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太湖流域平原水文试验区降雨产流过程特征研究

2021-11-24姜月华周权平

河海大学学报(自然科学版) 2021年6期

杨 海,姜月华,周权平,刘 鹏

(1.中国地质调查局南京地质调查中心,江苏 南京 210016; 2.自然资源部流域生态地质过程重点实验室,江苏 南京 210016; 3.中国地质科学院,北京 100037)

地表径流的形成机制大致可归纳为超渗产流机制[1]和蓄满产流机制[2],也有研究探讨了两者的混合情况,提出了Dunton的混合形式[3]。超渗产流机制主要发生在雨强远超过地表土壤下渗率而足以产生积水的情况[1];蓄满产流机制则是当初始浅埋地下水水位在流域的局部区域超过地表时,饱和区通过回归流或直接降雨产生径流[2]。通常认为半干旱-干旱地区以超渗产流机制为主导[4],蓄满产流机制则多发生在湿润气候区[5],然而,一般很难概括某一区域明确的降雨产流机制[6-7]。以往对降雨产流机制的研究多集中于山丘区[8-11],对于平原区的研究相对较少。

平原区地势平坦,受农业效应影响较大[12]。Brauer等[13]对荷兰Hupsel Brook 平原区流域的一场极端暴雨过程进行了分析,基于流域内的气象、土壤水、地下水、地表流量的变化过程,得出全流域降雨响应的 4 个阶段:(a)填充土壤水库容;(b)地下水响应;(c)地表填洼和地表径流;(d)回水反馈。该研究也加深了对平原区突发性洪水过程的认识。田块(plot)被认为是农业景观中最小的响应单元[14-15],准确认识该尺度中的水文过程对于提高控制水污染、土壤流失和洪水形成等实践管理水平至关重要[16]。Appels等[17]在荷兰地下水浅埋的平原区,分析了两个田块站点1.5 年间的水文数据,在观测的 7 场降雨中发现有4场降雨因浅埋地下水影响而形成蓄满产流,另外3 场则因为降雨和融雪的综合效应而发生超渗产流。……

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