水文学复习(下)苪孝芳.docx

第八章产流机制

第一节截留和填洼

一、植物截留

定义：降雨在植物枝叶表面吸着力、承托力和水分重力、表面长力等作用下储存于枝叶表面的现象。

影响因素：植物特性；气象、气候因素

植物截留与降雨强度的关系特点：

初期-无关，雨强-相应稳定截留量，最大截留量

植物截留量的推求方法：截留量和蒸发量

二、填洼

洼地、填洼量

填洼过程

最终消耗于下渗和蒸散发

填洼曲线

第二节包气带及其结构

一、包气带和饱和带

包气带（非饱和带）：土壤颗粒、水分、空气三相系统。

饱和带：土壤颗粒、水分二相系统

包气带划分三层；

影响土层-毛管悬着水带

二、包气带结构

1、土壤结构：溶提层，淀积层，土壤母质层，基岩

2、特殊包气带：岩石裂隙和溶隙结构、冻土包气带

第三节包气带对降水的再分配作用

一、包气带水分动态

包气带水分动态指包气带水分含量及水分剖面的增长与消退过程

上下界面

主要原因

表示方式

1.包气带水分的增长

包气带水分的增长来源于上界面的降水(或灌溉)和下界面的地下水补给。

在天然情况下，地下水的补给一般处于均衡状态。故上界面降水是主要原因。

水分沿垂向的增长可由下渗理论描述。增长量等于累积下渗量。

2.包气带水分的消退

包气带水分的消退是由于上界面的蒸散发和下界面的内排水补给。其中内排水只有当包气带存在自由重力水时才出现，故上界面蒸散发是主要原因。水分沿垂向的消退可采用三层蒸发模式计算。消退量等于蒸发量

二、包气带对降水的再分配作用

包气带中孔隙和裂隙等具有吸收、储存和输送水分的功能

1.包气带地面对降雨的再分配作用

降雨到达地面以后，一部分消耗于植物截留、蒸发、填洼等损失，剩下部分被分成两部分：超过地面下渗能力(容量)部分留在地表，其余部分渗入地下。分配的结果是将雨水分为地面和地下两个部分。当雨强小于下渗能力时，降雨全部渗入地下。

2.包气带土层对下渗水量的再分配作用

下渗水量(I)一部分以蒸发形式逸出地面(E)，剩余部分又被分成“土壤蓄存”和“径流”两个部分。

三、包气带的水量平衡方程

产流的基本物理条件

一、霍顿产流理论

1、降雨产流受控于两个条件：

雨强大于下渗能力

整个包气带土壤含水量超过田间持水量

2、认为地面将降雨分成地表和地下两种径流成分。

超渗地面径流Rs产生的物理条件：雨强大于下渗能力

地下水径流Rg产生的物理条件：整个包气带土壤含水量达到田间持水量

霍顿产流理论正确地阐明了均质包气带产流的物理条件。

超渗地面径流产生的物理条件是雨强大于地面下渗容量。

二、壤中流Rint

1、层次包气带的情况

产生的物理条件：

包气带中存在相对不透水层，并且上层土壤质地比下层粗

至少上层土壤的含水量达到田间持水量

2、土壤质地渐变的包气带的情况

形成壤中流的界面不是固定的，随雨强变化而变化

三、饱和地面径流Rsat

产生的物理条件：

存在相对不透水层，且上层土壤透水性很强，下层相对很弱

上层土壤含水量达到饱和含水量

四、回归流

回归流是指壤中流渗出地面的那部分水流。

产生条件：

山坡上壤中流比较发育。

土壤饱和达及地面。

要具有利于其渗透出的坡度及地形或地质构造。

第五节产流模式

一、基本产流模式

1.Rs型：它具有单一的超渗地面产流机制，它实际发生的下垫面条件是包气带很厚，透水性较差的均质或非均质土壤。

2.Rs+Rint型：它实际发生的下垫面条件是包气带虽很厚，但在近地面有相对不透水层，土壤透水性中等，有孔穴，裂隙或其它透水通道。

3.Rsat+Rint型：多发生在相对不透水层或基岩以上土层较薄，且土壤透水性较强的山区或森林流域，久雨之后

4.Rs+Rg型：包气带中等或薄，下有地下水。土层为均质，透水性较差。

5.Rsat+Rg型：条件基本同4，但土壤透水性强。

6.Rint+Rg型：包气带中等以上厚度，土壤透水性强，有裂隙或孔洞等。

7.Rint型：中等厚度的均质强透水层，下有基岩；土壤有孔洞，根穴,裂隙等。

8.Rs+Rint+Rg型：包气带厚度中等，有层次土壤，透水性中等。

9.Rsat+Rint+Rg型：包气带厚度中等，有层次土壤。

三、基本产流模式

超渗产流：雨强大于下渗容量,且下渗量小于土壤缺水量,产生地面径流。

蓄满产流：指一次降水过程中，当包气带的含水量达到田间持水量以后才产流，且以后的有效降雨全部变为径流。

二者的区别在于：

超渗产流：雨强大于下渗容量，且下渗量小于缺水量；受雨强的影响

蓄满产流：下渗量大于缺水量；不受雨强的影响

第九章地下水流

第一节含水层类型

土壤层的分类：含水层；不透水层；隔水层；弱透水层

含水层的分类：承压含水层；非承压含水层；滞水含水层；渗漏含水层

第二节含水层的水