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山坡水文学

2020-04-09 21:01

研究山坡水文物理过程的机理及分析计算方法的水文学分支学科。山坡水文物理过程主要包括山坡产流、汇流和山坡产沙、输沙。山坡是流域的基本单元,揭示山坡水文物理规律将有助于加深对流域水文现象的认识和建立更合理、有效的流域产流汇流、产沙输沙计算方法。虽然关于山坡水文学的研究可追溯到20世纪30~40年代,但世界上第1部山坡水文学专著直到1978年才问世。这部由欧美实验水文学家和地理学家合著的《山坡水文学》认为现阶段山坡水文学的主要研究内容是:山坡水文循环、山坡产流机制、山坡水流运动、山坡产沙和泥沙输送、山坡水文实验和山坡水文数学模型等。

山坡水文循环涉及对植物截留、蒸散发、洼地蓄水和地面滞水、下渗、坡面流、土壤蓄水、侧向土壤水分运行、深层渗水等子过程进行机理研究。山坡产流机制主要探讨径流产生的物理条件、时空分布及其与气候和下垫面条件的关系。目前已发现了产生超渗地表径流、饱和地表径流、壤中径流和地下径流等4种径流成分的物理条件,以及山坡上回归流和变动产流面积现象。山坡水流包括坡面流、河槽流和多孔介质水流,它们各有特点;山坡水文学不仅要研究这些水流的特点,而且更要注重它们在山坡汇流过程中相互之间的水力联系。山坡产沙与产流密切相关,研究两者之间的耦合关系,揭示地形对产流、产沙的影响和泥沙输送对地形的作用,也是山坡水文学的重要任务。

山坡水文实验和山坡水文数学模型作为基本研究手段是探讨山坡水文物理规律必不可少的。在山坡水文实验技术方面,目前已形成截流法、示踪法和间接法等测定山坡水分运动的基本方法。在山坡水文数学模型方面,目前不仅能建立壤中流、坡面流和河槽流的水动力学模型,而且能建立壤中流与河槽流水动力学组合模型及坡面流与河槽流水动力学组合模型。

山坡水文学的研究成果已对流域水文模型的研制产生了深刻的影响,随着科学理论和应用技术的不断进步,山坡水文学将得到进一步的发展。

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