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影响年径流的因素分析

【摘要】:分析研究影响年径流量的因素,对年径流量的分析与计算具有重要的意义。这些因素主要从两方面影响年径流量,一方面通过流域蓄水变量ΔW影响年径流量的变化;另一方面,通过对气候因素的影响间接地对年径流量发生作用。所以,高程的增加对降水和蒸发的影响,一般情况下将使年径流量随高程的增加而增大。这些人类活动在改变年径流量的同时也改变了径流的年内分配。

分析研究影响年径流量的因素,对年径流量的分析与计算具有重要的意义。尤其是只有短期实测径流资料时,常常需要利用年径流量与其影响因素之间的相关关系来插补、展延年径流量资料。同时,通过研究年径流量的影响因素,也可对年径流量计算成果的合理性作出分析论证。

由流域年水量平衡方程式R=H-E-ΔW-ΔV可知,年径流深R取决于年降水量H、年蒸发量E、时段始末的流域蓄水变量ΔW和流域之间的交换水量ΔV四项因素。前两项属于流域的气候因素,后两项属于下垫面因素以及人类活动情况。当流域完全闭合时,ΔV=0,影响因素只有H、E和ΔW三项。

1.气候因素对年径流的影响

气候因素中,年降水量与年蒸发量对年径流的影响程度随地理位置不同而有差异。在湿润地区降水量较多,其中大部分形成了径流,年径流系数较大,年径流量与年降水量相关关系较密切,说明年降水量对年径流量起着决定性作用。在干旱地区,降水量较少,且极大部分消耗于蒸发,年径流系数很小,年径流量与年降水量的相关关系不很密切,说明年降水量和年蒸发量都对年径流量以及年内分配起着相当大的作用。

以冰雪补给为主的河流,其年径流量的大小以及年内分配主要取决于前一年的降雪量和当年的气温变化。

2.下垫面因素对年径流的影响

流域的下垫面因素包括地形、植被、土壤、地质湖泊沼泽、流域大小等。这些因素主要从两方面影响年径流量,一方面通过流域蓄水变量ΔW影响年径流量的变化;另一方面,通过对气候因素的影响间接地对年径流量发生作用。

地形主要通过对降水、蒸发、气温等气候因素的影响间接地对年径流量发生作用。地形对降水的影响,主要表现在山地对气流的抬升和阻滞作用,使迎风坡降水量增大,增大的程度主要随水汽含量和抬升速度而定。同时,地形对蒸发也有影响,一般气温随地面高程的增加而降低,因而使蒸发量减少。所以,高程的增加对降水和蒸发的影响,一般情况下将使年径流量随高程的增加而增大。

湖泊对年径流的影响,一方面表现为湖泊增加了流域内的水面面积,由于水面蒸发往往大于陆面蒸发,因而增加了蒸发量,从而使年径流量减少;另一方面,湖泊的存在增加了流域的调蓄作用,巨大的湖泊不仅会调节径流的年内变化,还可以调节径流的年际变化。

流域大小对年径流的影响,主要表现为对流域内蓄水量的调节作用而影响径流量的年内分配及年际变化。大流域调蓄能力大,使得径流在时间上的分配过程趋于均匀,通常使枯水季(或枯水年)径流增大。此外,流域面积越大,流域内部各地径流的不同期性越显著,所起的调节作用就更加明显。因此,一般情况下,同一气候区大流域年径流量的年际变化较小流域的小。

3.人类活动对年径流的影响

人类活动对年径流的影响,包括直接和间接两方面。直接影响如跨流域引水,将本流域的水量引到另一流域,直接减少本流域的年径流量。间接影响为通过增加流域蓄水量和流域蒸发量来减少流域的年径流量,如修水库、塘堰、旱地改水田、坡地改梯田、植树造林等,都将使流域蒸发量加大,而减少年径流量。这些人类活动在改变年径流量的同时也改变了径流的年内分配。