岩性和地质特性对产汇流的影响

1、岩性和地质特性对产汇流的影响水建学院水资102董畅2010012061摘要：地面流域内地质和土壤条件往往决定流域的下渗、蒸发和地下最大蓄水量，这些因素 是在降雨、蒸发、下渗、土壤湿度及地下水位等的时，空分布与组合。它们直接导致不同产 流模式在时程上的相互转换及产流过程中产流面积在空间上的发展，它们决定了流域产流特 征的变化与发展，因而构成了流域产流机制中的动态问题。Abstract: Ground basin geology and soil conditions often determine the basin infiltration,evaporation, and the large

2、st underground water storage capacity, these factors are rainfall, evaporation, infiltration, soil moisture and water table temporal and spatial distribution andcomposition. They are a direct result of the different runoff patterns in time-on conversionand product flow process runoff area in space d

3、evelopment, which determines thewatershed runoff characteristics of change and development, and thus constitutes awatershed runoff mechanisms in the dynamic problem .关键词：岩性地质特性产汇流提纲：本文着重讨论不同的下垫面对降水的渗流情况不同，在不同的岩性条件下地面形成产 汇流的河流径流流量及河道网的规模大小。而降水到达地面时，需溢满地下岩石裂隙，土壤 吸水到达饱和才在地面汇集形成产汇流，故研究岩性和地质特性对产汇流的形成具有重要

4、意 义。1、引言降在地面上的雨水渗入土壤，当降雨强度超过土壤渗入强度时产生地表积水，并填蓄于大 小坑洼，蓄于坑洼中的水渗入土壤或被蒸发。坑洼填满后即形成从高处向低处流动的坡面流。当降雨强度很大和坡面平整的条件下，可成片状流动。渗入土壤中的水使土壤含水量增加并 产生自由重力水，在遇到渗透率相对较小的土壤层或不透水的母岩时，便在此界面上蓄积并 沿界面坡向流动，形成地下径流（表层流和深层地下流），最后汇入河槽或湖、海之中。2、产汇流及径流当降雨满足了植物截留、洼地蓄水和表层土壤储存后，后续降雨强度又超过下渗强度，其如果雨量继续增大，漫流 的范围也就增大，形成全 面漫流，这种超渗雨沿坡 面流动注入河槽

5、，称为坡超过下渗强度的雨量，降到地面以后，开始沿地表坡面流动，称为坡面漫流，是产流的开始。流域产流过程流域汇流过程流域蓄渗过程地面汇流 径流形成过程坡地汇流过程攘中正流J1地下水汇流L河屈汇流过程面径流。地面漫流的过程，即为产流阶段。降雨产生的径流，汇集到附近河网后，又从上游 流向下游，最后全部流经流域出口断面，叫做河网汇流，这种河网汇流过程，即为汇流阶段。例如在断层、节理和裂缝发育的地区，地下水丰富，河川径流受地下水的影响较大。在径流 形成中通常将流域蓄渗过程，到形成地面汇流及早期的表层流过程，称为产流过程，坡地汇 流与河网汇流合称为流域汇流过程或汇流过程。3、岩性对产汇流的影响不同的岩石层

6、因其物理、化学构造的不同，对水的承压能力也不同。拿我国太行山区举例： 太行山下垫面的岩性主要以片麻岩和石灰岩为主。在片麻岩区，岩体裂隙比较发育，主要由 风化网状裂隙和基岩脉状裂隙构成。而在降雨中，雨水流入裂隙中。只有当裂隙中的降水积 满，雨水才能留在地表，形成径流。由于地质构造、岩性、地貌的不同，造成太行山区的河 流的资源量在时空分布与存在形式上均有较大差异，其水理性质也不尽相同。4、地质特性对产汇流的影响对于不同的地质特性来说，透水性较低的地面（包括小部分不透水的地面）或较潮湿的地 方（例如河边）等，然后其范围逐渐扩大。坡面水流可能呈紊流域层流，其流态与降雨强度 有关，其水的运行受重力和摩阻

7、力所支配，遵循能量守衡和质量守衡规律的侧向运动的水流， 可以用水流的运动方程和连续方程来进行描述。坡面漫流的流程一般不超过数百米，历时亦 短，故对小流域很重要，而大流域则因历时短而在整个过程中可以忽略。地面径流经过坡面 漫流而注入河网，一般说仅在大雨或高强度的降雨后，地面径流才是构成河流流量的主要源 流。壤中流及地下径流也同样具有沿坡地土层的汇流过程。它们都是在有孔介质中的水流运 动。由于它们所通过的介质性质不同，所流经的途径各异，沿途所受的阻力也有差别，因此， 水的流速不等。壤中流（表层流）主要发生在近似地面透水性较弱的土层中，它是在临时饱 和带内的非毛管孔隙中侧向运动的水流，它的运动服从达

8、西定律。通常壤中流汇流速度比地 面径流慢，但比地下径流快得多。壤中流在总径流中的比例与流域土壤和地质条件有关。当 表层土层薄而透水性好，下伏有相对不透水层时，可能产生大量的壤中流。在这种情况下， 虽然其流速比地面径流缓慢，如遇中强度暴雨时，壤中流的数量可以增加很多，而成为河流 流量的主要组成部分。壤中流与地面径流有时可以相互转化，例如，在坡地上部渗入土中流 动的壤中流，可能在坡地下部以地面径流形式汇入河槽，部分地面径流也可能在漫流过程中 渗入土壤中流动。均匀透水的土壤有利于水渗透到地下水面，形成地下径流。5、结论不同的下垫面对一个地区的产汇流的有着重要影响，及时在同一降水条件下，不同的岩性 和地质特性会决定不同地区不同的地表径流情况。故，研究一地的地质特性和岩性，对人类 更好的利用水资源具有重要的意义，参考文献：1陈伏龙 李建柱 大清河流域产汇流特性变化趋势及影响因素，中国农村水利 水电，2011刘昌明张万军 杨永辉 太行山区坡地水文地质特性与渗流集蓄技术研究曹建生，水科学进展，2005柏绍光黄英方绍东李自顺昆明城市河道产汇流特性分析，水资源研究，2007林本海杨树庄朱伯善吴厚信广东省地质构造与岩土工程基本特征