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摘要： 产流是洪水形成的主要过程，山区产流影响因素研究不仅是对山区洪水形成的起因进行追溯，还是山区防洪和流域洪水预报研究的必要过程，与解决好洪涝灾患、保护社会稳步发展和人民的利益息息相关。 因此本文旨在全面了解山区产流影响因素的前提下，基于原理提出相应措施改进山区洪水现状。
关键词：山区产流;影响因素;防洪措施
近半个多世纪以来，洪水灾害在世界范围内频发，特别是山区流域，洪水急促而频繁，分析其原因主要有二：一是因为气候变化显著，造成全球暴雨频发。据日本气象厅相关研究，1998～2007年序列相比1976～1987年序列，降水大于200mm的降水日数增加了50%，降水大于400mm的降水日数增加了100%。[1]二是因为人类活动对自然界的改造强度越来越大，造成植被覆盖日渐缩小，水土流失严重，对下垫面影响显著。此二者对产流的影响甚大，为保证社会经济发展和人民群众的利益不受损害，对新形势下山区产流的研究已迫在眉睫。
1、 研究背景
1933年R.E霍顿提出，超渗形成地面径流，稳定下渗形成地下径流的下渗理论，是对产流下渗的最初研究。霍顿理论解释了降雨入渗的绝大数现象，但与湿润、下渗能力强的地区的产流下渗现象是不符的。20世纪60年代，山坡水文学得到了发展，提出了壤中流和饱和坡面流的观点，丰富了产流理论的研究。于此同时，中国水文学者提出湿润地区适合蓄满产流理论，干旱地区适用超渗产流理论。芮孝芳等[2]提出由于各因素影响十分复杂，使用物理实验和数模对入渗产流过程的研究是有效的手段。Liao等[3]采用水文模型，模拟了降雨入渗产流过程，对土壤物理性质、降雨和土地利用类型等因素进行了敏感性分析。甘永德[4]等引入碎石体积比例系数，考虑基岩凹凸面及封闭裂隙储流，建立了土石山区山坡降雨入渗产流模型。杨聪[5]等利用坡地径流小区，采用人工模拟降雨的方式，对华北地区坡地产流进行了实验研究。
2、 山区产流影响因素
综合分析前人研究，流域中各种径流的生成过程，其实质是降雨在下垫面（地面和包气带）运行过程中，下垫面对降雨的再分配过程。故可以得出影响山区产流的主要因素：气象因素、植被覆盖、地形因素、下垫面因素。
2.1气象因素
气象因素对产流的影响主要表现在降雨强度、历时、时空分布。根据山坡水文学理论，自然界的产流现象可以归纳为超渗产流和蓄满产流，其中超渗产流解释到雨强大于上层土层下渗能力时，超过土层下渗能力的部分产生地面径流。因此对于地下水位较低、包气带较厚的地区，雨强是决定产流的关键因素。对于地下水位较高、包气带薄的地区，蓄满产流理论解释为，土壤缺水量小，能被一次降雨所充满，径流是在土壤达到饱和以后产生，故降雨历时和时空分布对此类地区产流影响巨大。
2.2植被覆盖
植被对产流的影响体现在两方面，首先从降雨到产生径流的过程中，降雨经过植被截留、坑洼填充、下渗后形成径流，故植被具有截留降雨的作用;其次植被具有涵养水分，增加下渗的作用。但近些年来由于人类活动对大自然的不断影响，森林植被遭到破坏，水土流失严重，下渗量减少，坡面流增加，继而使得洪水迅疾，而枯水期又没有植被涵养水分及地下径流的补充，河流常出现干枯现象。
2.3下垫面
水文下垫面当中所包含的地质要素对地表水活动产生的影响主要表现在两个环节，一个是入渗率，一个是流域蓄水量。[6]因此土层的性质和结构，土壤蓄水状态是影响产流最为重要的因素。土层的性质和结构决定了降雨下渗的过程，对于山区而言下垫面为变质岩时，此类下垫面具有结构紧密、裂隙少等特点，下渗能力较低，容易产生坡面径流;而下垫面为砂页岩时，由于砂页岩节理和裂隙相对较多，下渗能力较大，相较不易产生坡面流;下垫面岩性为松散岩时，这类岩层结构松散、裂缝多，由于风化原因常形成孔洞，下渗容易。土壤蓄水状态指的是土壤中初始蓄水量，及土壤最大蓄水量。土壤初始蓄水量大，土壤最大蓄水量小一次降雨足以使得土壤饱和，易产生坡面径流;初始蓄水量小，土壤最大蓄水量大，使土壤达到饱和相对较难，坡面径流就较少。然而，随着社会的不断发展，开垦农地、砍伐森林等，很大程度上破坏了土壤性质，使得土壤下渗率和蓄水量降低;同时城市化不断发展，城区、道路硬化等改变了下垫面状态，使得坡面径流增加。
2.4地形因素
地形因素对产流的影响表现在汇水面的坡度，·根据坡度可以把地形分为平原地区、丘陵区、山区。下渗主要是重力作用，平原地区坡度较小，重力对降雨入渗作用较大，下渗量多，产流较小;丘陵区坡度相较平原区大，重力作用相对平原区小，入渗量较少，产流多;山区常常位于山脉地带，坡度大，重力对下渗作用影响最小，入渗量最少，产流最多。
3、 总结和措施
洪涝灾害自古以来都是影响人民安全的隐患，虽然通过工程措施很大程度减缓了灾害的严重性，但是近现代以来人类活动使得气象、下垫面、植被等因素改变，从产流开始洪水就有失去控制的风险，所以我们必须要采取相应措施减少产流，以保障洪水从源头处得到预防和控制。1、通过改变植被覆盖，同时采用工程技术、生物技术改变受破坏的土壤性质，恢复土壤涵养水分的作用，使得降水、蒸散发、产流过程有序分配。2、对下垫面改变严重的城市化地区兴建调蓄设施、堤坝等，同时疏浚河道，截流沟等水利工程，保证洪水的有效调节和拦蓄。推广“海绵城市”建设理论，加强“海绵城市”建设。3、对易发生洪涝灾害的地区建立系统的水文预报模型，及时分析预报洪水情况。4、加强防灾减灾意识，加大灾害宣传力度。在工程管理上要改变轻视管理的现象，各管理人员、生产人员按相关规范要求进行配备，同时完善涝区工程管理。5、气候变化所导致的降雨增加也有得到足够重视，所以从根本上人类社會还是要重视地球环境的保护，加强对污染环境现象的整治处理。
参考文献：
[1]刘家宏.暴雨径流管理模型理论及其应用[M].科学出版社.2015.9.
[2]芮孝芳，梁霄.水文学的现状及未来[J].水利水电科技进展，2011，31（02）：1-4.
[3]Sensitivity of simulated hillslope subsurface flow to rainfall patterns，soil texture and land use. LIAO K H，LUL G，YANG G S，et al. Soil Use and Management.2016.
[4]甘永德，刘欢，贾仰文，顾金普，仇亚琴，司曼菲.土石山区山坡降雨入渗产流模型[J].水利水电科技进展，2018，38（02）：8-13.
[5]杨聪，于静洁，刘昌明，宋献方，胡堃，李发东，唐常源.华北山区坡地产流规律试验研究[J].地理学报，2005（06）：143-150.
[6]邝田萌.谈水文下垫面对地表水的重要影响[J].黑龙江科技信息，2015（27）：38.
作者简介：冉勇（1996.3），男，汉，重庆市，硕士研究生，水文专业。
关键词：山区产流;影响因素;防洪措施
近半个多世纪以来，洪水灾害在世界范围内频发，特别是山区流域，洪水急促而频繁，分析其原因主要有二：一是因为气候变化显著，造成全球暴雨频发。据日本气象厅相关研究，1998～2007年序列相比1976～1987年序列，降水大于200mm的降水日数增加了50%，降水大于400mm的降水日数增加了100%。[1]二是因为人类活动对自然界的改造强度越来越大，造成植被覆盖日渐缩小，水土流失严重，对下垫面影响显著。此二者对产流的影响甚大，为保证社会经济发展和人民群众的利益不受损害，对新形势下山区产流的研究已迫在眉睫。
1、 研究背景
1933年R.E霍顿提出，超渗形成地面径流，稳定下渗形成地下径流的下渗理论，是对产流下渗的最初研究。霍顿理论解释了降雨入渗的绝大数现象，但与湿润、下渗能力强的地区的产流下渗现象是不符的。20世纪60年代，山坡水文学得到了发展，提出了壤中流和饱和坡面流的观点，丰富了产流理论的研究。于此同时，中国水文学者提出湿润地区适合蓄满产流理论，干旱地区适用超渗产流理论。芮孝芳等[2]提出由于各因素影响十分复杂，使用物理实验和数模对入渗产流过程的研究是有效的手段。Liao等[3]采用水文模型，模拟了降雨入渗产流过程，对土壤物理性质、降雨和土地利用类型等因素进行了敏感性分析。甘永德[4]等引入碎石体积比例系数，考虑基岩凹凸面及封闭裂隙储流，建立了土石山区山坡降雨入渗产流模型。杨聪[5]等利用坡地径流小区，采用人工模拟降雨的方式，对华北地区坡地产流进行了实验研究。
2、 山区产流影响因素
综合分析前人研究，流域中各种径流的生成过程，其实质是降雨在下垫面（地面和包气带）运行过程中，下垫面对降雨的再分配过程。故可以得出影响山区产流的主要因素：气象因素、植被覆盖、地形因素、下垫面因素。
2.1气象因素
气象因素对产流的影响主要表现在降雨强度、历时、时空分布。根据山坡水文学理论，自然界的产流现象可以归纳为超渗产流和蓄满产流，其中超渗产流解释到雨强大于上层土层下渗能力时，超过土层下渗能力的部分产生地面径流。因此对于地下水位较低、包气带较厚的地区，雨强是决定产流的关键因素。对于地下水位较高、包气带薄的地区，蓄满产流理论解释为，土壤缺水量小，能被一次降雨所充满，径流是在土壤达到饱和以后产生，故降雨历时和时空分布对此类地区产流影响巨大。
2.2植被覆盖
植被对产流的影响体现在两方面，首先从降雨到产生径流的过程中，降雨经过植被截留、坑洼填充、下渗后形成径流，故植被具有截留降雨的作用;其次植被具有涵养水分，增加下渗的作用。但近些年来由于人类活动对大自然的不断影响，森林植被遭到破坏，水土流失严重，下渗量减少，坡面流增加，继而使得洪水迅疾，而枯水期又没有植被涵养水分及地下径流的补充，河流常出现干枯现象。
2.3下垫面
水文下垫面当中所包含的地质要素对地表水活动产生的影响主要表现在两个环节，一个是入渗率，一个是流域蓄水量。[6]因此土层的性质和结构，土壤蓄水状态是影响产流最为重要的因素。土层的性质和结构决定了降雨下渗的过程，对于山区而言下垫面为变质岩时，此类下垫面具有结构紧密、裂隙少等特点，下渗能力较低，容易产生坡面径流;而下垫面为砂页岩时，由于砂页岩节理和裂隙相对较多，下渗能力较大，相较不易产生坡面流;下垫面岩性为松散岩时，这类岩层结构松散、裂缝多，由于风化原因常形成孔洞，下渗容易。土壤蓄水状态指的是土壤中初始蓄水量，及土壤最大蓄水量。土壤初始蓄水量大，土壤最大蓄水量小一次降雨足以使得土壤饱和，易产生坡面径流;初始蓄水量小，土壤最大蓄水量大，使土壤达到饱和相对较难，坡面径流就较少。然而，随着社会的不断发展，开垦农地、砍伐森林等，很大程度上破坏了土壤性质，使得土壤下渗率和蓄水量降低;同时城市化不断发展，城区、道路硬化等改变了下垫面状态，使得坡面径流增加。
2.4地形因素
地形因素对产流的影响表现在汇水面的坡度，·根据坡度可以把地形分为平原地区、丘陵区、山区。下渗主要是重力作用，平原地区坡度较小，重力对降雨入渗作用较大，下渗量多，产流较小;丘陵区坡度相较平原区大，重力作用相对平原区小，入渗量较少，产流多;山区常常位于山脉地带，坡度大，重力对下渗作用影响最小，入渗量最少，产流最多。
3、 总结和措施
洪涝灾害自古以来都是影响人民安全的隐患，虽然通过工程措施很大程度减缓了灾害的严重性，但是近现代以来人类活动使得气象、下垫面、植被等因素改变，从产流开始洪水就有失去控制的风险，所以我们必须要采取相应措施减少产流，以保障洪水从源头处得到预防和控制。1、通过改变植被覆盖，同时采用工程技术、生物技术改变受破坏的土壤性质，恢复土壤涵养水分的作用，使得降水、蒸散发、产流过程有序分配。2、对下垫面改变严重的城市化地区兴建调蓄设施、堤坝等，同时疏浚河道，截流沟等水利工程，保证洪水的有效调节和拦蓄。推广“海绵城市”建设理论，加强“海绵城市”建设。3、对易发生洪涝灾害的地区建立系统的水文预报模型，及时分析预报洪水情况。4、加强防灾减灾意识，加大灾害宣传力度。在工程管理上要改变轻视管理的现象，各管理人员、生产人员按相关规范要求进行配备，同时完善涝区工程管理。5、气候变化所导致的降雨增加也有得到足够重视，所以从根本上人类社會还是要重视地球环境的保护，加强对污染环境现象的整治处理。
参考文献：
[1]刘家宏.暴雨径流管理模型理论及其应用[M].科学出版社.2015.9.
[2]芮孝芳，梁霄.水文学的现状及未来[J].水利水电科技进展，2011，31（02）：1-4.
[3]Sensitivity of simulated hillslope subsurface flow to rainfall patterns，soil texture and land use. LIAO K H，LUL G，YANG G S，et al. Soil Use and Management.2016.
[4]甘永德，刘欢，贾仰文，顾金普，仇亚琴，司曼菲.土石山区山坡降雨入渗产流模型[J].水利水电科技进展，2018，38（02）：8-13.
[5]杨聪，于静洁，刘昌明，宋献方，胡堃，李发东，唐常源.华北山区坡地产流规律试验研究[J].地理学报，2005（06）：143-150.
[6]邝田萌.谈水文下垫面对地表水的重要影响[J].黑龙江科技信息，2015（27）：38.
作者简介：冉勇（1996.3），男，汉，重庆市，硕士研究生，水文专业。