流域产流过程及其方式有哪些

试题

流域产流过程及其方式有哪些？

我国南北方流域产流过程及其方式有哪些不同？

Horton产流理论

1935年，Horton指出，降雨强度(i)超过地面下渗能力(f p)和包气带缺水量(D)得到满足，即下渗到包气带中的水量(I)与其蒸发量(E)之差超过其缺水量(D)，是产流的基本物理条件。Horton断言

1.当i≤f p，I-E≤D时，无径流产生，河流处于原先的退水状态。

2.当i＞f p，I-E≤D时，河流出现尖瘦且涨落洪段大致对称的洪水过程线，

它是由单一的地面径流形成的。

3.当i≤f p，I-E＞D时，河流出现矮胖且涨落洪段大致对称的洪水过程线，

它是由单一的地下径流形成的。

4.当i＞f p，I-E＞D时，河流中将出现涨洪快速，落洪缓慢、具有明显不

对称的洪水过程线，它是由地面和地下两种径流成分混合而成的。

Horton产流理论阐明了均质包气带情况下超渗地面产流和地下水产生的物理条件，为我国在60年代提出蓄满产流和超渗产流奠定了理论基础，并成为二水源新安江流域水文模型划分地面、地下水的依据。

Horton产流理论不能解释的情况：径流中多于两种成分的存在；在下渗能力很大的地方，即使降雨强度不够大，也可以观测到地面径流现象。

山坡水文学产流理论

70年代初，Kirby等人提出。该产流理论认为：

在两种透水性有差别的土层重叠而形成的相对不透水界面上可形成临时饱和带，其侧向流动即成为壤中径流；如果该界面上土层的透水性远远好于其下面土层的透水性，则随着降雨的继续，，这种临时饱和带容易向上发展，直到上层全部达到饱和含水量，这时如仍有降雨补给，则将出现地面径流现象，这种径流称为饱和地面径流。

山坡水文学产流理论是对Horton产流理论的重要补充，并成为日后新安江流域水文模型由二水源发展到三水源的理论动力，是其划分地面水、土壤水和地下水三种水源的理论依据。

流域产流过程及方式

产流过程是流域中各种径流成分的生成过程，也就是下垫面对降雨的再分配过程。产流实质上是流域降水后，水在具有不同的阻水、吸水、持水和输水特性的下垫面土层中行垂向运行时，供水和下渗一组矛盾的产物。

1、超渗地面径流的产生在地面，其产流的条件是：要有供水源（降水），

且降雨强度要大于下渗能力。

2、壤中流的产生于非均质或层次性土壤中的透水层与相对不透水层界

面上，其产流条件是：上层有供水；下层下渗能力小于上层叠；供

水强度要大于下层的下渗强度；产生临时饱和带，还要具有产生侧

向流动的动力条件。

3、地下径流产生于包气带的下界面，其产流条件与壤中流基本相同。

4、饱和地面径流产生于表层具有较强透水性的情况下，当下层有相对

弱透水层存在时，可形成临时饱和带，其侧向流动即成为壤中径流；

如果该界面上土层的透水性远远好于其下面土层的透水性，则随着

降雨的继续，，这种临时饱和带容易向上发展，直到上层全部达到饱

和含水量，这时如仍有降雨补给，则将出现地面径流现象，这种径

流称为饱和地面径流。

流域的产流方式指各种产流机制的组合方式，产流方式决定了流域产流的基本特征。常见的大流域的产流方式主要有以下3种：

1、超渗产流方式：超渗产流方式遵循地面径流产流机制。主要发生在

地下水埋藏深、包气带厚度大、土壤透水性差、植被也较差的丘陵

区或干旱区。这里土壤含水量经常较低，在通常的降水条件下，下

渗湿润锋面范围很小，一般在0.5米以内，达不到整个包气带的厚

度。超渗产流最基本的特点是：降雨强度大于下渗强度时才产生地

面径流，而径流量与产流面积并不是随降雨的继续而增长，而是有

增有减，径流量与产流面积主配降雨强度与下渗能力有关。

2、饱和产流（蓄满产流）方式：饱和产流方式可包含饱和地面径流、

壤中流和地下径流类型，或饱和地面径流和壤中径流类型，或饱和

地面径流和地下径流类型。饱和产流方式多发生在包气带较薄、植

被较好、土壤透水性强、下渗强度大的地区。其特点是土壤比较湿

润，且接近地下水面有毛管水带，土壤层缺水量较小，一次降水下

渗锋面很容易与毛管水建立水力联系，包气带很容易达到饱和。包

气带饱和生，下渗趋于稳定，稳定下渗的水量产生地下径流，逐渐

补给河流，降雨强度超过稳定下渗率部分的水量产生地面径流。饱

和产流的主要特点是：先满足包气带最大蓄水容量的地方先产流；

一次降雨过程中，随着降雨的继续，产流面积不断增大，产流量也

相应增大；对同一降水量，包气带起始蓄水量大，则产流量也大，

反之产流量也小。

3、超渗产流与饱和产流交替型方式：主要发生在包气带厚度约2－4

米左右，土壤透水性中等，年内及多年降水量很不均匀，且地下水

位较大的地区。在年内：在干旱，地下水位较低，降雨以超渗地面

径流的产流机制为主。汛期，地下水比较集中，地下水位升高，有

时甚至可上升到地面，则以饱和地面径流的产流机制为主。多年变

化上，少水年以超渗产流为主，丰水年以饱和产流为主。

4、我国一些地区的产流方式：

1)我国淮河以南，雨量比较丰富的湿润地区，大体上是以饱和地面产

流类型为主。

2)在东北，尽管年降水量只有450－550毫米，但由于有冻土存在，在

一些森林茂密的流域，土层覆盖薄，表土疏松，下渗能力大，降雨

相对集中，变以饱和地面产流为主。

3)西北地区，气候干燥，土层厚，地下水埋藏较深，多具有超渗地面

产流型的特征。但在常年积雪补给的地区，也会以饱和地面产流为

主。

4)华北、东北的西南部，一般均以超渗地面产流居多。

5)在滨海平原，由于地势低洼，地下水埋深浅，以及由于年内降水分

配不均等，多出现超渗与饱和产流交替型。

由上可见，下垫面构成的特性，虽然是决定流域产流方式的主导因素，而降水特性，包括雨量、雨强、变率等也是影响流域产流方式的重要因素。