产流机制

4、地下径流(Rg)产流机制
E i
地面
I
Rg 条件：(1)要有供水i； (2)整个包气带土壤含水量达到田间持水量， 即：I-E>（W田-W0）。
5、产流基本物理条件
(1) 降雨强度与界面以下土层的下渗能力的关系 即：i>fp或i≤fp (2) 界面以下土层缺水量与渗入量补给量的关系 即：I-E>D或I-E≤D (3) 是否存在相对不透水层 即：f上c>f下p或f上c≤f下p
一、流域产流
(一) 包气带及其结构
降水 地面 地面 毛管悬着水带 降水 地面
包气带
地下水面
中间带
田间持水量(W田)
饱和带
毛管上升水带 地下水面 地下水面
(二) 包气带对降水的再分配作用
下渗理论：
(1) i≤fp, (2) i>fp,
fa=i fa=fp
雨量全部渗入包气带 等于下渗能力的雨量渗入包气 带，其余在地面积聚
E
i
地面
I
包气带水分的增长主要来源于降雨；
包气带水分主要通过蒸散发而消退。
1、包气带地面对降雨的再分配
对一场降雨： (1) i≤fp (2) i>fp 降雨全部渗入地下
I1
it i f

p
i
I2
R
fp t i f

p
R
I
(i fp )来自百度文库t i f

p
P I1 I 2 R
i<fp，历时长，能使上下层 P=E+(W上f-W上0) 包气带田间持水量得到满足 +(W下f-W下0)+R
(四) 基本产流模式
1.“超渗”产流模式：次降雨与总径流的关系受雨强影响
（1）雨止时，土壤含水量仍未达到田间持水量； （2）产流与雨强有关； （3）径流成分比较单一。
2.“蓄满”产流模式：次降雨与总径流的关系不受雨强影响
（1）产流时，土壤含水量达到田间持水量； （2）产流与雨强无关，与总降雨量、蒸发量、初始土壤含水量有关； （3）径流成分比较复杂。
R=f(P, E, W0, i) R=f(P, E, W0)
P=E+(W上f-W上0) +(W下e-W下0)+R
P=E+(W上f-W上0) +(W下f-W下0)+R
E f上p
i
i>fp，历时短，能出现 上层I上-E上>D上，但下 层I下-E下>D下
i<fp，历时长，若只出 P=E+(W上s-W上0) 现上层W上s，且下层包 气带田间持水量得不到满足 +(W下e-W下0)+R i<fp，历时长，可使 上层W上s，且下层包 气带田间持水量得到满足
2、包气带土层对下渗水量的再分配
(1) I-E<W田-W0 无自由重力水产生
E
i
地面
I=E+（We-W0）
I (2) I-E>W田-W0 有自由重力水产生 I=E+（W田-W0）+Rsub
田间持水量是否满足为产生自由重力水的“门槛”
两次分配中的优先级：
第一次分配：降雨首先满足下渗，来不及下渗时才有超渗径流; 第二次分配：下渗量首先满足土壤蓄水，蓄足后才有自由重力水。
(三) 产流机制 1、超渗地面径流(Rs)的产流机制
i rs
地面
fp
条件： (1)要有界面，即地面(下渗能力fp)；
(2)要有供水，即降雨(雨强i)； (3)要供水大于下渗，即i >fp ，rs= i –fp
地面径流产流率
2、壤中水径流(Rint)产流机制
i
地面
fAc fBp
rint
条件：(1)存在相对不透水层，且下层比上层透水性差； (2)上层供水大于下层下渗，即fAc>fBp , i > fBp ； (3)IA-EA>DA，即上层土层达到田间持水量； (4)要在界面产生临时饱和带，并有侧向排水条件。
R=f(P, E, W0, i) R=f(P, E, W0) R=f(P, E, W0, i) R=f(P, E, W0)
f下p
P=E+(W上s-W上0) +(W下f-W下0)+R
i<fp，历时短，只能使上层 P=E+(W -W ) 上f 上0 包气带田间持水量得到满足 +(W -W )+R
下e 下0
3、饱和地面径流(Rsat)产流机制
i fAc
fBp 条件：(1)表层土壤具有较强透水性，i <<fAc，Rs=0； rsat
地面
rint
(2)有相对不透水层；
(3)上层供水大于下层下渗，即fAc >fBp , i > fBp ； (4)侧向排水条件较差，界面上产生的临时饱和带不 断上升达到地面。 rsat=i -(rint+fB)
6、可能产流的组合类型和基本产流模式
包气带结构 降雨条件
雨强大(i)，历时短，只 能够出现i>fp
次降雨包气带水量 流域产流量组成 平衡方程
产流影响因素 R=f(P, E, W0, i) R=f(P, E, W0)
E
i
P=E+(We-W0)+R P=E+(Wf-W0)+R; D=(Wf-W0) P=E+(Wf-W0)+R; D=(Wf-W0)
Rs Rs、Rg
I
雨强大，历时长，能出 现i> fp
雨强小，历时长，能出 现i<fp和I-E>D i>fp，历时短，能出现 上层I上-E上>D上，但下 层I下-E下<D下
Rg
Rs、Rint Rs、Rint、Rg Rsat、Rint Rsat、Rint、Rg Rint Rint、Rg
R=f(P, E, W0)