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水文学原理第2版:流域下垫面条件分析

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:一般而言,较大流域的径流量大,但变化较小。流域地质与土壤条件。若某一流域有着较为发达的断层、节理、裂隙,水分的下渗量就大而径流量小;岩溶地区有着较大的地下蓄水库,因此,地下径流量较大。上述流域因素在空间上的随机组合,构成了下垫面条件的差异,这种差异导致了流域产流方式及产流条件上的差异。但流域下垫面是一个缓慢变化的因素。

水文学原理第2版:流域下垫面条件分析

流域下垫面条件包括:地理位置,如纬度、距离海洋远近、面积、形状等;地貌特征,如山地、丘陵、盆地、平原、谷地、湖沼等;地形特征,如高程、坡度、坡向;地质条件,如构造、岩性;植被特征,如类型、分布、水理性质等。

(1)流域地理位置。流域所处的地理位置不同,其气候条件差别很大。因此,受气候条件制约的径流,也就有其特殊性。

(2)流域地形地貌。流域地形地貌一方面通过直接影响流域的汇流条件来影响径流,另一方面还通过影响气候因素而间接影响径流。如在迎风坡,降雨量增加,径流也相应增加;高程增高,气温降低,相应地径流量增加;坡度越大,径流的流速大,雨水下渗的机会就少,因此,径流量大。

(3)流域面积。流域面积越大,自然条件越复杂,各种因素对径流的影响有可能相互抵消,也有可能叠加。一般而言,较大流域的径流量大,但变化较小。

(4)流域形状。流域的形状主要影响径流过程线的形状。流域的形状不同,汇流条件不同,如扇形流域,洪峰流量相对较大且流量过程线尖瘦,而羽状流域,洪峰流量相对较小而流量过程线变化平缓。

(5)流域地质与土壤条件。流域的地质条件和土壤特性决定着流域的入渗、蒸发和蓄水能力。若某一流域有着较为发达的断层、节理、裂隙,水分的下渗量就大而径流量小;岩溶地区有着较大的地下蓄水库,因此,地下径流量较大。土壤性质主要通过直接影响下渗和蒸发来影响径流,渗透性能好的土壤,下渗量大而径流量小。另外,土壤和地质条件还可以通过植被类型和植被生长状况间接影响径流。(www.xing528.com)

(6)流域植被状况。流域的植被对径流的影响较复杂,有些学者认为,森林蒸发散量大,因而依据水量平衡方程,河川径流量小。从另外一个角度说,由于植物截留、枯枝落叶层对雨水的吸收以及森林土壤有很好的下渗能力,在径流形成过程中的降雨损失量大,因此,森林有减少地表径流量的作用。正因为森林导致流域具有较强下渗能力,使较多的雨水渗入地下,并以地下径流的方式缓慢补给河川径流,因此说,森林能增加河川枯水期的径流量。但是,森林增加的枯水期径流量是否同减少的地表径流量相抵消,还有着不同的看法。在美国和日本,有人对森林砍伐后和砍伐前的径流量进行对比研究后指出,砍伐森林能够增加流域的产水量;而在苏联,有人通过对有林流域和无林流域的产水量进行长期对比观测后认为,森林能增加流域产水量。

(7)流域内湖泊水库状况。流域内的湖泊和水库通过蓄水量的变化调节和影响径流的年际和年内变化,在洪水季节大量洪水进入水库和湖泊,水库和湖泊的蓄水量增加,在枯水季节,水库和湖泊中蓄积的水量缓慢泄出,蓄水量减少。因此,流域中如果有水库或湖泊,能够消减洪水,使洪水过程线变得平缓。

上述流域因素在空间上的随机组合,构成了下垫面条件的差异,这种差异导致了流域产流方式(指各种径流成分产流机制的组合)及产流条件上的差异。但流域下垫面是一个缓慢变化的因素。出口断面流量过程线是流域降水与流域下垫面因素、人类活动因素等综合作用的结果,相同时空分布的降水,在不同流域所产生的流量过程可能具有完全不同的特性。

总之,径流形成过程,除了降雨条件外的另一重要条件就是流域下垫面。只有当雨水降落在一个流域上,水流的运动过程才开始,也只有通过流域的下垫面,各种垂向、侧向的运行过程才能出现,并显示出它们在径流形成中的功能。

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