坡面产流机制.ppt

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1、RunoffGenerationMechanism产流机理Rainfall-RunoffModelling降雨-径流模型组成:产流部分：有多少降雨称为暴雨水文过程；（难点）径流演进部分（汇流）：形成暴雨水文过程的形态。（考虑时间上的分布）地表径流地下径流径流形成过程：自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程。降雨量扣除损失量，形成径流的那部分水量即为产流量，以mm计；降雨损失包括：植物截留，下渗（主要、复杂），填洼和蒸发；产流形式产流超渗产流（1933，Horton）蓄满产流（1960，Cappus&1970,Dunne）下

2、渗率变化规律：-df(t)/dt=β[f(t)-fc](byHorton)fcf0基于Beven理论的水文认知过程基于Beven理论的水文认知过程(a)两场暴雨之间蓄水逐减；总蒸发=水面蒸发+土壤蒸发+植物蒸散发；影响径流形成的因素：土壤性质，季节，植被类型，根系深度等；土壤中含水量的大小，直接影响到蒸发，下渗的大小，决定了降雨量中产生径流的比例；o基于Beven理论的水文认知过程（b）暴雨期间：地面水流常开始于河槽中；河槽网络随着暴雨发展而扩大到河源区；降水强度和水量在短距离内快速变化，特别是对流降水条件下；降水量受林冠影响，发生

3、截留；降水一旦到达地面即下渗（除某些不透水区域）；入渗速率与水量受制于当地地面降雨，净降水或茎流等强度，土壤下渗能力；土壤渗透性最低或初始含水量高区域地表漫流由超渗产流机制产生；饱和土壤区地表漫流可能由蓄满产流机制产生；有恒定顺坡流之前，地面洼地蓄水能力需要得到满足；地面下对暴雨降水的响应：充满水的相互连通的裂隙系统可当管道系统，加水的压力作用的传递比水的实际流速快得多；超渗产流（1933.Horton）常发生在北方干旱地区或南方少雨季节；发生在包气带上界面（地面）的产流机制；产生原因：降雨强度超过下渗强度；时程上具有急变特性，空间

4、上具有多变特性；通常不易发生，裸露土壤区域容易产生超渗产流现象控制地表径流产生关键因素：(a)上层土层下相对不透水层的界面和下渗能力;(b)上层土层本身达到全层饱和的蓄水量；模型表示：r=i-fr:径流率，i:降雨强度，f：下渗率；蓄满产流（1960.Cappus&1970.Dunne）常发生在南方湿润地区或北方多雨季节，平原区；不仅产生地表径流，也产生地下径流；因降水使土壤包气带和饱水带基本饱和而产生径流；模型表示：R=P-(wm-wo)R:已经降雨径流量，P：一次降雨总量，wm:包气带蓄水容量，wo:降雨前包气带蓄水量山坡对降雨

5、响应的过程机制的分类(a)超渗坡面漫流（Horton,1933）径流是整个山坡上超渗机制产生；(b)部分区域超渗坡面漫流（Beston，1964）局部区域产流；下渗能力随土壤湿度增加逐减；坡脚处湿度较大，地表径流产生于河槽附近，向坡上延伸；山坡对降雨响应过程机制的分类(c)蓄满坡面漫流（Cappus,1960;Dunne,1970）地表径流产生在具有高低表下渗能力的土壤上；产生地下径流；(d)地下暴雨径流（Hursh,1936;Hewlett,1961）土壤严重风化，高下渗能力；径流限制于河槽中；受地下响应控制；山坡对降雨响应过程机

6、制的分类(e)滞水饱和及穿透流(Weyman,1970)可能发生在渗透裂缝处土壤内；可能有水平边界；深层不饱和土壤表面饱和；山坡对降雨响应占主导地位的过程(Dunne,1978)水文过程主要由Horton地表漫流产生，地下暴雨径流作用较为次要水文过程主要由直接降雨和回归流产生，地下暴雨径流较为次要水文过程主要由表面暴雨径流产生，洪峰流量由回归流和直接降雨产生干旱及半干旱气候；植被稀疏或受人类活动影响湿润气候；植被茂密气候、植被及土地土层较薄：平缓的凹坡麓；宽谷底；由高至低的渗透性土壤陡而直的山坡：深厚、高渗透性土壤；窄谷底地形与土壤

7、同位素示踪认知水文过程最初由Sklash,Farvolden发表（1979）；湿润环境中，水文过程重要部分可能由蓄积水（旧水）组成；….Thankyou….