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径流的形成过程 | |
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径流形成过程是一个极为错综复杂的物理过程,为便于说明,现概述如下:
(一)流域蓄渗过程
降雨初期,除一小部分(一般不超过5%)降落在河槽水面上的雨水直接形成径流外,大部分降水并不立即产生径流,而消耗于植物截留、下渗、填洼与蒸散发。植物截留量与降水量、植被类型及郁闭程度有关。森林茂密的植被,年最大截留量可达年降水量的20—30%,截留的雨水最终消耗于蒸发。下渗发生在降雨期间及雨停后地面尚有积水的地方,如本章第五节已述。下渗强度的时空变化很大。在降雨过程中,当降雨强度小于下渗能力时,雨水将全部渗入土壤中。渗入土中的水,首先满足土壤吸收的需要,一部分滞蓄于土壤中,在雨停后耗于蒸发,超出土壤持水力的水将继续向下渗透。当降雨强度大于下渗能力时,超出下渗强度的降雨(也称超渗雨),形成地面积水,蓄积于地面洼地,称为填洼。地面洼地通常都有一定的面积和蓄水容量,填洼的雨水在雨停后也消耗于蒸发和下渗。平原和坡地流域,地面洼地较多,填洼量可高达100毫米,一般流域的填洼水量约10毫米左右。随着降雨继续进行,满足填洼后的水开始产生地面径流,在一次降雨过程中,流域上各处的蓄渗量及蓄渗过程的发展是不均匀的,因此,地面径流产生的时间、地方有先有后,先满足蓄渗的地方先产流。
流域上继续不断降雨,渗入土壤的水使包气带含水量不断增加。土层中的水达到饱和后,在一定条件下,部分水沿坡地土层侧向流动,形成壤中径流,也称表层径流。下渗水流达到地下水面后,以地下水的形式沿坡地土层汇入河槽,形成地下径流。因此,流域上的降水,经过蓄渗过程产生了地面径流,壤中径流和地下径流三种。
在流域蓄渗过程中,无论是植物截留、下渗、填洼、蒸散发及土壤水的运动,水的运行均受制于垂向运行机制,水的垂向运行过程构成了降雨在流域空间上的再分配,从而构成了流域不同的产流机制,形成了不同径流成分的产流过程。
(二)坡地汇流过程
超渗雨水在坡面上呈片流、细沟流运动的现象,称坡面漫流。满足填洼后的降水开始产生大量的地面径流,它沿坡面流动进入正式的漫流阶段。在漫流过程中,坡面水流一方面继续接受降雨的直接补给而增加地面径流,另一方面又在运行中不断地消耗于下渗和蒸发,使地面径流减少。地面径流的产流过程与坡面汇流过程是相互交织在一起的,前者是后者发生的必要条件,后者是前者的继续和发展。 |
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