼泽率越大,对径流的调节作用越显著。
河长
河长是指从河口到河源(河流上游最初具有表面水流形态的地点)的河道水面中心线的距离。
世界主要水系
亚洲
亚洲是世界上最大的大陆,拥有广袤而多样的
水系网络,无论是在高山腹地、广袤的平原还是干旱的荒原,都存在着丰富多样的水文系统。亚洲有许多大河,大都源于中部高山地带,呈放射状向四面奔流。流入太平洋的河流有黑龙江、黄河、长江、珠江、湄公河等;流入印度洋的有印度河、恒河、萨尔温江、伊洛瓦底江、底格里斯河、幼发拉底河等;流入北冰洋的有鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河等。内流河主要分布于亚洲中西部干旱地区,有锡尔河、阿姆河、伊犁河、塔里木河、约旦河等。
亚洲落差最大的瀑布是印度西南沿海施腊巴提河上的焦格瀑布,落差253米。
欧洲
欧洲水系纵横,是传统
内河航运发达的地区。欧洲的内河航道网主要集中在荷兰、
德国、
法国、
比利时,以
莱茵河流域为主,其发生的运量占全欧总运量4.5亿吨的66.7%。欧洲的河流众多且水量丰沛,这些河流贯穿了欧洲大陆,按流向可分为
北冰洋-
大西洋和
地中海黑海里海两大流域。主要河流有
伏尔加河、
多瑙河、
乌拉尔河、莱茵河、罗纳河、泰晤士河等,其中伏尔加河是欧洲第一大河,多瑙河是世界上干流流经国家最多的河流,莱茵河是欧洲最大的水运动脉。
非洲
非洲的外流区域约占全洲面积的68.2%,如
尼罗河、
刚果河、
尼日尔河、
塞内加尔河、
沃尔特河、
奥兰治河;非洲的内流水系及无流区面积为958万平方千米,约占全洲总面积的31.8%。非洲水系的发育及其分布与非洲的气候和地形特征有着密切的关系。
降水地区差异较大的气候特征,决定着非洲水系分布的不平衡性。
赤道地带雨量最丰富,是水系密度最大的地区;南纬10°与
南回归线之间地带雨量逐渐减少,水系仍较密;北纬10°以北、
撒哈拉沙漠以南地带雨量急剧减少,水系非常稀疏;大陆南北两端
地中海气候区有一定年雨量,水系也有一定的密度;撒哈拉沙漠、卡拉哈里和
纳米布沙漠等干旱半干旱地区降水极为稀少,因而除少数过境的“客河”外,没有
常流河,甚至形成广大的无流区。
非洲的地势和高原地形及
大陆边缘高山、崖坡较多等特点影响着非洲水系的发育。非洲大陆地势东高西低,由东南向西北倾斜,决定了非洲的水系多流入
大西洋和
地中海。非洲干旱地区广大和大陆边缘多山,形成了非洲大陆
内流区和无流区面积广大及沿海短小河流较多的特点。
北美洲
北美洲水系密集,有
密西西比河、
圣老楞佐河、
科罗拉多河、
育空河等著名大河,也有世界最大的
淡水湖群—五大湖。北美洲湖泊之多、湖面之广均占世界各洲的首位。北美洲的外流区域约占全洲面积的88%,其中属
大西洋流域的面积约占全洲的48%,属
太平洋流域的各约占20%。除圣劳伦斯河外,所有的
黄河都发源于
落基山脉。落基山脉以东的河流分别流入
大西洋和
北冰洋,以西的河流注入太平洋。内流区域(包括无流区)约占全洲面积的12%,主要分布在美国西部
大盆地及
格陵兰岛。
密西西比河是
北美洲最大的河流,按长度为世界第四大河。其次为
马更些河、
育空河、
圣老楞佐河和
格兰德河等。
南美洲
南美洲水系以
科迪勒拉山系的
安第斯山脉为
分水岭,东西分属于
大西洋水系以及太平洋水系。太平洋水系源短流急,且多独流入海。大西洋水系的河流大多源远流长、支流众多、水量丰富、
流域面积广。其中,
亚马孙河是世界上流域面积最广、流量最大的河流,其支流超过1000千米的有20多条。南美洲水系内流区域很小,
内陆河主要分布在南美西中部的
荒漠高原和
阿根廷的西北部。南美洲除最南部外,河流终年不冻。南美洲多瀑布,
安琪尔瀑布落差达979米,为世界落差最大的布。
南美洲湖泊不多,
安第斯山脉山区的荒漠高原地区多构造湖,如
的的喀喀湖、
波波湖等;南部巴塔哥尼亚高原区多
冰川湖;
内流区多内陆盐沼。南美洲西北部的
马拉开波湖是最大的湖泊。
大洋洲
大洋洲外流区域约占总面积的48%,
墨累河是外流区域中最长和
流域面积最大的河流。内流区域(包括无流区)约占总面积的52%,均分布在
澳大利亚中部及西部地区,主要
内陆河均注入北艾尔湖。大洋洲的河流与其他洲比较显得十分稀少,河流短小,水量较少,雨季暴涨,早季有时断流,大多不利航行,但所有河流几乎终年不冻。大洋洲的湖泊较少,最大湖泊是澳大利亚境内的北艾尔湖,面积约8200平方千米,随
降水而变化;最深的湖泊是
南岛西南端的
蒂阿瑙湖,深达276米。澳大利亚大陆多构造湖。
新西兰除构造湖外,还有由
熔岩,阻塞河流而形成的堰塞湖。夏威夷岛上则有火山湖。此外许多岛屿上有由
珊瑚礁环绕而形成的
礁湖。
新乔治亚岛上的礁湖是世界上的大礁湖之一,帕劳群岛中的科梅科尔礁湖也很有名。
南极洲
冰帽A地区下的冰下
格里高里·甘布尔采夫山脉曾经存在发育完善的河流
水系,约在距今3400万年前开始出现
冰川,伴随
地球轨道周期变化气候变冷,冰川覆盖区域渐次扩张。据统计,科学家在南极冰盖下方共发现675个
冰下湖,其中有3个冰下湖被成功
钻探取样。南极冰下湖通常位于数千米厚的冰层之下,具有高压、低温、黑暗、寡营养等极端环境特征,具有极其独特的生态系统,包含丰富的
冰盖历史和气候变化信息。越过
接地线、进入冰架下空腔的湖水,还可能改变冰架-海洋相互作用,进而引发海洋环流变异。
南极冰盖底部最大的融水流域在伊丽莎白公主地孕育而成。探测发现,该地区冰盖底部藏有众多冰下湖泊和冰下水道,且相互贯通连接。其中一个冰下湖泊的宽度达到26.5千米,另一个冰下湖泊形成于冰层厚度超过4000米的地方。
中国主要水系
中国大陆地区由于地域的宽广,气候和地形差异极大,境内河流主要流向太平洋,其次为印度洋,少量流入北冰洋。中国境内“七大水系”均为河流构成,为“江河水系”,均属太平洋水系。从北到南依次是:松花江水系、辽河水系、海河水系、黄河水系、淮河水系、长江水系、珠江水系。
松花江水系
松花江是中国七大江河之一,有
第二松花江和
嫩江南北两源。松花江水系地处
东北地区的北部,行政区涉及
内蒙古自治区、
吉林省、
黑龙江省和
辽宁省四省(自治区)的24个市(地、盟)、84个县(市、旗)。流域总面积56.12万平方公里,其中平原区面积21.21万平方千米、山丘区面积34.91万平方千米。松花江流域水系发育,支流众多
流域面积大于1000平方千米的河流有86条,大于10000平方千米的河流有16条。流域多年平均
水资源总量961亿立方米,其中
地表水资源量为818亿立方米、
地下水资源量324亿立方米、地表与地下水资源不重复量143亿立方米。松花江水系是中国
重工业基地的重要组成部分,是中国重要的农业、林业和畜牧业基地。
辽河水系
辽河水系位于中国东北地区西南部,包括
吉林省、
辽宁省、
河北省和
内蒙古自治区的部分区域。流域总面积约21.96万平方千米,全长1390千米,其中辽宁省境内
流域面积约6.92万平方千米,河长523千米。辽河多年平均流量约每秒400立方米,多年平均径流量44.37亿立方米。辽河的平均河床比降为0.3~0.7‰。
辽河共有大小支流20余条。左侧汇入的主要支流有
招苏台河、清河、
柴河、沨河等,是辽河干流供水的主要来源:右侧汇入的主要支流有
秀水河、
养息牧河、柳河、饶阳河等。
海河水系
海河,是中国华北地区的最大水系。起自天津金钢桥,到大沽口入渤海湾,故又称沽河。海河和上游的北运河、永定河、大清河、子牙河、南运河五大河流及300多条支流组成海河水系,以卫河为源,全长1090千米。流域总面积26.5万平方千米,地跨京、津、冀、晋、鲁、豫、辽、内蒙古8省(市、区),其中山区约占54.1%,平原占45.9%,全流域多年平均径流量264亿立方米。
黄河水系
黄河水系由黄河及众多支流组成,支流中面积大于1000平方千米的有76条
流域面积达58万平方千米,占全河集流面积的77%;大于1万平方千米的支流有11条,流域面积达37万平方千米,占全河集流面积的50%。
黄河主要支流包括白河、黑河、
洮河、
湟水、大黑河、
窟野河、
无定河、渭河、
沁河、
金堤河、
大汶河等。黄河流经3个较大的湖泊,包括河源区的
扎陵湖、
鄂陵湖和下游的
东平湖。
淮河水系
淮河水系地处中国东部,位于东经111°55'~121°20'、北纬30°55'-36°20'之间,西起
桐柏山、
伏牛山,东临
黄海,南以
大别山、皖山余脉、
通扬运河和
如泰运河的南堤与长江流域为界,北以黄河南堤和沂蒙山脉与黄河流域毗邻,范围涉及河南、湖北、安徽、江苏、山东五省,
流域面积约27万平方千米。其中,平原面积约占总面积的2/3,山丘区约占1/3。全流域多年平均径流量为595亿立方米。
长江水系
长江水系发育,各级支流约7000余条,干流流经
青海省、
西藏自治区、
四川省、
云南省、
重庆市、湖北、
湖南省、
江西省、安徽、
江苏省、
上海市11个省、自治区、
直辖市,于
崇明岛以东注入
东海,全长6300余千米。流域面积达180万平方千米,约占
中原地区陆地总面积的1/5。长江是中国水量最丰富的河流,
水资源总量9616亿立方米,约占全国河流径流总量的36%,为
黄河的20倍,居世界第三位。
珠江水系
珠江水系由
西江以及北江、
东江和珠江
三角洲诸河组成,水资源丰富,干支流遍及滇、黔、桂、粤、湘、赣六省(自治区)。流域位于东经102°14'~115°53'、北纬21°31'~26°49'之间,
流域面积453690平方公里,其中在中国境内442100平方公里,约占全国国土总面积的4.6%。
珠江水系支流众多,流入西江、北江、东江干流的、流域面积在100平方公里以上的支流共260条,其中10000平方公里以上的6条,1000~10000平方公里以上的49条,100~1000平方公里的205条。