【正文】 ? 影響徑流的因素。 ? 徑流及其組成和表示方法。 ? 降水及降水要素、影響因素。 ? 蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)及其階段性、影響蒸發(fā)的因素。 ? 水循環(huán)的作用與效應(yīng)。 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。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 )。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)。 ? ④湖沼因素： 主要作用是調(diào)節(jié)河川逕流量。 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。 ? d 巖溶發(fā)育區(qū) ：降雨和徑流差異很大。 ? b 流域坡度 ：坡度越大，匯流越快，下滲損失少，徑流集中。溫度、濕度、風(fēng)等是通過影響降雨和蒸發(fā)間接影響徑流的。 徑流形成中水分垂向、側(cè)向運(yùn)行示意圖 徑流形成過程 流域匯流過程 流域產(chǎn)流過程 地下水匯流 壤中匯流 地面匯流 河網(wǎng)匯流過程 坡地匯流過程 流域蓄滲過程 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。 ? 在徑流形成中通常將 流域蓄滲 過程，到形成 地面匯流 及早期的 表層流 過程，稱為 產(chǎn)流過程 ； ? 坡地匯流 與 河網(wǎng)匯流 合稱為 流域匯流過程或匯流過程 。 ? 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 。 ? 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。 ? 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)匯流過程仍在繼續(xù) 。 ? 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 。 ?河網(wǎng)匯流過程 ? 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 過程，稱 河網(wǎng)匯流過程 。 ? 在徑流形成中，坡地匯流過程起著對(duì)各種徑流成分在時(shí)程上的 第一次再分配 作用。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。 ? 壤中流與地面徑流有時(shí)可以相互轉(zhuǎn)化 。 ? 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) 。 ? 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。 ? 坡面漫流的 流程 一般不超過數(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)過程可以忽略。 ? 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。 ? 地面徑流 經(jīng)過 坡面漫流 而注入河網(wǎng) ，一般說僅在大雨或高強(qiáng)度的降雨后，地面徑流才是構(gòu)成河流流量的主要源流。 ? 結(jié)果： 流域上的水，經(jīng)過蓄滲過程產(chǎn)生了 地面徑流 、 壤中徑流 和地下徑流 。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 。 ? 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 。 ? 若降雨強(qiáng)度超過下滲能力 ，超出下滲能力的水形成 地面積水 ，蓄積于地面洼地，稱 填洼 。 ? 在降雨過程中， 若降雨強(qiáng)度不超過下滲能力 ，雨水全部滲入土壤中。 植物截留的水量最后消耗于蒸發(fā) 。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) 。 ? 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。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， 。常用單位是升 /秒 ?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。 ? 2）徑流總量（ W） ： ? T時(shí)段內(nèi)通過某一斷面的總水量 ，單位為 m3。 ? 徑流的表示方法 ? 1）流量（ Q） ： ? 單位時(shí)間內(nèi)通過某一斷面的水量 ，單位為 m3/s。 ? 從降水 到達(dá)地面 時(shí)刻起，到 水流流出口斷面 的整個(gè)物理過程 稱為 徑流的形成過程 。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。 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。 ? 砍伐森林、過度放牧、不合理的耕作，則 加劇水土流失 ，從而減少下滲量。 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。 ?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 。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。 ? 當(dāng)降水強(qiáng)度 i小于下滲率 f時(shí)，降水全部滲入土壤， 下滲過程受降水過程 制約。 一般來說土壤顆粒愈粗，孔隙直徑愈大，透水性能愈好，下滲能力愈強(qiáng)。 ? 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 。 ? 霍爾坦公式： 1961年美國(guó)農(nóng)業(yè)部霍爾坦 (Holton)提出的概念模型，認(rèn)為下滲率就是土壤缺水量的函數(shù)。F為累積下滲量或初始含水量 。 ? 霍頓公式：應(yīng)用較普遍 f = fc + ? (s F) n ?為系數(shù) ,隨季節(jié)變化 ,一般在 。 f = fc + (f0 fc) e ?t fc為穩(wěn)定下滲率， f0為初始下滲率， ?為常數(shù)。先通過實(shí)驗(yàn)獲得下滲曲線，再?gòu)膱D形來模擬下滲曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 fp = ks (H0 + s + L)/L fp為水流向下滲透速度，ks為飽和水力傳導(dǎo)度 。 ? 飽和 下滲理論：無限深的均質(zhì)土壤積水下滲，地面積水深 H0，假定濕潤(rùn)鋒以上土壤處于飽和，鋒面以下含水量有飽和含水量?s急劇過渡到土壤原有含水量 ?i，并假定原含水量均勻分布，濕潤(rùn)鋒受到下方土壤吸附力為 s(如下圖所示 )。從水動(dòng)力平衡角度分析，非飽和巖土中的水組合要依靠負(fù)壓力 (即水和土粒表面之間吸附力 )克服重力而存在，水的運(yùn)動(dòng)受控于勢(shì)能梯度 ?φ/?z的大小，并服從達(dá)西定律。分為非飽和下滲理論和飽和下滲理論。此下滲率稱為“穩(wěn)定下滲率 fc”。在下滲最初階段，下滲率較大，稱為 初滲（ f0） ； 隨著下滲不斷進(jìn)行，土壤含水量增加， 下滲率逐步遞減，遞減的速率先快后慢 。 ? 2）下滲能力 fp（下滲容量） ： 充分供水條件下 的下滲率。 在此過程中，如中途停止洪水，地表下滲結(jié)束，但土壤水仍將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間。鋒面上部是濕土，下層是干土。 下滲過程中水的垂直分布 田 4）濕潤(rùn)帶：水分傳遞帶之下，則是含水量隨深度迅速遞減的濕潤(rùn)帶。 帶內(nèi)水分的傳遞運(yùn)行主要靠重力作用。過渡帶的厚度一般在 5厘米左右。在持續(xù)不斷的供水條件下，土壤含水量處于飽和狀態(tài)，其厚度不超過 。 ?下滲水的垂向分布 ? 在 積水條件 下（保持 5毫米水深），下滲水在土體中的垂向分布，大致可劃分為 4個(gè)帶，反映了下滲水的垂向運(yùn)動(dòng)特征。 ?3) 滲透階段 ： ? 在土壤孔隙被水充滿 達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí) ，水分主要 受 重力 作用呈穩(wěn)定流動(dòng)。 一、下滲的物理過程 ? 下滲過程的階段劃分 ? 整個(gè)下滲的物理過程按照 作用力（ 重力 、 分子力 和 毛管力 ）的組合變化 及其 運(yùn)動(dòng)特征 ，可分為 3個(gè)階段： ? 1）滲潤(rùn)階段 ： ? 降水 初期 ， 若土壤干燥，下滲水主要受 分子力 作用 ，被 土粒所吸附 形成 吸濕水 ，進(jìn)而形成 薄膜水 ； ? 當(dāng) 土壤含水量達(dá)到巖土最大 分子持水量 時(shí)，開始向下一階段過渡。 ? 它不僅影響 土壤水 和 地下水 的動(dòng)態(tài)，直接決定 壤中流（表層徑流）和 地下徑流 的生成，而且影響 河川徑流 的組成。從而建立可能最大暴雨量 pm的計(jì)算公式： ? p為選定的高效暴雨量； wm、 w分別為當(dāng)?shù)乜赡茏畲蟊┯甑目山邓亢彤?dāng)?shù)氐湫偷目山邓俊? ? 當(dāng)各種因子處于最優(yōu)組合情況下， p/w值最大，效率最高，其相應(yīng)的暴雨稱為 高效暴雨 。 ? 降水效率 η決定于氣流的幅合及垂直運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。因?yàn)橛煽赡茏畲蠼邓捌鋾r(shí)空分布，通過流域產(chǎn)流和匯流計(jì)算，可推算出相應(yīng)的 洪水 ，稱為 可能最大洪水 （ PMF）。 ? 可能最大降水，含有 降水上限 的意義，即該地的降水量只可能達(dá)到，不可能超越這個(gè)數(shù)值。具體影響的程度、增雨量的大小，則視城市的規(guī)模、工廠的多少、當(dāng)?shù)貧夂驖駶?rùn)的程度等情況而定。 ? 在人工直接控制降水方面，只能對(duì)局部地區(qū)的降水產(chǎn)生影響。 ? 但在 迎風(fēng)的 庫岸地帶 ，當(dāng) 氣流自水面吹向陸地 時(shí)，因地面阻力大，風(fēng)速減小，加以熱力條件不同，容易造成上升運(yùn)動(dòng)，促使降水增加。 ? “雷雨不過江”形象地說明了水域?qū)邓挠绊憽? （對(duì)大尺度氣候沒有影響，只能影響微尺度氣候） ? 觀點(diǎn)三：森林不僅不能增加降水，還可能減少降水。 ? 觀點(diǎn)一：森林不僅能保持水土，而且直接增大降水量。 問題： 地形抬升的增雨效應(yīng)是不是是無限制的？ 地形的抬升增雨并非是無限制的， 當(dāng)氣流被抬升到一定高度后，雨量達(dá)最大值。 三、影響降水的因素 ?地形條件影響 ? 地形主要是通過氣流的 屏障作用 與 抬升作用 對(duì)降水的強(qiáng)度與時(shí)空分布發(fā)生影響的。 ?客觀運(yùn)行法 ： ? 方法： 先將區(qū)域 (流域 )劃分為若干網(wǎng)格，得到很多格點(diǎn)，用鄰近各雨量站雨量資料確定各格點(diǎn)雨量，再求出各格點(diǎn)雨量的算術(shù)平均值，即為流域的平均降水量。 ? 該方法考慮了 降水在空間上的分布情況 ，理論上較充分，計(jì)算精確度較高，并有利于分析流域產(chǎn)流、匯流過程。 ?等雨量線法 ： ? 方法： 先繪制出等雨量線，再用求積儀或其他方法量得 各相鄰等雨量線間 的面積 fi； ? fi乘以 兩等雨量線間的 平均雨深 Pi，得出該面積上的降水量； ? 將各部分面積上降水總量相加，再除以全面積，即得出區(qū)域平均降水量： ? 式中， n為等雨量線間面積塊數(shù)； F為區(qū)域面積。 ? 區(qū)域平均降水量可按面積加權(quán)法求得： 1 1 2 21121 nnniiinf P f P f PP f Pf f f f ?? ??? ???? ? ??? ? ?? 泰森多邊形法 應(yīng)用比較廣泛，適用于雨量站分布不均勻的地區(qū)。 ? 面降水量的計(jì)算方法： ? 算術(shù)平均法 ：將所研究的區(qū)域內(nèi)各雨量站同期的降水量相加，再除以站數(shù)（ n）后得出的算術(shù)平均值作為該區(qū)域的平均降水量（ P），即： ? 簡(jiǎn)單易行，適合于區(qū)域內(nèi)地形起伏不大，雨量站網(wǎng)稠密且分布較均勻的地區(qū)。 二、面降水的計(jì)算 ? 雨量站所觀測(cè)的降水記錄，只代表某小范圍的降水情況，稱 點(diǎn)降水量 。 ? C、雨深 —面積 —?dú)v時(shí)曲線： ? 繪制方法 ：對(duì)于同一場(chǎng)降雨，分別選取 不同歷時(shí) 的等雨量線 ，以雨深、面積為參數(shù)作出平均雨深 —面積曲線并綜合點(diǎn)繪于同一圖上。 ? B、平均深