表層流

表層流

表層流是土壤表層或不連續界面上形成的一種水流,又稱壤中流。是徑流的組成部分。與地下徑流不同,它具有較高的匯流速度;與地面徑流也不同,因為它是一種多孔介質中的水流,比地面徑流的匯流速度要低。

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土壤表層或不連續界面上形成的一種水流。又稱壤中流。是徑流的組成部分。與地下徑流不同,它具有較高的匯流速度;與地面徑流也不同,因為它是一種多孔介質中的水流,比地面徑流的匯流速度要低。表層流主要發生在不同層次土壤的或有機質的不連續界面上。界面以下土層是透水性較差的相對不透水層。下滲水流在不連續界面上受阻積蓄,形成臨時飽和帶,從而產生表層流。在天然情況下,土壤中的非毛細管孔隙、岩土裂隙、植物根洞和動物孔穴所構成的連續或不連續通道,可促成壤中流的發展。表層流的實際發生條件和表現形式比較複雜,由於觀測條件的限制,對它還研究不夠,難以作出更確切的描述和定量分析。
影響表層流形成的因素是土壤的物理特性、層次和厚度。薄而易透水的土層,容易產生壤中流。土層構造、裂隙、孔穴和植被對壤中流的形成也有重要影響。枯死根系形成的孔道,增大下滲率,促進表層流的發生。
大量表層流在飽和土壤層中形成;在非飽和土壤中也可形成表層流,儘管其流量不大,但卻是維持濕潤地區溪溝長期低水流量的主要來源。
表層流能否構成徑流的主要成分,與下墊面(土壤、植被)條件和河槽切割深度、流域面積有關。在地表易透水的小流域,表層流比較容易構成。在中國浙江省姜灣高塢村(實驗)小流域的29次洪水中,表層流佔總徑流量85%以上者有13次。其中最大達99.4%,最小也有47.8%。在黃土高原的乾旱地區沒有表層流或表層流極少,它不可能構成徑流的主要成分。此外,表層流在組成一次洪水總徑流中的比重也不是一成不變的,它與土壤前期濕潤條件和降雨強度有關。如土壤易透水,降雨強度小,在土層未達到整層飽和以前,全部徑流以表層流形式出現,只有在整層飽和后才有少量地面徑流發生。
20世紀80年代,壤中流的研究仍限於小區上的觀測分析。R.A.弗里茲1972年建立了飽和壤中流和非飽和壤中流同河槽水流連接的確定性模型,並為一些觀測資料所驗證。
參考書目
M.J.Kirkby,ed.,Hillslope Hydrology,John Wiley & Sons,Chichester,1978.