■楊光
(廣東省地質局第一地質大隊 廣東珠海 519099)
水文下墊面對地表水的影響分析
■楊光
(廣東省地質局第一地質大隊 廣東珠海 519099)
水文下墊面是地表植被以及地質對各種水資源的影響因素。這些水資源不僅僅包括地表水,而且包括地下水、大氣水等其他的水資源。本文主要從水文下墊面對地表水的影響出發,對地表水的影響因素進行了深入的探討。[關鍵詞]水文下墊面地表水影響分析
水資源分為海洋水資源和陸地水資源,而陸地水資源分為地表水、地下水以及大氣水等形式。水資源在我們的生活中發揮著重要的作用,但是近年來隨著經濟的快速發展,生態環境的破壞、水資源的污染等都嚴重影響到我國的淡水資源。地表水是淡水資源的重要組成部分,無論是從人與自然和諧相處的大前提,還是我國農業、水利和經濟的持續發展來說,加強對地表水的保護是每一個中國人都義不容辭的職責。
植被在對地表水產生影響時主要是對地表水水文過程產生影響。因為不同植物的郁閉度不同,就會對地表水產生不同的影響。水文下墊面中植被非常豐富,不僅僅只包含一種植物,具體包括像喬木、灌木、森林、草地等植物。正是這些不同的植物,其郁閉度不同,在降水的過程中對降水的截留也有明顯的不同,通常情況下,森林的郁閉度最大,其次是喬木、灌木,郁閉度最小的屬于草地和人工培育的農作物等,不同的郁閉度就會導致地表水水文的不同。
除外,在水文學研究過程中,根據不同植被的生長區域特性,通常將水文下墊面的植被分為了低、中、高這三個等級的郁閉度區。其郁閉度區超過70%的植被區域被稱為高度郁閉度區;其郁閉度區在30%-70%之間的植被區域被稱為中度郁閉度區;小于30%的則被稱為低郁閉度區。通常情況下,在高度郁閉度區中,因為枝葉在光合作用以及呼吸作用下,會散發大量的水分,所以其根系是比較發達的,其所滯蓄的水量也是較多的,因此對地表水所產生的影響也是巨大的。水文過程發展的比較緩慢。在中郁閉度區內,對水文過程的影響相對來講是合適的,多了一些小流域的存在,植被的水位的影響也不大,這些地區通常會存在一些比較豐富的低下徑流與地表水。但在低郁閉度區,植被是不會對水文過程產生任何影響的,這就很容易導致地表水一定問題,所以這些地區的地下水和地表水是比較缺乏的。
地貌類水文下墊面對地表水有著很大的影響,通常表現在地下徑流、產流、匯流等幾方面中,其中起到影響作用的因素一般是地面的絕對高度以及相對高度。
通常情況下,2度以下的地面坡度為平原地區,處于2-5度以內的為山前的傾斜平原地區,在5-12度以內的是丘陵區,處于12-17度以內的是低山區,處于17度以上的是中山區或者高山區。其中,平原地區的土壤顆粒是較細的,從地質分類的角度上分析和研究,基本上都是屬于松散巖。其較小的地面坡度可進一步實現地表水的滲入,是很不利于產流的。從平原地區坡面上來講是較小的,其地表水的入滲量也是較大的,所以總體來講是具備較大的流域蓄水量,其地下水資源也是比較豐富的。其山前平原區的通常都是坡積區和洪積區,地層的顆粒相對來講也是較粗的,且從地質分類的角度上分析和研究,其大多數是屬于松散巖。所謂的地下徑流帶也是指,具備較大的徑流滲漏系數以及豐富的地下水地帶。丘陵地區是由于具有較大的地面坡度,所以可能會形成地表面的徑流,但除了比較特殊的地質狀況下,其出現地下徑流的情況還是較少的。低山區通常是分布在不同地區的山脈帶外圍中,其地面坡度相對來講是比較容易形成流域。其中山區以及高山區通常為主干山地脈帶,坡度的大小從所處于的地帶來講,是比較有利于產生地面徑流的。
對于水文下墊面的地質要素,對地表水有著嚴重的影響,主要表現在流域蓄水量和入滲率方面上。所以,對地質因素進行分類的過程中,我們也可以根據不同巖性對入滲率的影響方面上進一步進行分類,通常包括砂頁巖、碳酸鹽巖類、土石混合類等等。
所謂的變質巖是指不同狀況下巖漿巖和變質巖,這類型的巖石大部分都具備嚴密的結構、節理、較少裂痕等特性,很容易受到風化作用的影響,在地表水中非常容易產生水流,不利于地下表水的進一步下滲,同時具有較小的流域蓄水量,除了結構比較特殊的變質巖之外,通常情況下,都會具備較大的徑流系數,地下水的資源量是非常小。砂頁巖是指各種時期頁巖、砂頁巖互層、砂巖,根據不同狀況,判斷出礫巖以及泥巖是否也包括在其中,如若變質巖的風化現象是比較嚴重的,那么應該在砂頁巖中包含著較多的礫巖和泥巖。通常情況下,對于變質巖來講,砂頁巖的節理、縫隙、層理是比較多的,地表水也比較容易出現下滲狀況,且流域蓄水量也較大,徑流系數在受到風化的影響下也會慢慢變小,但入滲率卻成倍增加。當風化處于比較嚴重的情況下,松散巖也會包括砂頁巖和變質巖。這類巖石的結構比較松散,裂隙以及節理也比較多。在很長的時間的侵蝕下可以形成很多空洞,具備可溶性,同時也有利于降水的進一步滲入,其徑流系統相對來講也較高,不同的地表水的影響是不同的,水流的徑流系統和入滲量也是不同的。
水文下墊面中地質類型的碳酸鹽巖類型,主要包括的是不同時期下的碳酸鹽巖類,在各種情況下,都要充分考慮到是否包括白云巖石或者玄武巖等一些具有較強的可溶性以及孔隙較多的巖石。碳酸鹽石類的特點便是可溶性較強,一段時間內,在不斷的侵蝕狀況下,便可形成大量的裂隙、溶洞、節理等。這類型的地質巖層降水滲入量也是較大的,且具備較大的流域蓄水量,因此存在著很豐富的地下莖流。但是卻也有一項很明顯的缺點,便是比較缺乏地表徑流。
總而言之,地表水作為淡水資源的重要組成部分,對人類的生存和發展來說,都具有非常重要的意義。所以,對地表水進一步進行分析和研究可以有效地對我國地表水資源加以保護。
[1]王春澤,李哲強,喬光建.流域下墊面變化對水資源量情勢演變影響分析 [J].河北水利,2008,(06).
[2]王霄雪,劉罡,蔣維楣.城市水泥下墊面/郊區下墊面湍流統計特征分析 [J].科學技術與工程,2007,(23).
[3]羅濤,袁仁民,吳曉慶,蔣維楣.復雜下墊面近地面層湍流特征的研究 [J].南京大學學報 (自然科學版),2008,(03).
P33[文獻碼]B
1000-405X(2015)-10-37-1