林科大-森林水文学复习题

1、 一、名词（43个）：森林水文学：森林水文学是研究森林生态系统对水分循环和环境影响（包括对土壤侵蚀、水质和小气候等的影响）的科学。林冠截留量：在降雨过程的某一时段内，从林冠表面通过蒸发返回大气中的降水量和降水终止时林冠层还保留的降水量。等于林外雨量减去林内雨量和干流量。森林覆盖率：某地区现有森林面积占该地区总面积的百分率。降水量：是指从空中降下来的液态水，或融化后的固态水，在水平面上未经蒸发、渗透、流失所聚积的水层深度，亦即在一定时间内降落在某一面积上的水量，一般用mm表示。土壤蒸发：土壤中的水分沿土壤孔隙通过上升和汽化从土壤表面以水汽形式逸入到大气的过程称土壤蒸发。降水距平：绝对变率是某地实

2、际降水量与同期多年平均降水量之差，即降水距平。降水频率：某一界限降水量在某一段时间内出现的次数与该时段内降水总次数的百分比，叫降水频率。降水：大气中的水汽以液态或固态的形式到达地面的过程，称为降水。9.降水强度：指单位时间内的降水量，单位为mm/min，mm/h或mm/d。林冠截留作用：指降水到达林冠层时，有一部分被林冠层枝叶和树干所临时容纳，而后又蒸发返回大气中去的作用。林冠滴下雨量：降水过程中为林冠保留，由于表面张力和重力失衡而自然地或由于风吹动而从林冠滴下的部分雨量。通过雨量：降水过程中，降落到林中未接触树体而直接穿过林冠间隙落到林床上的雨量。干流量：大气降水过程中，有一部分雨量从林冠枝

3、叶体转到树干流入地表形成树干径流，称为干流量。林内降雨量：由林冠间隙直接降落到地面的林冠通过雨量和从林冠枝叶体表面降落至地面的林冠滴下雨两部分雨量组成；也即林外降雨量去除林冠截留量和干流量后的雨量。林外降雨量：在降雨继续期间某段时间内林冠上空的雨量即林外雨量（或实际雨量）。截留率：降雨时段内林冠截留量占林外降雨量的百分比。枯枝落叶层截留：经过林冠、下草截留之后落到林地被枯枝落叶层所吸附，并在降水结束后蒸发到大气中的雨量，称为枯枝落叶层截留雨量（Litterinterception）。枯枝落叶层：由林木及林下植被凋落下来的茎、叶、枝条、花、果实、树皮和枯死的植物残体所形成的一层地面覆盖层，也称枯

4、落物。森林土壤：是在森林植被条件下发育的土壤，是由岩石的风化碎屑物和从树木提供大量的有机质，并受到树根或特有的土壤动物的作用的土壤。容重：单位体积原状土体的干重（包括固体和孔隙）。田间持水量：又称适宜水分上限。毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量称田间持水量。饱和持水量：重力水达到饱和时，土壤所有的孔隙都充满水分，土壤完全为水所饱和时的土壤含水量。入渗：是指水分通过土壤表面垂直向下进入土壤和地下的运动过程。包括水平吸渗和垂直入渗两种情况。入渗能力：在充分供水条件下一定土壤类型和土壤温度下的最大入渗率，也称入渗容量。稳渗率：入渗率随时间而减小，最终趋于一个较稳定的数值，此时的入渗率称为稳渗率。蒸散

5、作用：指森林蒸散是森林生态系统向大气的总水汽通量，它包括森林植物的蒸腾和林下地面蒸发量。(森林蒸散(E)由林地蒸发(E1)、林冠截留防水蒸发(E2)和森林植物蒸腾(E3)三部分组成。)蒸腾作用：林木的蒸腾作用是土壤水分通过植物体并主要经由叶片中的气孔以水蒸汽状态散失到大气中的过程。吸持贮存：在不饱和土壤中，水分主要贮存在小孔隙中，小孔隙能抵抗重力作用将水保持，这种贮存方式称为吸持贮存。滞留贮存：在饱和土壤中重力自由水在大孔隙中的暂时贮存，称为滞留贮存。30流域形状系数：指流域分水线的实际长度(1)与流域同面积的圆的周长(L)之比。径流：大气降水到达陆地地表上，除掉蒸发而余存在地表或地下的流动水

6、流，径流最终可以汇入河槽、湖泊和水库。径流深：某一时段内的径流总量平铺在全流域面积上所得的水层深度，称为径流深，单位为mm。流域：流域是指由分水岭包围的河流集水区，包括地面集水区和地下集水区。闭合流域：地面分水线和地下分水线重合的流域称为闭合流域。非闭合流域：地面分水线和地下分水线不重合的流域称为闭合流域。水系：河流的干流及其全部支流，构成脉络相通的河流系统，叫做河系，或称水系37径流系数：某一时刻的径流深度R与相应的降雨深度P之比值。洪水：流域内因暴雨或冰雪融解使得大量径流流入河中，造成水量激增及水位急剧上涨的现象。枯水：无雨或少雨时期，江河流量减少，水位下降的现象。水循环：水循环是指地球上

7、各种形态的水体，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、入渗及径流等环节，不断地发生相态转变、能量交换的周而复始的运动过程。水体更替周期：是指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间。水污染：指进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力，使水质变坏造成危害的现象。水体自净作用：在水体的环境容量范围内，经过水体的物理、化学和生物作用，使受污染的水体随时间和空间变化而自然降低，逐渐净化复原的过程。二、回答问题1、林冠截留的水文效应是什么？、降雨滞后效应；林内降雨滞后林外。(2)、相对延长降雨历时(3)、增加大气湿度(4)、改变林下降雨的雨滴动能5)、直接消减径流量

8、(6)、降水总量减少和降水强度减弱2、试分析影响枯枝落叶层截留的因素。影响枯枝落叶量的因素林龄：林龄增长，枯枝落叶的蓄积量增加气候状况：干、冷少，湿、热多。与自然地理分带关系密切低纬度凋落物大但分解快，现存量少；高纬度现存量大。季节秋季、春季多。影响枯落物水文性质的因素树种、林分。阔针；密度大密度小，旺盛衰弱林龄：成龄林幼龄林枯落物的干燥程度：干燥湿润降雨特性：随降雨增加截留率减小温度：春季大，夏季干燥时时坡度：随着坡度增大持水量减小3、试述枯落物层的水文效应。截留、吸收部分降雨；彻底消灭降雨动能；形成地表保护层，维持土壤结构稳定；增加土壤有机质，改良土壤结构，提高土壤肥力；增加地表粗糙度，分

9、散、滞缓、吸收过虑地表径流；拦截过滤固体径流，沉积沙粒；防止土壤蒸发，稳定土壤湿度和温度,利于树木生长提高土壤入渗能力，增加土壤入渗量,减少地表径流提高土壤的抗蚀能力。4、如何测定及计算树冠截留量和干流量？Ic=P-(Ps+Pi)Ps直接用塑料管测；Pi用随即均匀分布的雨量筒测。5、森林对大气降水有几次分配，怎样进行分配，其意义如何？(1)、林冠层截流，及水文效应(2)、下层植被的(下草)截留。下层植被截留量的大小取决于自身发育状况。(3)枯枝落层截流，及水文效应6、森林土壤的特征有一个死地被物层(又称枯枝落叶层)。系由覆盖于土壤表面的未分解、半分解和已分解的凋落物所组成。表层腐殖质含量明显地

10、高于底层。淋溶作用强烈，土壤中盐基离子淋溶殆尽，土壤盐基饱和度低。呈酸性反应。淋溶作用愈强，酸性特征愈明显。7、影响林地土壤入渗的因素植被(森林类型、林分年龄、林分组成、枯落物、根系)，土壤理化性质、初始含水量，降雨特性，下垫面，人为活动。8、何谓蓄满产流和超渗产流，简述二者的区别。（1）蓄满产流：指因降水使土壤包气带和饱水带土层含水量达到饱和（田间持水量）而产生径流的方式。超渗产流：指降雨强度超过土壤下渗强度而产生地表径流的方式。（2）二者的区别蓄满产流取决于降雨量的大小，与雨强无关。超渗产流决定于雨强，与降雨量大小关系不大。蓄满产流多发生淮河流域及以南大部分地区和东北东部等湿润地区。超渗产

11、流多发生在黄河流域和西北等干旱地区。9、土壤下渗的物理过程及其特征（土壤水分入渗的物理过程）（1）、渗润阶段：降水初期，土壤相对较为干燥，落在干燥土面上的雨水，首先受到土粒的分子力作用，在分子力作用下下渗的水分被土粒吸附形成吸湿水，进而形成薄膜水，当土壤含水量达到分子力所能维持的最大量时，下渗进入下一阶段。（2）、渗漏阶段：当表层土壤中薄膜水得到满足后,影响下渗的作用由分子力转化为毛管力和重力。在毛管力和重力的共同作用下，使下渗水分在土壤孔隙中作不稳定运动并逐步充填毛管孔隙、非毛管孔隙，使表层土含水达到饱和。当土壤表层的非毛管孔隙被充满水后，下渗进入第三阶段。（3）、渗透阶段：在土壤孔隙被水分

12、充满，达到饱和状态后，水分主要在重力作用下继续向深层运动，此时，下渗的速度基本达到稳定。水分在重力作用下向下运行，称为渗透。10、简述森林对水质的影响及对水污染的净化作用。一森林对水质的影响（一）对水的化学成分的影响从森林流域中流出的水，含有各种化学成分。由于降水经过森林流域时，可以将土壤和岩石风化物及生物遗体中的各种物质溶解，这样就增加了水的化学成分。另一方面降水通过森林流域时，由于枯枝落叶和土壤腐殖质的作用，又可除去某些溶解成分，起到净化水的作用。另外，降水还可以淋洗植物叶片中的物质。在英国发现，从林冠下收集到的雨水要比附近空旷地收集的雨水含有较多的钾、钠、钙、镁。（二）对河流悬移质的影响

13、通过截留、蒸腾、入渗等功能减少了地表径流，防止了冲刷，同时可有效过滤、截留径流中的泥沙、悬浮物等，使河流保持较低的泥沙悬移质含量。不同的乔木和灌木树种对流经森林地带的悬移质所起的作用不同。（三）对水温、溶解氧、病原体等的影响由于遮荫使阳光直射到水面的量减少，可降低水温；DO含量较高；由于森林中的溪流远离人们居住的区域，受污染的机会少，且水温较低，因而水质较纯净，水体中的病原体较少。二森林对污染水的净化作用（一）对水质具有净化作用森林通过截留、淋洗、枯枝落叶层过滤、净化等作用，对流经森林流域中的水具有良好的净化作用，对于防止水源污染、改善水质具有重要意义，对于消除非点污染尤为重要。（二）可降低水

14、温和水的硬度，提高水的碱性无林流域的河水较水库水较有林流域的水温高78C，这对水生动物的生长、对城市和用水都会产生不良影响。（三）可降低水对土壤的侵蚀使降水的动能减小，降低对土壤表面的直接击溅；减少地表径流的冲刷等。（四）可降低细菌数量，防止细菌污染流经森林地区的水，其细菌指标较流经裸地、农田的水的细菌指标要低得多。11、用图示法表示流域蓄渗过程中的各分量，并描述蓄渗过程，结合该过程分析森林（V）和蒸发（E）。12、什么是水循环，简述其基本特征及影响因素。见（40）特征：1、水循环过程保持着连续性，既没有开始，也没有结尾。从实质上讲水循环是物质与能量的传输、储存和转化过程，而且存在于大气、地表

15、、土壤、地下、和生物体内的每一个环节。2、太阳辐射和重力是水循环的基本动力。水分在太阳辐射的作用下离开水体上升到空中并向各地运动，又在重力的作用下回到地面并流向海洋。3、水循环的内因是水的物理性质，水的三态转化为水循环提供了物质基础；自然环境和人类活动因素在一定程度上影响着水循环的路径、规模和强度。4、全球水循环是闭合系统，局部水循环可以是开放系统。一个系统的水循环遵循水量平衡原理。5、水循环具有不同的时、空尺度。涉及点、区域、流域乃至全球。不同水体具有不同的更新周期。6、地球上的水在交替循环过程中，总是溶解并携带某些物质一起运动。7、水循环一般包括四个阶段，即：蒸发、水汽输送、降水、径流，这

16、四个阶段缺少任何一个都将使水循环中断（海洋水汽自身小循环除外）。影响水循环的因素主要有气候因素、下垫面因素、人为因素。（一）气候因素：气候因素是影响水分循环的主要因素，主要包括：湿度、温度、风速、风向等。在水分循环的四个环节蒸发、水汽输送、降水、径流中，有三个环节取决于气候状况。（二）下垫面因素：下垫面因素对水分循环的影响主要是通过影响蒸发和径流起作用的。有利于蒸发的地区，水分循环活跃，而有利于径流的地区，水分循环不活跃。（三）人为活动：人为活动对水分循环的影响主要表现在调节径流、加大蒸发、增加降水等水分循环的环节上。因此，人类活动是通过改变下垫面的性质、形状来影响水分循环。13、试从森林对缓

17、减洪水的正负效应分析森林对洪水的影响，并提出理想的缓洪林种，分析其原因。14、森林对洪水如何影响，理想的缓洪森林林种是什么林种，为什么？（一）森林缓减洪水的正效应（功能）1、通过林冠截留减少流域降水量；2、通过枯枝落叶层、土壤入渗及贮存、森林蒸散作用，减少流域的地表径流量；3、通过枯枝落叶层的阻延流速、土壤入渗及贮存，使部分地表径流转变为土内径流，因而延长减缓了流速，延长了汇流时间；4、延长融雪的时间，使流域各部分的融雪时间不一致，防止融雪水在时间上和地域上过分集（二）森林缓减洪水的负效应（不利因素）1、森林具有增加降水的功能；2、森林对林地面蒸发的抑制作用，使得地被物和土壤表层保持较多的水分

18、,土壤前期含水量提高；3、森林可以使积雪保持到春天，当积雪受到急剧的温暖气流或温暖降雨侵袭时，使积雪骤然融化,有时会增大洪水流量。负效应正效应相比数值小得多，而且有些可通过某种经营措施得到一定程度的改善。因而，森林具有明显的减少洪水径流量、消减洪峰流量及延长汇流历时的功能。森林能够减小洪峰流，改变地表水和地下水的比例，增加地下径流，改变径流分布过程，使河流水量变化缓和、稳定。但森林对洪水的削弱作用也不是无限的。森林对孤立洪峰效应明显，而对连续洪峰调蓄作用不明显。因此，对森林的作用不可忽视，也不可过分夸大。理想林种：异龄复层针阔混交壮龄林降水截留功能强的林种f郁闭壮龄林，复层林单层林。蒸发散功能

19、强的林种f郁闭的壮龄林，复层林单层林。缓和地表径流功能强的林种，郁闭壮龄林。林地下渗功能强的林种f最好是由多种树龄或深根性和浅根性树种组成的混交复层林。15、森林对枯水如何影响，理想的水源涵养林种是什么林种，为什么？（一）森林对枯水影响的正效应（功能）1、增加流域的降水量，特别是在少雨季节；2、减少地面蒸发，增加水分入渗，减少地表径流，使降水有效地进入土壤层。同时林地大孔隙的增加，有助于水分以重力水的形式向深层入渗，不断补充地下水；3、有效控制地表径流量，增加亚表层流或土内径流，延长径流持续时间；4、在降水以雪为主、夏季少雨的地区，采取一定的措施，改变积雪状况，形成难于融化的雪堆，并且尽可能使

20、融雪期延长，转到晚期再缓慢流出。在积雪期的特别干涸的地区，促使积雪融化。（二）森林对枯水影响的负效应（不利因素）1、森林对降水的截留作用；2、森林的蒸发散功能；3、采取一定的措施不能改变积雪或延迟融雪。（三）森林对枯水的影响对于水源涵养来说，除了对积雪和融雪功能外一般不能确定其正负作用，森林的水源涵养效果取决于上述四种正功能和两种负功能在数量上的平衡。两种负功能（降水截留、蒸发散）在数量上是很大的，在无雨期、低水流量时负效果非常显著，而且四种正功能强的森林同时两种负功能有时也很强，因此要分析两者数量上的平衡关系并不简单。这是有待今后研究的重要课题。理想林种：异龄复层针阔混交壮龄林降水截留功能强

21、的林种f郁闭壮龄林，复层林单层林。蒸发散功能强的林种f郁闭的壮龄林，复层林单层林。缓和地表径流功能强的林种，郁闭壮龄林。林地下渗功能强的林种f最好是由多种树龄或深根性和浅根性树种组成的混交复层林。16、林地枯落物对土壤水分的入渗与林地贮水量如何影响？17、径流形成包括哪些过程，每个过程水分如何变化?（一）流域蓄渗过程：流域上开始降水后，一部分直接降落到河槽水面上（Pc）,它直接在河网中参与形成径流。其余的降水并不立即产生径流而消耗于植物截留（Is）、下渗（F），填洼（V）和蒸发（E）。除下渗和蒸发外，截留和填洼是蓄渗过程中特有的两种现象。（二）坡地汇流过程坡地汇流包括其地面和地下的过程。坡面上

22、积水后的坡面径流流动称为坡面漫流Rs。漫流过程中，水流一面继续由降水补给，一面仍继续下渗和蒸发。渗入土壤中的水分，则形成壤中流Rss和地下水径流Rg。Rs、Rss、Rg的共同点是它们都顺着流域坡地以一定的坡度条件流动.（三）河网汇流过程坡地各种径流成分注入河网后，即在河网内沿河槽继续下游运动，此过程称为河网集流过程或河网汇流过程。流域径流形成过程，就其水体的运动性质来看，可分为两大过程，即产流过程与汇流过程。就过程所发生的地点来看，可分为流域面上进行的过程和河网内进行的过程。18、流域产流包括哪几种径流类型，每种径流的产流必须具备哪些产流条件（1）、地表径流rs=i-is-v-f-e式中：rs

23、一地面径流率（mm/s）；i、is、v、f、e分别为雨率、截留率、填洼率、下渗率和雨期蒸发率（mm/s）。降水（P、f）的存在是产生地面径流的必要条件。雨率（降水强度）大于下渗率是产生地面径流的充分条件（2）、壤中流的产流条件w=ffdrss式中：W一土壤含水量在时间的增加率（mm/s）。f、fd、rss分别为表层下渗率、弱透水层下渗率和壤中流流率（mm/s）。壤中流产流的必要条件是要具备下渗量F,壤中流产流的充分条件则是，ffd。当降水强度较小，即ifd时，也能产生壤中流，此时rss=ifd。（3）、地下径流ffd即是地下径流的产流条件，因它们近似等于稳定下渗率fc,就可进一步认为：fcfd

24、是地下径流的产流条件。19、流域产流的基本规律、特征及区别？（1）产流的基本规律供水是产流的必要条件。供水对地面径流而言是指降水，对壤中流而言是指下渗对潜水径流则指稳渗。供水强度大于下渗强度则是产流的充分条件。对地面径流而言是if,壤中流则是ffd,潜水径流则是fcfd。（2）产流的基本特征地面径流产生在地表，壤中流产生在相对弱透水层处，潜水径流则产生在潜水面以及不透水层面上。径流成分还都发生在一定的坡度条件下。（3）产流的基本区别地面径流的产生仅需在有坡度的面上；壤中流除坡度外还要有一定的饱和土层；潜水径流则需更厚的包气带饱和层。地面径流系直接进入河网系统的，壤中流则要有坡面出露或与河床切割

25、，潜水径流则必须与河槽直接相联。20、河川径流的补给源有哪些？具有什么特点。（1）地表水补给源雨水补给：雨水补给是我国河流补给的最普遍和最主要的来源。以雨水补给为主的河流水情特点，是河水随雨量增减而涨落。冰雪融水补给：以冰雪融水补给为主的河流，其水情特点是：与气温的关系密切，汛期发生在暖季，水量集中，枯水期则出现在气温最低的冬季。（2）地下水补给源地下水补给源也是我国河流补给的一种普遍形式，除少数河流外，几乎都有一定数量的地下水补给。我国除由暴雨形成的间歇性小河和干旱区特有的泉水河外，几乎所有河流都获得两种或两种以上的补给，补给种类一般由南而北、由东而西增加。21、径流和流域产流的影响因素。（

26、1）影响径流的因素:一、自然因素（一）、气候因素是影响河川径流最基本和最重要的因素。气候要素中的降水和蒸发直接影响河川径流的形成和变化。降水方面，降水形式、总量、强度、过程以及在空间上的分布，都会影响河川径流的变化。（二）、下垫面流域下垫面可以从两个方面影响径流：一是通过流域蓄水能力的改变影响年径流；二是通过对气候的影响间接地对径流量发生作用。1、地形:地形对降水有影响，降水又影响着径流量，因面间接地发生作用。径流量有随高程的增加而增大的现象。但当高程增加到一定限度时，由于降水量不再增加，年径流量的变化不再明显。2、植被:流域内育草育林一般会使径流量减少，使径流年内分配较育草育林前均匀，其主要

27、作用就是缓洪增枯。3、湖泊和沼泽:湖泊和沼泽增加了流域的水面面积，经常有足够的水分蒸发，增加了蒸发量，从而使径流量减少。较大的湖泊具有调蓄径流的能力，可以减小径流年内及年际变化幅度。4、流域大小:流域的形状和面积影响径流量的大小及径流的过程与变化。流域长度决定了地面径流的汇流时间。大江大河流域面积较大，其地面及地下调蓄能力较小河强二、人类活动对径流量的影响人类活动对径流量的影响包括直接和间接两重方面。直接影响如跨流域引水，将本流域的水量引到另一流域，直接减少本流域的径流量。间接影响是通过增加流域储水量和流域蒸发量来减少流域的径流量。通过人工降雨、人工融化冰雪、跨流域调水增加河川径流量；通过植树

28、造林、修筑梯田、筑沟开渠调节径流变化；通过修筑水库和蓄洪、分洪、泄洪等工程改变径流的时间和空间分布。（2）影响流域产流的因素。缓变因素：是决定产流基本特征的下垫面因素，包括地形、地貌、含水层和不透水层条件、土壤和植被类型、土壤水和地下水动态的类型等。急变的和多变的因素：降水特性和各种人为活动因素。22、森林采伐、造林对径流有何影响？一、采伐森林会使森林保水功能严重削弱。采伐森林对地表径流的影响大小视采伐方式、采伐强度、集运材方式及对地被物及土壤的破坏、程度及伐后地被物与植被的恢复速度而定。1、皆伐对地表径流的影响皆伐使径流较皆伐前增加，河川的流量峰值也增加，但不同流域及不同条件的增加量不同。（

29、1）多日无雨后降小雨或中雨，林地和无林地均无或少有径流，林地与无林地差异不大，森林的作用不显著。（2）多日无雨后降大雨，林地径流量（1.4mm）小于无林地（2.6mm）,森林作用显著。（3）连续小雨后降中雨，无林地总径流量较大，而林地仅有少量径流，森林的作用显著。（4）连续降雨后又降大雨，林地与无林地总径流量相差不大，但有林地洪峰小，历时长，森林可起到调节径流、消减洪峰的作用。2、择伐对地表径流的影响择伐方式与强度不同，径流量的增加也不同。3、采伐破坏枯落物层后对地表径流的影响不同采伐方式对枯落物层和土壤的破坏程度不同，对地表径流的影响差别较大。二、造林对地表径流的影响营造新林和改造次生林都将

30、影响径流的变化。在无林地上造林后，可减少直接径流量并降低流量峰值。23、蓄渗过程中有哪些要素，请用图进行标识。24、坡地汇流过程中有哪些要素，请用图进行标识图轻流形成概化过稈中的坡地汇流过程25、森林对流域蒸散、流域汇流的影响。林冠截留作用，枯枝落叶层节流，植物蒸腾增加，增加蒸发。森林调节小气候，使温度降低，湿度增大，减少蒸发。植被枯枝落叶层遮蔽地表，抑制蒸发。林冠层，下草层，枯枝落叶层对降雨的截留，削减净流量。枯枝落叶层，增大地表粗糙度，延缓汇流时间，增加下渗，减少地表径流。26、森林流域水量平衡研究方法。（一）、水量平衡场（区）法（二）、流域试验法（三）、流域径流模型法27、水体污染源类型。形成水质污染的原因有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人