代的地下径流作用的土壤径流过程
雨水落在地面时,在许多环境中它击中的第一件事将是一个植物树冠。这样做的效果,保留一些雨在树叶表面拦截并重新分配到地面/所有和树干茎流。在地面,因此,水的供应率将不再是空间制服。可能会有局部浓度茎或树干的底部;可能还有其他领域获得低强度输入。
该分布的强度落到一个表面有一个变量渗透能力由于土壤特性和初始水分状态的变化。特别是在土壤表面性质将是非常重要的在控制降雨的多少可以渗透进入土壤。然而,在许多环境中大部分的降雨输入会渗透到土壤,除非已经完全饱和。它将通过两条路径之一,通过直接渗透到土壤基质和渗透到通路由于较大的孔隙结构(裂缝、根通道、动物或昆虫的洞穴,等等)。后者可能非常重要,因为越快流速度与结构孔隙度可能意味着水可以迅速进入土壤,土壤基质的绕过部分作为优先流(见,例如,贝文Germann, 1982)。其中一些水会吸收深度的土壤基质,有些人可能会快速移动下坡的优先流路径,和一些可能迅速垂直转移到当地的水位。的运动将取决于输入降雨强度,土壤基质的渗透率和初始含水量,土壤的结构特点,以及地下水位深度。众所周知从土壤薄片,然而,水运动结构途径会导致交通的粘土颗粒沉积薄层称为cutans,从而限制水的渗透进入土壤基质和延长优先流。也知道,优先流可以运输的重要污染物,如杀虫剂和除草剂,这样以来径流污染物往往这些微粒。
在土壤基质内,土壤水运动到这并不是完全饱和将主要垂直湿润锋。湿润锋的传播将再次取决于前期土壤湿润,输入强度,和矩阵水力特性。流在一个连续的土壤基质通常可以被描述的理查兹方程基于达西定律的不饱和的形式。理查兹方程很难解出一般情况下的实际水文利息,但现在有很多近似数值解代码可用(参见第28章)。所有这些解决方案算法需要土壤水力特性的规范,这取决于矩阵的质地和有机质含量。
成千上万的测量基础上,经验之间的关系已经发展很容易测量纹理特征和更难以衡量土壤水力特性(见,例如,罗尔斯和Brakensiek,
1989)。这些实证回归通常是有用的但必须小心使用。以这种方式获得的估计都受到重大估计误差,也只有一样好他们是基于原始数据。在这种情况下,测量通常是基于土壤样本小,不包括任何结构孔隙度的影响。在任何情况下,优先流可能不被理查兹方程描述,和已经被证明很难开发优先流的全面描述和参数,在应用程序可以很容易地估计。
有用的简单类比的运动水矩阵和优先流路径的湿润锋运动冲击或本地pistonlike前面,前面的传播速度是作为c = c I /广告,是前面的速度,/是本地输入强度,和广告是一种有效的含水量的变化在前面。这是一个近似值,只适用于输入率/不超过土壤的入渗能力在任何深度,但它是那么容易看到波速c随输入强度随含水量的变化。因此,如果A8很小,在优先流路径(忽略损失吸附到矩阵)或由于土壤基质已经湿了,前面可能迅速进入土壤。对于输入/强度低,浸润成干土有效高广告,湿润锋的速度可能非常低得多。变异的有效强度在地面,和各种有效的地方AO值在不同的流动路径,将会有一个土壤湿润锋速度的分布。
一些渗透水将保留在土壤和后蒸发或发生回大气中(见26章),但是一些润湿造成的暴雨可能达到现有的水位,或将引起饱和土壤剖面的底部,或栖息饱和带以上的低渗透率层土壤剖面。润湿或充电会引起反应饱和区这最终会产生一些地下径流。
继续阅读:充电和下坡的流在饱和区
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