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[科普中国]-地表迳流

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地表迳流指的是在某种程度上持续不断地流向坡下的片状薄层水流,或者像地表小河中的涓涓细流,而不是指有确定河床的大河流水。当降水量超过向地下水系渗透水量的时候,就出现这种水流。1

地表迳流来自天然降雨,是地下水,过境水之外的重要水资源补充。

降雨强度、地面坡度、土壤透水性和植被覆盖度等因素对地表迳流都有直接的影响。

概念地表迳流是指降水量中除去渗入土壤和蒸发的水,剩余部分成为沿地表向低处流动的水流。地表迳流是造成水土流失的根源。各项水土保持应有效地拦蓄地表迳流,使之尽可能多地转为地下迳流,化害为利。2

发展过程在一个流域内,地表迳流的形成发展过程,可以分成下列四个阶段:

①全流域停蓄阶段

在此阶段降下的雨水浸润了表层土壤,填满土壤颗粒之间的孔隙,并填充地面窿地和起伏不平的地方。如果地表有植被覆盖,则有一部分雨水被截留在茎干、枝干与叶面上。

地面窿地具有不同的大小与深度,当降雨强度超过下渗强度后,超渗雨量首先填满小窿地,小窿地立刻被填满而开始漫流,这些水转到较大的窿地,还有一部分顺坡流至小沟之内。填入窿地水分的数量称之为窿蓄量。地面大小的窿地能减少地表迳流的总量与强度。所以通过改选小地形,如修筑小池塘、等高耕作等皆能在增加窿蓄量的措施,起到缓和降低地表迳流的作用。

②坡面漫流阶段

地表迳流在坡面上成片的流动,叫坡面漫流。漫流开始是由很多很小的水流汇聚而成。其流动缓慢。随着降雨强度增加,漫流占有的范围增大。当暴雨强度过大,全部存蓄困难时,应加以安全的疏导使其分散缓慢地向沟道集中。为了达到以上目的,生产上将采用有利于吸收,调节,存蓄和有计划疏导地表迳流的各种水土保持措施。3

③沟槽集流阶段

全面漫流的水沿坡下流,逐步就低地集中,水在沟道、河流中纵向流动,叫集流。在集流过程中,同时来自流域各个部分的局部水流,就在出口断面处汇集一起。流量逐渐增大。一个流域各处所产生的地表迳流到达河口时间不同,用一条线把地表迳流到达河口时间相同的点连起来,这样的线叫等流时线。

地表迳流汇集过程沿途也有蒸发和渗透。在同一等流时线上的地表迳流,将沿不同的路径最后同时流到流域出口,沿途不断有当地新产生的地面迳流加入。

④沟槽容蓄消退阶段(或称迳流消退阶段)

由降雨停止时开始算起,迳流将逐渐减少直到完全停止为止。由上述集流过程可以看出,人们不仅可以通过控制漫流阶段中的地表迳流来减少集流的水量,还可以在地表迳流集中之后把地表迳流加以存蓄、疏导和下渗,如沟壑中修筑的池塘和小型水库及其他造林种草等措施可以帮助疏导和下渗地表迳流。更重要的是,人们可以通过各项措施延缓和有计划地处理地表迳流可以一方面降低洪水危害,而另一方面则可增加枯水量和常水量。这也是变水害为水利的基础。3

特点地表迳流是大气降水到达地表后,从地表流入河流的这部分降水。大气降水除地表迳流外,一部分渗入地下,一部分蒸发返回大气,一部分为地被物所滞留。

地表迳流有两部分组成:一是降水后顺地表迅速流动进入河川的水,二是降水后渗入地下而后又渗出地面的水。前者称为迅速流量,它是造成水土流失的主要流量,后者称为迟滞流量。

地表迳流的大小与降水形式、土壤质地、地温和植被等因子有关,如暴雨和大雨期间要比连绵细雨迅猛,在粘重土壤上要比砂质土壤上大而快,在冰冻土壤上要比解冻土壤上大而快I在无林地要比森林中大而快。林冠的截流、森林地被物的滞流和森林土壤的良好透性,使林内地表迳流比无林地区少好多倍。4

地表迳流是造成水土流失的根源,控制地表迳流才能保持水土。单位时间内通过某一水流断面的地表迳流的数量,叫迳流量(单位为立方米/秒)。单位面积内的迳流量,叫迳流模数(单位为立方米/平方公里)。迳流系数是迳流量与降水量之比,以百分率(%)表示。它表明流域内降水量流失的百分率,指示水土流失的程度。迳流量、迳流模数和迳流系数都是设计水土保持措施要参考的数据。各项水土保持措施应有效地拦蓄地表迳流,使之尽可能多转为地下迳流,化害为利。5

本词条内容贡献者为:

郝庆菊 - 副教授 - 西南大学