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本文利用在山西省吉县蔡家川流域观测了3年(2004-2006)的水文、气象、土地利用类型等资料,对黄土区嵌套流域场降雨径流过程进行了研究。在此基础上,采用HEC-HMS分布式水文模型与ArcView地理信息系统软件模拟了流域场降雨径流过程,并对该模型在研究区的适用性进行了分析。研究结果表明,本研究区内短时局地雷暴雨的降雨场次明显多于其他类型降雨,但场降雨量较小,累计降雨量占总降雨量的34.58%;长历时锋面降雨的场降雨量大,累计降雨量占总降雨量的比例最高达49.15%;锋面性降雨夹有雷暴性质的降雨场次最少,场降雨量不大,累计降雨量占总降雨量的比例仅为16.27%。场降雨条件下,降雨量对流域径流的影响并不显著,10min最大雨强对流域降雨径流的影响较为显著,其决定系数R2是降雨量决定系数的1.2～4.1倍。在短历时高强度降雨条件下,人工林流域的地表径流量、径流系数和单位面积洪峰流量最大,农地流域的场降雨径流量、径流系数和单位面积洪峰流量最小,次生林流域的场降雨径流量、径流系数和单位面积洪峰流量明显低于其它森林流域。长历时锋面性降雨条件下,人工林流域降雨径流量、径流系数和单位面积洪峰流量最高;农地流域降雨径流量、径流系数最低,单位面积洪峰流量仅高于半人工林半次生林流域。锋面夹有雷暴性质的降雨过程中,次生林流域降雨径流量、径流系数和单位面积洪峰流量最小,半农半牧流域降雨径流量、径流系数最高,单位面积洪峰流量仅低于人工林流域。短时局地雷暴降雨条件下,蔡家川嵌套流域径流量、径流系数和洪峰流量明显高于其他类型降雨。参数CN值是影响HEC-HMS模型模拟精度的重要参数,CN值与径流模拟结果呈正相关关系。模型率定期的确定系数在0.75～0.87之间、相关系数在0.84～0.94之间;模型验证期的确定系数在0.73～0.82之间、相关系数在0.82～0.94之间,HEC-HMS分布式水文模型适用于本研究地区。利用HEC-HMS水文模型对蔡家川嵌套流域的场降雨径流模拟结果表明径流量、径流系数和洪峰流量随森林植被覆盖率的减少而增加;不同森林植被的空间分布条件下,流域降雨径流特征不同,当森林植被位于流域上游时,降雨径流量、洪峰流量较低,水土保持效果较好。