【正文】 的函數(shù)。公式為： 三、影響下滲的因素 自然界中的實(shí)際下滲過(guò)程往往呈現(xiàn) 不穩(wěn)定 和 不連續(xù)性 。 ? 土壤特性的影響 ? 土壤特性對(duì)下滲的影響主要在于土壤的 前期含水量 及其 透水性能 。 ? 透水性能 與土壤的質(zhì)地、孔隙的多少及大小有關(guān)。 一般來(lái)說(shuō)土壤顆粒愈粗，孔隙直徑愈大，透水性能愈好，下滲能力愈強(qiáng)。 不同土壤累積下滲曲線 土壤前期含水量影響下滲 ?降水特性的影響 ? 降水強(qiáng)度 直接影響土壤下滲強(qiáng)度及下滲水量。 ? 當(dāng)降水強(qiáng)度 i小于下滲率 f時(shí)，降水全部滲入土壤， 下滲過(guò)程受降水過(guò)程 制約。 ? 在相同土壤水分條件下， 下滲率隨雨強(qiáng)增大而增大 。但對(duì)裸露的土壤，由于強(qiáng)雨點(diǎn)可將土粒擊碎，并充填于土壤孔隙中，從而可能減小下滲率。 ? 降水的時(shí)程分布 對(duì)下滲也有一定的影響，如在相同條件下， 連續(xù)性降水 的下滲量要小于 間歇性降水 的下滲量。 ?流域植被、地形條件的影響 ? 由于植被及地面上枯枝落葉具有 滯水作用 ，增加了下滲時(shí)間，從而減少了地表徑流，增大了下滲量 。 ? 相同條件下，地面坡度大、漫流速度快，歷時(shí)短，下滲量小。 植被影響下滲 ?人類活動(dòng)的影響 問題： 哪些人類活動(dòng)可能影響下滲量？ ? 人類活動(dòng)既可 增大 下滲量，也可 減少 下滲量。 ? 各種坡地改梯田、植樹造林、蓄水工程均 增加水的滯留時(shí)間 ，從而增大下滲量。 ? 砍伐森林、過(guò)度放牧、不合理的耕作，則 加劇水土流失 ，從而減少下滲量。 ? 在地下水資源不足的地區(qū)采用 人工回灌 ，則是有計(jì)劃、有目的的增加下滲水量； ? 反之在低洼易澇地區(qū)， 開挖排水溝渠 則是有計(jì)劃有目的的控制下滲，控制地下水的活動(dòng)。 第七節(jié) 徑流 徑流是水循環(huán)的基本環(huán)節(jié)，又是水量平衡的基本要素，它是自然地理環(huán)境中最活躍的因素。從狹義的水資源角度看，在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，徑流則是可資長(zhǎng)期開發(fā)利用的水資源。河川徑流的變化還直接影響著防洪、灌溉、航運(yùn)和發(fā)電等工程措施。 一、徑流的涵義與表示方法 ? 徑流的涵義與徑流組成 ? 徑流 ：流域的降水， 由地面與地下 匯入河網(wǎng) 、 流出流域出口斷面 的水流 。 ? 從降水 到達(dá)地面 時(shí)刻起，到 水流流出口斷面 的整個(gè)物理過(guò)程 稱為 徑流的形成過(guò)程 。 ? 根據(jù)徑流形成過(guò)程與流經(jīng)途徑不同， 河川徑流 可分為 地面徑流 、 壤中流 及 地下徑流 。 ? 徑流的表示方法 ? 1）流量（ Q） ： ? 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一斷面的水量 ，單位為 m3/s。流量隨時(shí)間的變化過(guò)程可以用 流量過(guò)程線 表示。 ? 2）徑流總量（ W） ： ? T時(shí)段內(nèi)通過(guò)某一斷面的總水量 ，單位為 m3?？捎脮r(shí)段平均流量與時(shí)段的乘積表示： W = QT。 ?3）徑流深度（ R） ： ? 將 徑流 總量 平鋪在整個(gè) 流域面積 上所求得的水層深度，單位為 mm。 ? 如果 T時(shí)段內(nèi)的平均流量是 Q（ m3/s），流域面積是 F（ km2），則徑流深度 R（ mm）可有如下公式計(jì)算： 1000QTRF?? 4）徑流模數(shù)（ M） ： ? 流域 出口斷面 流量 與 流域面積 F的比值，隨著對(duì) Q賦予的意義而不同。常用單位是升 /秒 平方千米。計(jì)算公式為： ? 5）徑流系數(shù)（ α） ： ? 是某一時(shí)段的 徑流深度 R與 相應(yīng)的降水深度 P的比值， 。通常 α 1。 ? 6）模比系數(shù)（ K） ： ? 某一時(shí)段 的徑流總量 W與平均徑流量 Q的比值。 K= W/Q 1000 QMF?RP? ?二、徑流的形成過(guò)程 ? 流域蓄滲過(guò)程 ? 降雨初期，除一小部分 降落到河槽水面 上直接形成徑流 外。其它部分降水并不是立即產(chǎn)生徑流，而是消耗于 植物截留 、下滲 、 填洼 與 蒸散發(fā) 。 ? 植物截流 量與降水量、植被類型及閉郁程度有關(guān)，截流量可達(dá) 2030%。 植物截留的水量最后消耗于蒸發(fā) 。 ? 下滲 發(fā)生在 降雨過(guò)程中 與 雨后地面有積水的地方 。 ? 在降雨過(guò)程中， 若降雨強(qiáng)度不超過(guò)下滲能力 ，雨水全部滲入土壤中。 ? 滲入土壤中的水 首先滿足于土壤的吸收需要 ，一部分滯蓄于土壤中，在雨停后消耗于蒸發(fā)； ? 超出 土壤持水力 的水將繼續(xù)向下滲透 。 ? 若降雨強(qiáng)度超過(guò)下滲能力 ，超出下滲能力的水形成 地面積水 ，蓄積于地面洼地，稱 填洼 。填洼的雨水在雨停后也消耗于蒸發(fā)與下滲。 ? 如果降水繼續(xù)進(jìn)行，滿足填洼后的水開始產(chǎn)生 地面徑流 。 ? 若流域上繼續(xù)降雨，滲入土壤的水使 包氣帶 含水量不斷增加。土層中的水 達(dá)到 飽和 后，在 一定條件下 ，部分水沿 坡地土層側(cè)向流動(dòng) ，形成 壤中徑流 ，也稱 表層徑流 。 ? 下滲水達(dá)到地下水面后 ，以地下水的形式 沿坡地土層匯入河槽 ，形成 地下徑流 。 ? 結(jié)果： 流域上的水，經(jīng)過(guò)蓄滲過(guò)程產(chǎn)生了 地面徑流 、 壤中徑流 和地下徑流 。 ?坡地匯流過(guò)程 ? 滿足填洼后的降水開始產(chǎn)生大量的 地面徑流 ，它沿坡面流動(dòng)，即進(jìn)入正式的 漫流階段（ 超滲雨水在坡面上呈 片流 、 細(xì)溝流 運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為 坡面漫流） 。 ? 地面徑流 經(jīng)過(guò) 坡面漫流 而注入河網(wǎng) ，一般說(shuō)僅在大雨或高強(qiáng)度的降雨后，地面徑流才是構(gòu)成河流流量的主要源流。 ? 在漫流過(guò)程中，既接受降雨的直接補(bǔ)給而 增加地面徑流 ；也因下滲和蒸發(fā)而 使地面徑流減少 。 ? 坡面漫流 通常都是在 蓄滲容易得到滿足的地方 先發(fā)生，如透水性較差的地面或較潮濕的地方。 ? 坡面水流可能呈 紊流 或 層流 ，其 流態(tài) 與降雨強(qiáng)度有關(guān)。 ? 坡面漫流的 流程 一般不超過(guò)數(shù)百米，歷時(shí)亦短，故 對(duì)小流域很重要，而大流域則因歷時(shí)短而在整個(gè)過(guò)程可以忽略。 ? 壤中流 及 地下徑流 也同樣具有沿坡地土層的匯流過(guò)程 。 ? 壤中流 /表層徑流： ? 主要發(fā)生在近地面 透水性較弱 的土層中，它是 臨時(shí)飽和帶 內(nèi) 非毛管孔隙 中 側(cè)向運(yùn)動(dòng) 的水流。 通常，壤中流匯流速度比地面徑流慢，但比地下徑流快得多。 ? 壤中流在總徑流中的比例與流域土壤和地質(zhì)條件有關(guān) 。當(dāng) 表層土層薄而透水性好 ， 下伏有相對(duì)不透水層時(shí) ，可能產(chǎn)生大量的壤中流。 ? 壤中流與地面徑流有時(shí)可以相互轉(zhuǎn)化 。 ? 地下徑流： ? 均勻透水的土壤 有利于水 滲透到地下水面 ，形成 地下徑流 。地下徑流 運(yùn)動(dòng)緩慢，變化亦慢 ，補(bǔ)給河流的地下徑流平穩(wěn)而持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，構(gòu)成流量的基流。 ? 3種形式的坡地匯流， 量級(jí)有大小、過(guò)程有緩急 ， 出現(xiàn)時(shí)刻有先后 ， 歷時(shí)有長(zhǎng)短之差別 。 ? 在徑流形成中，坡地匯流過(guò)程起著對(duì)各種徑流成分在時(shí)程上的 第一次再分配 作用。 ? 降雨停止后，坡地匯流仍將持續(xù)一定時(shí)間 。 ?河網(wǎng)匯流過(guò)程 ? 各種徑流成分 經(jīng)坡地匯流注入河網(wǎng)后 （ 匯流開始 ）沿河網(wǎng) 向下游干流出口斷面匯集 （ 匯流結(jié)束 ）的 過(guò)程，稱 河網(wǎng)匯流過(guò)程 。 ? 坡地匯流注入河網(wǎng)后，使河網(wǎng)水量增加、水位上漲、流量增大，稱為 流量過(guò)程線 的漲洪段 。 ? 此時(shí)，由于 河網(wǎng)水位上升速度 大于其 兩岸地下水位的上升速度 ，當(dāng)河水與兩岸地下水之間 有水力聯(lián)系時(shí) ，一部分河水補(bǔ)給給地下水，增加兩岸的地下蓄水量，即 河岸容蓄 。 ? 同時(shí)，漲洪階段，出口斷面以上 坡地匯入河網(wǎng)的總水量必然大于 出口斷面的流量 ； ? 因河網(wǎng)本身可以滯蓄一部分水量，即 河網(wǎng)容蓄 。 ? 當(dāng)降水和坡地匯流 停止時(shí) ，河岸和河網(wǎng)容蓄的水達(dá) 最大值 ，而河網(wǎng)匯流過(guò)程仍在繼續(xù) 。 ? 當(dāng)上游補(bǔ)給量小于出口排泄量時(shí) ，即進(jìn)入一次洪水過(guò)程的 退水段 。 ? 此時(shí)，河網(wǎng)蓄水開始消退，流量逐漸減小，水位相應(yīng)降低， 漲洪時(shí)容蓄于兩岸土層的水份又補(bǔ)充入河網(wǎng) ，直到降水在最后排到出口斷面為止。 ? 此時(shí)， 河槽泄水量 與 地下水補(bǔ)給量 相等，河槽水流趨向穩(wěn)定。 ? 上述河岸及河槽的調(diào)節(jié)現(xiàn)象，稱為 河網(wǎng)調(diào)蓄作用 。河網(wǎng)調(diào)蓄是對(duì)凈雨量在時(shí)程上的 又一次再分配 ，故 出口斷面的流量過(guò)程線比降雨過(guò)程線平緩得多 。 ? 在徑流形成中通常將 流域蓄滲 過(guò)程，到形成 地面匯流 及早期的 表層流 過(guò)程，稱為 產(chǎn)流過(guò)程 ； ? 坡地匯流 與 河網(wǎng)匯流 合稱為 流域匯流過(guò)程或匯流過(guò)程 。 ? 產(chǎn)流過(guò)程 中水以 垂向 運(yùn)行為主； ? 匯流過(guò)程 中水以 水平側(cè)向 運(yùn)行為主。 徑流形成中水分垂向、側(cè)向運(yùn)行示意圖 徑流形成過(guò)程 流域匯流過(guò)程 流域產(chǎn)流過(guò)程 地下水匯流 壤中匯流 地面匯流 河網(wǎng)匯流過(guò)程 坡地匯流過(guò)程 流域蓄滲過(guò)程 三、影響徑流的因素 ? 氣候因素 ? 氣候因素是影響河川徑流最基本、最重要的因素。降水、蒸發(fā)直接影響徑流。溫度、濕度、風(fēng)等是通過(guò)影響降雨和蒸發(fā)間接影響徑流的。 ? 流域下墊面因素：包括地理位置 (如緯度、距離海岸遠(yuǎn)近、面積、形狀等 )、地貌特征 (如山地、平原、谷地等 )、地質(zhì)條件 (如構(gòu)造、巖性 )、植被特征等 ? ① 地貌因素 ? a 山地高程 ：隨高程增加，冰雪融水補(bǔ)給也增加。 ? b 流域坡度 ：坡度越大，匯流越快，下滲損失少，徑流集中。 ? c 山地坡向 ：迎風(fēng)坡降雨量較大，背風(fēng)坡雨量稀少 (“雨影區(qū)” )。 ? d 巖溶發(fā)育區(qū) ：降雨和徑流差異很大。（如河南林縣和安陽(yáng)市，屬于同一雨區(qū)，但林縣為石灰?guī)r地區(qū)，地面徑流十分缺乏，不得不修紅旗渠，安陽(yáng)市由于來(lái)自林縣灰?guī)r水補(bǔ)給，水資源十分豐富） ? ② 地質(zhì)和土壤因素： ? a 蓄水構(gòu)造 斷層、節(jié)理、裂隙都有利于蓄存地下水； ? b土壤類型及性質(zhì)直接影響下滲和蒸發(fā)： 如砂土下滲量較粘土大，蒸發(fā)量??；砂土地區(qū)形成的地表徑流小，地下徑流大。 高寒地區(qū)永久凍土層的分布能隔絕地下水的下滲，同時(shí)也隔絕了地下水的蒸發(fā)作用。 ? ③ 植被因素： ? 增加徑流的影響 ： 使地表土增溫緩慢，減少地表蒸發(fā)； ? 減小徑流的作用 ： 植物截流和散發(fā)，增加入滲量； 延緩地面積雪的融化過(guò)程； ? 水土保持作用 ? 削減洪峰流量，增加枯水流量。 ? ④湖沼因素： 主要作用是調(diào)節(jié)河川逕流量。 總之，徑流形成過(guò)程，除了降雨條件外，另外一個(gè)重要因素就是流域下墊面。同樣的降水條件下，不同的下墊面可以具有完全不同的徑流效應(yīng)。在流量上、過(guò)程形態(tài)上和徑流的組成上都可能有明顯的差別。同一流域下墊面在不同時(shí)期可能有不同徑流效應(yīng) (比如土壤濕潤(rùn)狀況隨季節(jié)變化造成影響 )。 各種徑流效應(yīng)示意圖 總之，流域具有對(duì)降雨再分配的功能。 流域?qū)涤暝俜峙涔δ苁疽鈭D ?人類改造自然的活動(dòng) ?① 增加河川徑流量： ? 人工降雨、跨流域調(diào)水，如南水北調(diào)（目前爭(zhēng)議的一些問題：長(zhǎng)江下游由于水量巨減的生態(tài)變化）； ?② 改變河川逕流分配： ? 修筑水庫(kù)等各種蓄水工程； ?③ 減少地表逕流： ? 如引水灌溉，修筑水平梯田，人造平原，封山育林等。 ? 水文循環(huán)的基本過(guò)程及其動(dòng)力。 ? 水循環(huán)的作用與效應(yīng)。 ? 水量平衡及其研究意義。 ? 蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)及其階段性、影響蒸發(fā)的因素。 ? 什么是水汽擴(kuò)散與輸送？有哪些影響因素 ? 我國(guó)的水汽輸送及其基本特征。 ? 降水及降水要素、影響因素。 ? 下滲及其階段性、影響因素。 ? 徑流及其組成和表示方法。 ? 徑流形成過(guò)程。 ? 影響徑流的因素。 本章重點(diǎn)