第八章產(chǎn)流機制

1、降雨降雨-徑流過程徑流過程Rainfall-runoff process降雨到達(dá)下墊面后，在截留、填洼、土壤持水、下滲和蒸散發(fā)等因降雨到達(dá)下墊面后，在截留、填洼、土壤持水、下滲和蒸散發(fā)等因素作用下的余額素作用下的余額產(chǎn)流產(chǎn)流 (Runoff generation)產(chǎn)生徑流從流域各處向流域出口斷面匯集產(chǎn)生徑流從流域各處向流域出口斷面匯集匯流匯流 (Runoff concentration)基本要求：基本要求：（1）掌握推求流域植物截留量和填洼量的方法；）掌握推求流域植物截留量和填洼量的方法；（2）熟悉包氣帶及其結(jié)構(gòu)；）熟悉包氣帶及其結(jié)構(gòu)；（3）掌握包氣帶水分動態(tài)及對降水的再分配作用；）掌握包氣帶

2、水分動態(tài)及對降水的再分配作用；（4）掌握霍頓產(chǎn)流理論；）掌握霍頓產(chǎn)流理論；（5）掌握壤中水徑流、飽和地面徑流的產(chǎn)生機制；）掌握壤中水徑流、飽和地面徑流的產(chǎn)生機制； （6）掌握組合產(chǎn)流的基本類型及基本產(chǎn)流模式。）掌握組合產(chǎn)流的基本類型及基本產(chǎn)流模式。第一節(jié)第一節(jié) 截留與填洼截留與填洼流域蓄滲過程流域蓄滲過程徑流形成過程徑流形成過程坡地匯流過程坡地匯流過程河網(wǎng)匯流過程河網(wǎng)匯流過程坡面匯流坡面匯流壤中匯流壤中匯流地下匯流地下匯流降雨降雨P(guān)植物截留植物截留In填洼填洼D植物散發(fā)植物散發(fā)ET下滲下滲f蒸發(fā)蒸發(fā)E下滲下滲f在該階段，不產(chǎn)生徑流的那部分降水稱為損失量，降雨量減損失量在該階段，不產(chǎn)生徑流的那部

3、分降水稱為損失量，降雨量減損失量=產(chǎn)流量。產(chǎn)流量。雨量大于植物截雨量大于植物截留容量與蒸發(fā)量留容量與蒸發(fā)量之和。之和。 雨量小于雨量小于植物截留植物截留容量容量雨量大于植物截留容量與蒸發(fā)量之和。雨量大于植物截留容量與蒸發(fā)量之和。 雨量小于植物截留容量雨量小于植物截留容量 p 不考慮降雨過程中不考慮降雨過程中的下滲和蒸散發(fā)時的下滲和蒸散發(fā)時 考慮降雨過程考慮降雨過程中的下滲和蒸中的下滲和蒸散發(fā)時散發(fā)時 第二節(jié)第二節(jié) 包氣帶及其結(jié)構(gòu)包氣帶及其結(jié)構(gòu)飽和帶飽和帶包氣帶包氣帶地下水位地下水位ifp條件：條件： ( (1)1)要有界面，即地面要有界面，即地面( (下滲能力下滲能力fp) )； ( (2)2

4、)要有供水，即降雨要有供水，即降雨( (雨強雨強i) )； ( (3)3)要供水大于下滲，即要供水大于下滲，即i fp ，rs= i fp地面徑流產(chǎn)流率地面徑流產(chǎn)流率fAfB條件：條件：( (1)1)要有界面，存在相對不透水層，如上層要有界面，存在相對不透水層，如上層A和下層和下層B， 且下層比上層透水性差；且下層比上層透水性差； ( (2)2)要有供水，即滲入上層的雨水要有供水，即滲入上層的雨水( (下滲率下滲率fA) )； ( (3)3)要上層供水大于下層下滲，即要上層供水大于下層下滲，即fA fB , i fB ； ( (4)4)要在界面產(chǎn)生臨時飽和帶，并有側(cè)向排水條件。要在界面產(chǎn)生臨時

5、飽和帶，并有側(cè)向排水條件。 rss= fA fB壤中徑流產(chǎn)流率壤中徑流產(chǎn)流率壤中水徑流產(chǎn)生的物理條件是：壤中水徑流產(chǎn)生的物理條件是： (1(1）包氣帶中必須存在相對不透水層，）包氣帶中必須存在相對不透水層，并且上層土壤的質(zhì)地比下層粗。并且上層土壤的質(zhì)地比下層粗。 (2 (2）至少要上層土壤的含水量達(dá)到田間持水量。）至少要上層土壤的含水量達(dá)到田間持水量。干旱條件下干旱條件下 2h10.2mm2h10.2mm濕潤條件下濕潤條件下 1.67h3.2mm1.67h3.2mm條件：條件：( (1)1)表層土壤具有較強透水性，表層土壤具有較強透水性，i fB , i fB ； ( (5)5)側(cè)向排水條件較

6、差，界面上產(chǎn)生的臨時飽和帶不側(cè)向排水條件較差，界面上產(chǎn)生的臨時飽和帶不 斷上升達(dá)到地面。斷上升達(dá)到地面。 rsat=i - -(rss+fB)fAfBi五、回歸流五、回歸流(Rr)的產(chǎn)流機制的產(chǎn)流機制條件：條件：( (1)1)壤中流發(fā)育壤中流發(fā)育； ( (2)2)土壤飽和帶露出地面；土壤飽和帶露出地面； ( (3)3)要具備有利于壤中流流出的坡度及地形。要具備有利于壤中流流出的坡度及地形。 相對不透水層相對不透水層穩(wěn)定狀態(tài)下，穩(wěn)定狀態(tài)下，fc Ksi1雨強下，雨強下，AB 、 BC界面均可能產(chǎn)界面均可能產(chǎn)生壤中流；生壤中流；i2雨強下，雨強下，BC界面可能產(chǎn)生壤中流；界面可能產(chǎn)生壤中流；i3雨

7、強下，雨強下，AB 、 BC界面均不可能界面均不可能產(chǎn)生壤中流。產(chǎn)生壤中流。KsZi1i2i3A層層B層層C層層(1) KBiKA，可能有，可能有Rss；(2)KBKA i，可能有，可能有Rs、Rss和和Rsat發(fā)生；發(fā)生；(3)KAKB 且且KA i，可能有，可能有Rs發(fā)發(fā)生。生。KAKBiKB1.01.0(1)(2)(3)AB由于包氣帶結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和降雨特性的多變性，實際發(fā)生的由于包氣帶結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和降雨特性的多變性，實際發(fā)生的大多是幾種產(chǎn)流機制的組合。產(chǎn)流機制的組合大多是幾種產(chǎn)流機制的組合。產(chǎn)流機制的組合產(chǎn)流模式。產(chǎn)流模式。 Rs+Rss型型 主要發(fā)生在包氣帶厚，有相對不透水界面，上層透水性差，主要發(fā)生在包氣帶厚，有相對不透水界面，上層透水性差，下層更差的地區(qū)；雨強相對較大。下層更差的地區(qū)；雨強相對較大。 Rsat+Rss型