第二章坡面水文过程ppt课件.ppt

《第二章坡面水文过程ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.1雨滴特性第2章坡面水文过程2.2土壤水与入渗2.3径流本章主要介绍降雨的基本特性、降雨过程中的入渗、径流的形成过程及其影响因素，分析坡面径流的形成过程，有助于对坡面水文过程的理解。2.1雨滴特性雨滴特性包括雨滴的形状、大小及雨滴分布、降落速度、落地时冲击力、降雨量、降雨强度和降雨历时等，直接影响侵蚀作用的大小。2.1.1雨滴直径及分布1.雨滴的大小一般情况下，小雨滴为圆形，大雨滴(＞5.5mm)开始为纺锤形，在其下降过程中因受空气阻力作用而呈扁平形，两侧微向上弯曲。因此把雨滴0.25mm<直径≤5.5mm时，降落过程中比较稳定的雨滴称稳定雨滴；当雨滴直径＞5.5mm时，雨

2、滴形状很不稳定，极易发生碎裂或变形，称为暂时雨滴。对于直径＜0.25mm的雨滴称为小雨滴。2.雨滴的分布降雨是由大小不同的雨滴组成的。一次降雨的雨滴分布，用该次降雨雨滴累积体积百分曲线表示，其中累积体积为50%所对应的雨滴直径称为中数直径，用D50表示。通常降雨强度愈大，D50也愈大，降雨强度变小，D50也相应减小（D50=aIb）。2.1.2雨滴速度和动能雨滴降落时，因重力作用逐渐加速，但其周围空气的摩擦阻力及浮力也随之增加。当这二力趋于平衡时，雨滴以匀速降落，此时的速度即为终点速度(terminalvelocity)。达到终点速度的雨滴下落距离，随雨滴直径增大而增加。终点速

3、度的大小，主要取决于雨滴直径的大小和形状。雨滴的终点速度越大，其对地表的冲击力也越大，即对地表土壤的溅蚀能力也越强。2.1.3降雨侵蚀力降雨雨滴的侵蚀力是降雨和土壤互相作用的结果。降雨侵蚀力是指雨滴分散和击溅土壤颗粒的作用力。它是降雨物理特征的函数，降雨雨滴侵蚀力的大小完全取决于降雨性质，即该次降雨的雨量、雨强、雨滴大小等，而与土壤性质无关。计算方法：威斯迈尔经过大量寻优计算，得到了一个用复合参数表示表示降雨侵蚀力的方法。降雨侵蚀力指标R，表达式为：R=E*I30。其中E为该次降雨的总动能[J/（m2.mm）]；I30为该次降雨过程中出现的最大30min降雨强度（mm/h）目的

4、意义：如果将降雨侵蚀力高峰期和土壤抵抗侵蚀力最弱时期分开，则可保证显著降低土壤侵蚀。2.2土壤水与入渗2.2.1土壤水1.土壤水分的存在形式土壤水是指吸附于土粒和存在于土壤孔隙中的水分，按受力情况可分为吸湿水、薄膜水、毛管水以及重力水四种形式。2.土壤含水量与分类土壤含水量是指包气带中土壤含水数量的多少，常用单位土壤体积内包含的水体体积或单位土壤质量内包含的水体质量来表示。水文上常用包气带土层的含水量折合为水深的方法来表示，称为土壤蓄水量。土壤含水量常划分为最大吸湿水量、最大分子持水量、调萎含水量、毛管断裂含水量、田间持水量和饱和含水量六中类型。3.土壤水分运动过程土壤水分运动

5、过程主要包括入渗过程、土壤蒸发过程与植物蒸腾过程。2.2.2入渗入渗是指水分自地面渗入土壤的水文过程。入渗作为降水、地面水、土壤水和地下水相互转化的一个重要环节，受到土壤水分运动规律的制约，是土壤水分最常见的向下运动的现象，也是降雨径流形成的主要环节。1.入渗过程下渗不仅直接决定地表径流量的大小，还影响土壤水分的增长以及表层径流与地下径流的形成。降雨入渗过程一般可划分为以下三个阶段：渗润阶段--渗漏阶段--渗透阶段。从径流形成的角度考虑，降雨入渗过程也可分为两个阶段：雨强控制阶段--土壤入渗率控制阶段。2.入渗要素入渗率（入渗强度）：是指单位面积单位时间内渗入到土壤中的水量。入

6、渗能力（入渗容量）：是指在充分供水和一定土壤类型和土壤湿度条件下的最大入渗率。初始入渗率：在入渗最初阶段，土壤入渗率极大，其值称为初始入渗率。稳定入渗率：当下渗锋面推进到一定深度后，入渗率趋于稳定的常值，此时的入渗率称为稳定入渗率。3.入渗曲线入渗曲线（入渗能力曲线）：是指在地面充分供水条件下，入渗率随时间的变化过程线。4.入渗水的垂向分布规律入渗水在土体中的垂向分布大致可划分为4个带：饱和带、过渡带、水分传递带、湿润带。2.2.3影响入渗的因素1.入渗过程土壤特性对入渗的影响，主要取决于土壤的透水性、吸水性和持水性。2.地面坡度的影响就坡度而言，同一雨强下，坡度愈大，入渗率愈

7、小。3.降雨特性的影响降雨对入渗的影响可分为直接影响和间接影响。从水土保持角度来看，降雨特性对入渗的影响主要表现在雨型、雨滴直径和降雨强度上。4.下垫面因素下垫面的作用主要在于使降落到地面的雨水发生重新分配，同时可削弱雨滴动能，增加土壤水分入渗。5.人类活动的影响人类活动既可增大土壤入渗，也可抑制土壤入渗。2.3径流沿地面或沿地面下运动的水流称为径流。对形成径流有重要作用的因素有降雨、蒸发与入渗等。2.3.1径流的分类及表示方法由降水开始到到水流流经流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过