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径流

到达地表的大气降水扣除各种损失后经地表、地下汇入河流、湖泊或海洋的水流的总称。根据水源特性,它可分为降雨径流、融雪径流和冰川径流;根据水流组成,又可分为表面流、壤中流和地下径流。一定时段通过某一断面的总水量称径流量

到达地表的大气降水扣除各种损失后经地表、地下汇入河流、湖泊或海洋的水流的总称。根据水源特性,它可分为降雨径流、融雪径流和冰川径流;根据水流组成,又可分为表面流、壤中流和地下径流。一定时段通过某一断面的总水量称径流量,如汛期径流量、枯季径流量、年径流量等。年径流量是水资源和水能资源的重要定量特征。广义的径流还包括固体径流和化学径流(盐类)等。

径流形成过程 在降雨形成径流的过程中,包括植物截留、下渗、填洼、流域蒸散发、坡面流、壤中流、地下径流、河槽汇流等,但这些过程又往往交织在一起。①植物截留:降雨被植物枝叶和躯干截留的一部分,成为损失,不参与径流的形成。截留量随降雨特性、植被类别及其郁闭度而异。②填洼:在降雨满足土壤下渗的同时或以后,地表上的坑洼,陆续开始积水,叫做填洼。填洼量随地形和地面情况的不同而异,一般山坡较小,平地较大。③下渗:当雨水降落到有渗水能力的地表以后,即开始在表土层中下渗的过程。下渗率与土壤类别、结构、前期干旱程度、地下水埋深和降雨强度等因素有关。④流域蒸散发:包括水面蒸发土壤蒸发植物散发,发生于径流形成的全过程。流域滞蓄的水量,包括植物截留量、填洼量和土壤蓄水量,最终都要消耗于流域总蒸发。降雨期间的总蒸发,直接影响本次径流的形成;雨后的流域总蒸发,则为下一次降雨径流的形成,创造了新的流域滞蓄条件。⑤坡面流:降雨在满足各种损失之后的水量,其中一部分沿坡面向河、沟流动的水流。⑥壤中水流:渗入地下的雨水,当基本满足了土壤包气带(亦称非饱和带)的田间最大持水量以后,一部分沿表土层侧向流入河槽的水流。又根据它们流达河槽的速度,分为快速壤中水流和迟滞壤中水流两种类型。⑦地下水流:下渗水量到达地下水位的部分,一方面用来抬高地下水位,同时又加大地下水水面坡降,以地下径流的形式汇入河槽。⑧河槽汇流:地面水流、壤中水流和地下水流最后都经过小沟汇入河槽。径流在河槽中汇集的过程称河槽汇流。径流形成的全过程见图。

融雪径流在其形成的过程中,首先要有一定的热量条件,将冰雪转化为液体状态。其损失项与降雨径流类似,但数量有差异。由于气温较低,植被尚未到生长旺季,部分土壤可能尚有冻结等因素存在,其损失量相对较小。在坡面汇流过程中,除天然地形和地面糙率的作用外,还有积雪的阻滞作用。此外,融化和冻结还往往交替进行,如白昼融化,夜间冻结。融雪的产水率一般较暴雨的产水率为小,因而融雪径流涨落较缓。如在融雪期间遇到降雨,则产水率显著提高,形成混合径流。

影响径流的主要因素有:①气象因素,包括降水特性、辐射、气温、风速等。②自然地理因素,包括流域面积、地质、地貌特征、植被及土壤条件、河槽特性等。③人类活动影响,包括土地利用、农业措施和水利工程等。随着水资源利用程度的不断提高,此类影响越来越大。

径流年内和年际变化 表征河流径流最重要的指标是径流的多年平均值,以多年平均流量(米3/秒)或多年平均年径流总量(亿立方米或百万立方米)表示。此外,为了便于在不同流域面积的河流上进行比较,常采用径流深(毫米)和单位流域面积产水量——径流模数来表示。径流在年内的分配,以多年平均各时段(旬、月或季)的径流量占多年平均年径流总量的百分数来表示。在研究年径流的变化时,其起迄时间多采用专用的水文年度。例如,中国华北、西北地区的一些河流,多采用6月1日为水文年度的开始;东北地区的一些河流,则采用4月1日为水文年度的开始;其余河流可采用3月1日为水文年度初开始。中国多数河流,汛期为5~10月,而以6~9月径流尤为集中,占年径流总量的50~70%,甚至更多。北方河流,有的还有融雪洪水,时间多发生在4~5月,形成另一个小汛。大江大河、湿润地区的河流和有湖泊、水库调节的河流,其径流的年内分配比较均匀。径流的年际变化,可用变差系数Cv值作为量度的指标(见水文计算)。Cv值大,表明径流的年际变化大,反之则小。一般在同一地区,小河年径流的Cv大,大河年径流的Cv小;在同一河流,上游年径流的Cv大,下游年径流的Cv小。年径流的Cv值,又随河流所在地区干旱程度的加剧而递增。

降雨径流形成过程流程图

径流地区分布规律 中国各地区年径流的均值和Cv值,均已绘成等值线图。从全国范围看,沿海及湿润地区,年径流的均值大,Cv小,而内陆干旱、半干旱地区则相反。年径流深大于1000毫米的地区,包括东南及华南沿海、云南西部和西藏东南部,其中台湾局部山地可高达6000毫米,居全国之冠。年径流深300~1000毫米的地区,包括秦岭、淮河以南、长江中下游以及云贵川和广西地区。年径流深50~300毫米的地区,包括黄淮海平原,陕西、山西和东北大部,甘、青黄河上游,四川西北部和西藏东部以及新疆天山局部地区。年径流深10~50毫米的地区,包括东北西部,内蒙、宁夏、甘肃大部,新疆西部和北部。年径流深小于10毫米的地区,包括内蒙、宁夏、甘肃的沙漠,青海柴达木盆地,新疆塔里木盆地和准噶尔盆地。年径流的Cv值,长江以南大部地区为0.3~0.5,长江以北大部地区在0.5以上,其中黄淮海平原以及西北、华北的沙漠地带,可达1.0以上。中国多年平均年径流总量约为2.6万亿立方米,世界多年平均年径流总量约为47万亿立方米(见中国水资源、世界水资源)。