第4章 产流机制及地表径流的主要特征
4.1 绪论
产流机制是指降雨产生径流的基本物理条件，它取决于下垫面结构及降雨特性。地表径流产流不只是一个产水的静态的概念，而是一个具有时空变化的动态概念。包括产流面积在不同时刻的空间发展及产流强度随降雨过程和土壤入渗过程的变化。这一过程受到诸多因素的影响，但是其关键之一是土壤水分渗透特性。国内外学者在这方面开展了大量的研究，取得了一定的进展。早在1935年，Hor-ton就明确指出，降雨强度超过地面下渗能力和包气带缺水量得到满足，即下渗到包气带中的水量与其蒸发量之差超过其缺水量，是产流的基本物理条件。但在自然界中，由于种种原因，许多情况下包气带的岩土结构并非均质，而是具有一定的层次结构。人们曾不止一次地从一些流域的退水曲线分析中发现有多于两种的径流成分存在；在一些表层土壤十分疏松、下渗能力很大的地区，即使降雨强度不够大，也可以观测到地面径流现象。这些现象为上述经典的Horton产流理论所不能解释。20世纪60年代以来，我国水文学者曾先后提出了湿润地区以蓄满产流为主，干旱地区以超渗产流为主的理论，可以用于界面产流及不同自然条件的统一产流模型。超渗产流及蓄满产流模型，其实质是人渗的简化，只是简化侧重点不同而已。到20世纪70年代初，Kirkby等才在大量水文实验研究基础上提出了一种称为山坡水文学产流的新的产流理论。该产流理论认为，在两种透水性有差别的土层重叠而形成的相对不透水界面上可形成临时饱和带，其侧向流动即成为壤中径流；如果该界面上土层的透水性远远好于其下面土层的透水性，则随着降雨的继续，这种临时饱和带容易向上发展，直至上层土壤全部达到饱和含水量，这时如仍有降雨补给，则将出现地面径流现象。这样产生的地面径流有别于上述的超渗地面径流，故称为饱和地面径流。山坡水文学产流理论使得人们对自然界复杂的产流现象有了更深入的认识。
一个流域的产流模式不是单一的（或某一种占绝对优势），而是随降雨条件的变化，既有超渗产流，也有蓄满产流，此时仅采用一种产流模式计算，往往难以取得比较满意的结果。
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