大沽河流域水文要素监测体系建设与实践：流域内径流形成过程

2023-09-17 理论教育版权反馈

【摘要】：流域内，自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程为径流形成过程。地面净雨经坡面漫流注入河网，形成地面径流。大雨时地面径流是构成河流流量的主要来源。这就是实际工作中把表层流归入地面径流的原因。总之，一次降雨过程，经植物截留、下渗、填洼、蒸发等损失，进入河网的水量比降雨量少，且经过坡地汇流和河网汇流，使出口断面的径流过程远比降雨过程变化缓慢，历时亦长，时间滞后。

流域内，自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程为径流形成过程。

流域产流过程：降雨开始后，除少量直接降落在河面上形成径流外，一部分滞留在植物枝叶上，最终耗于蒸发。落到地面的雨水将向土中下渗，当降雨强度小于下渗强度时，雨水将全部渗入土中；当降雨强度大于下渗强度时，雨水按下渗能力下渗，超出下渗的雨水形成地面积水，积蓄于地面上大大小小的坑洼，最终消耗于蒸发和下渗。随着降雨持续进行，满足了填洼的地方开始产生地面径流。下渗到土中的水分，首先被土壤吸收，使包气带土壤含水量不断增加，达到田间持水量后，下渗趋于稳定。继续下渗的雨水，沿着土壤孔隙流动，一部分会从坡侧土壤孔隙流出，注入河槽形成径流；另一部分会继续向深处下渗，到达地下水面后，以地下水的形式补给河流。

流域汇流过程：流域汇流过程可以分为坡地汇流过程和河网汇流过程。

（1）坡地汇流分为以下3种情况。

1）超渗雨满足了填洼后产生的地面净雨沿坡面流到附近河网的坡面漫流。坡面漫流是由无数股彼此时分时合的细小水流所组成，通常没有明显的固定沟槽，雨强很大时可形成片流。坡面漫流的流程较短，一般不超过数百米，历时亦短。地面净雨经坡面漫流注入河网，形成地面径流。大雨时地面径流是构成河流流量的主要来源。

2）表层流净雨沿坡面侧向表层土壤孔隙流入河网，形成表层流径流。表层流流动比地面径流慢，到达河槽也较迟，但对历时较长的暴雨，数量可能很大，成为河流流量的主要组成部分。表层流与地面径流有时能相互转化，例如，在坡地上部渗入土中流动的表层流，可在坡地下部流出，以地面径流形式流入河槽；部分地面径流也可能在坡面漫流过程中渗入土壤中流动成为表层流。这就是实际工作中把表层流归入地面径流的原因。

3）地下净雨向下渗透到地下潜水面或深层地下水体后，沿水力坡度最大的方向流入河网。深层地下水汇流很慢，所以降雨以后，地下水流可以维持很长时间，较大河流可以终年不断，是河川的基本径流。

（2）河网汇流过程指各种成分径流经坡地汇流注入河网，从支流到干流，从上游向下游，最后流出流域出口断面。坡地水流进入河网后，使河槽水量增加，水位升高。在涨水段，由于河槽储蓄一部分水量，所以对任一河段，下断面流量总小于上断面流量。随降雨和坡地漫流量的逐渐减少直至完全停止，河槽水量减少，水位降低。

总之，一次降雨过程，经植物截留、下渗、填洼、蒸发等损失，进入河网的水量比降雨量少，且经过坡地汇流和河网汇流，使出口断面的径流过程远比降雨过程变化缓慢，历时亦长，时间滞后。

上述的理论分析和实践经验均表明，降水与径流之间存在着成因规律。但由于影响水文现象的因素错综复杂，降水与径流之间并不是完全相关关系。

大沽河流域水文要素监测体系建设与实践：流域内径流形成过程

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