流域產流

流域產流

產流是R.E.霍頓在1933年提出,當降雨強度超過土壤的下滲強度時,超過部分形成地面徑流。當土壤濕度已達到田間持水量,土中自由水將穩定進入地下水庫,形成地下徑流。在降雨過程中,流域上產生徑流的區域稱為產流區,其面積稱產流面積;流域產流面積隨降雨過程而變化,這是流域產流的一個重要特點。流域產流量能夠通過所布設的水文氣象站網定量觀測,我國水文學者正是從這一實際出發,,早在20 世紀60 年代就提出蓄滿產流和超滲產流兩種流域產流方式。

概述,產流的兩種形式,蓄滿產流,超滲產流,蓄滿產流和超滲產流的區別,

概述

流域產流
上式的差別,恰好反映了自然界兩種基本的產流方式。上式表明,只有在包氣帶達到田間持水量後才產生Rg,這種產流方式稱為“超蓄產流”或“蓄滿產流”。而在上上式中,只包含由於降雨強度超過地面下滲率而產生的Rg,因為包氣帶未達到田間持水量,故Rg=0。這種產流方式稱為“超滲產流”或“非蓄滿產流”。
我國濕潤地區,如江淮流域及其以南的許多地區,年降雨量在800mm以上,植破良好。包氣帶常年潮濕,缺水量小,一般容易在一次降雨過程中得到滿足,以超蓄產流方式為主。
我國乾旱地區,如陝北黃土高原的一些地區.雨量不足2OOmm,植被覆蓋率小,蒸發量是降水量的幾倍甚至十幾倍,包氣帶缺水量很大,幾乎沒有可能在一次降兩過程中得到滿足,反而常出現超過地面下滲率的局部性高強度,短歷時暴雨,故一般以超滲產流為主。對於年降雨量介於200—400mm之間的半乾具體條件作分析。
在降雨過程中,流域上產生徑流的區域稱為產流區,其面積稱產流面積;流域產流面積隨降雨過程而變化,這是流域產流的一個重要特點。流域產流面積的變化與降雨特性和流域下墊面特性有關。

產流的兩種形式

蓄滿產流

蓄滿產流 (runoffyieldatnaturalstorage)降水補足土壤包氣帶缺水後所形成的徑流。在南方濕潤地區或北方多雨季節,流域蓄水量較大,地下水位較高,一次降雨後,流域蓄水很容易達到飽和,它不僅產生地表徑流,而且下滲水量中不全是損失,其中一部分成為地下徑流,所以產流包括地面徑流和地下徑流兩部分。

超滲產流

超滲產流 (runoffyieldinexcessofinfiltration)當降雨強度或融雪強度超過地面的土壤下滲能力後所形成是徑流。在北方乾旱地區或南方少雨季節,流域蓄水較少,地下水埋藏較深,一次降雨後流域蓄水達不到飽和,下滲水量全部屬於損失,不形成地下徑流,只有當降雨強度大於下滲強度時才產生超滲雨,形成地面徑流。

蓄滿產流和超滲產流的區別

(1)超滲產流,發生在包氣帶上界面(地面)的產流機制。地面徑流的形成過程是在降雨、植物截留、填窪、雨期蒸發及下滲等幾個過程組合下的發展過程。超滲產流是指地面徑流產生的原因是同期的降水量大於同期植物截留量、填窪量、雨期蒸發量及下滲量等的總和,多餘出來的水量產生了地面徑流。一般來說,植物截留量、雨期蒸發量、填窪量一般較小;而下滲量一般較大、且變化幅度也很大,它從初滲到穩滲、在時程上具有急變特性,空間上也具有多變的特性。下滲量的時空變化一般表現為:同一種土壤情況下,土壤乾燥時,下滲能力強;土壤濕潤時,下滲能力小。由此可見,下滲對地面徑流的產生影響很大。地面徑流產生的前提條件是:產流界面是地面(包氣帶的上界面);必要條件是要有供水源(降水);充分條件是降雨強度要大於下滲能力。
(2)蓄滿產流又稱超蓄產流。因降水使土壤包氣帶和飽水帶基本飽和而產生徑流的方式,是降雨徑流的產流方式之一。在降雨量較充沛的濕潤、半濕潤地區,地下潛水位較高,土壤前期含水量大,由於一次降雨量大,歷時長,降水滿足植物截留、入滲、填窪損失後,損失不再隨降雨延續而顯著增加,土壤基本飽和,從而廣泛產生地表徑流。此時的地表徑流不僅包括地面徑流,也包括壤中流和其它形式的淺層地下水產流。蓄滿產流方式往往不能在山區流域上普遍實現,在平原區則容易發生。在土層較薄的坡腳,由於飽和坡面流的存在,也具有蓄滿產流意義。蓄滿產流這一術語是中國水文學家基於中國江淮流域,尤其是江南河網化地區具體情況提出的,它對產流理論和降雨徑流形成規律的探索,雨洪預報方法的研究有一定的實際意義。

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