太湖流域平原水文試驗區降雨產流過程特征研究

楊 海，姜月華，周權平，劉 鵬

(1.中國地質調查局南京地質調查中心，江蘇 南京 210016； 2.自然資源部流域生態地質過程重點實驗室，江蘇 南京 210016； 3.中國地質科學院，北京 100037)

地表徑流的形成機制大致可歸納為超滲產流機制[1]和蓄滿產流機制[2]，也有研究探討了兩者的混合情況，提出了Dunton的混合形式[3]。超滲產流機制主要發生在雨強遠超過地表土壤下滲率而足以產生積水的情況[1]；蓄滿產流機制則是當初始淺埋地下水水位在流域的局部區域超過地表時，飽和區通過回歸流或直接降雨產生徑流[2]。通常認為半干旱-干旱地區以超滲產流機制為主導[4]，蓄滿產流機制則多發生在濕潤氣候區[5]，然而，一般很難概括某一區域明確的降雨產流機制[6-7]。以往對降雨產流機制的研究多集中于山丘區[8-11]，對于平原區的研究相對較少。

平原區地勢平坦，受農業效應影響較大[12]。Brauer等[13]對荷蘭Hupsel Brook 平原區流域的一場極端暴雨過程進行了分析，基于流域內的氣象、土壤水、地下水、地表流量的變化過程，得出全流域降雨響應的 4 個階段：(a)填充土壤水庫容；(b)地下水響應；(c)地表填洼和地表徑流；(d)回水反饋。該研究也加深了對平原區突發性洪水過程的認識。田塊(plot)被認為是農業景觀中最小的響應單元[14-15]，準確認識該尺度中的水文過程對于提高控制水污染、土壤流失和洪水形成等實踐管理水平至關重要[16]。Appels等[17]在荷蘭地下水淺埋的平原區，分析了兩個田塊站點1.5 年間的水文數據，在觀測的 7 場降雨中發現有4場降雨因淺埋地下水影響而形成蓄滿產流，另外3 場則因為降雨和融雪的綜合效應而發生超滲產流。……