论文部分内容阅读
优先流是用于描述在多种环境条件下发生的非平衡流过程的术语,作为土壤水分一种特殊运动形式的优先流,是当今世界水文学研究的重点和难点问题之一。本文在大量查阅文献的基础上,对优先流的概念、分类、研究方法等进行了归纳,并以湖北省秭归县曲溪小流域为试验基地,采用挖土壤剖面将管流、剖面渗流引入流量计自计观测,并通过径流小区观测坡面地表径流、三角堰观测流域径流、数字雨量计观测天然降雨等方法,观测了天然降雨过程及其影响下优先流、坡面径流、渗流、地表径流的量和过程,分析了长江三峡花岗岩特定区域条件下优先流的产流机理、优先流路径、优先流的影响因素及优先流对地表径流过程的影响。取得的主要结论如下: （1）优先流是长江三峡花岗岩坡面的一种普遍现象,观测的管流雷诺数均大于10,土内渗流的雷诺数均小于10,根据北原曜的分类系统,以管流为主要形式的优先流运动不遵从达西定律。在该地区存在两种类型的土管,即地质性土管（原生性土管）和生物性土管（次生性土管）。土管在垂直方向上主要集中在土壤B层与C层的过渡带附近,呈聚集型分布。距地表的深度为0.8～1.0m,土管密度为5～7个/m。 （2）管流水文过程波形图基本相似,表现为明显的涨水、峰值和退水3个阶段,且涨水历时短,落水历时长。长江三峡花岗岩区的单个土管管流量为0.00036～0.17918m3,管流的峰值流量平均为120～25000cm3/h。管流受降雨量和降雨强度影响较大,同场降雨条件下管流量同降雨量线性相关显著,方程为: y=0.0035x-0.1105（R=0.9405） 优先流流量的波动与降雨强度的变化呈正相关关系,且在降雨过程中雨强的微小变化会导致管流水文波形的明显反映,尤其是阵雨的出现,会使缓慢下降的管流流量水文波形下降的更为缓慢或转而产生小幅度的回升。 （3）管流占剖面渗流总量的比值为8.7%～22.11%,场降雨过程中,管流量和剖面渗流量呈线性正相关关系,一般关系式为: y=30.58x+7.42×10-3（20020528号降雨,r=0.812） （4）同等降雨及下垫面条件下,管流量和对应的坡面地表径流量呈线性正相关