产流模式的发现与发展

回顾了产流理论的起源,指出Horton产流理论、Kohler与Linsley的5变量合轴相关图形式的降雨径流相关图,以及Dunne通过实验对Horton产流理论的拓展,奠定了产流理论和流域产流量计算方法的基础。总结了中国自20世纪50年代以来在这一领域的主要实践和理论探索,指出中国学者发现的"蓄满产流"和"超渗产流"两种流域产流模式,以及局部产流问题及其处理方法,是对水文学的重要贡献。通过回顾与总结,系统深入地探讨了产流理论和降雨径流相关图形式与流域产流模式之间的关系,试图开启发展、完善流域产流量计算方法的思路。     

试论蓄满产流模型与超渗产流模型

本文针对在产流理论方面形成的“蓄满型”与“超渗型”两种不同的学术观点，从不同径流成分的产流机制、各种产流机制不同的组合而形成的产流类型，以及产流机制的统一性和相互转化关系等方面不仅论证了在同一地区超渗产流与蓄满产流方式将随着降雨特性和下垫面条件的变化，而相互转化、相互补充，而不是相互对立的辩证关系；而且阐明了超渗地表径流与超渗产流模型、饱和地表径流与蓄满产流模型是不同的物理概念。     

利用环境同位素及水文实验研究集水区产流方式

在专门设计建筑的的３个实验集水区内，测得降水有地面及地面下的各种径流响应，对１９７９－１９９２年多次产流现象经水文试验和环境同位素氚及氧－１８进行了研究，识别出分别属于地面径流和地面下径流的共１１种产流方式，各种产流方式中只有少数遵循达西定律，多数涉及水分通过水－气界面的特殊土壤水流动问题而与此不符。     

不同坡度和前期土壤含水率条件下裸地降雨产流试验研究

坡度和前期土壤含水率是降雨产流过程的重要影响因素。为研究华北半干旱地区的降雨产流机制,采用人工模拟降雨的方法,进行了不同坡度(5°、10°和15°)和前期土壤含水率(0.20、0.25和0.30)条件下的降雨产流试验。结果表明:在整个降雨产流过程中,地表径流量随坡度和前期土壤含水率的增加而增大,累积径流量与产流历时呈线性函数关系;土壤入渗率和产流滞时均随前期土壤含水率和坡度的增加而减小,且前期土壤含水率对土壤入渗率和产流滞时的影响较坡度更加明显;Horton模型对降雨入渗关系的拟合结果优于Kostiakov和Philip模型。     

考虑降雨空间变化的流域产流模型

本文从确定性与随机性相结合的途径出发，将超渗产流模型与降雨空间变化的频率特性有机结合，引入流域降雨产流计算中，经在黄土地区四个流域的初步应用，表明模型具有模型具有物理概念明确，弹性大的特点，对不同面积大小的流域均具有良好的适用性。     

三峡库区滑坡土体降雨产流及入渗试验研究

三峡库区滑坡地质灾害数量众多,主要诱因为降雨。以该地区具有代表性的土质滑坡土体为对象,综合考虑了三峡库区1971年至2003年的230次滑坡地质灾害与降雨因素之间的关系,进行了室内降雨模型试验的设计,以探究其降雨产流及入渗规律。通过对试验结果的综合分析及比较,揭示了相应试验工况下的降雨产流及饱和-非饱和-非稳定入渗规律、地表冲刷及裂缝发育情况,同时也分析了降雨强度、前期累计降雨量及坡角三个因子对降雨过程中的坡面产流及入渗的影响。更多还原     

黄土高原城市产流与降雨关系的研究

基于71次有效降雨的观测数据,通过分析城市硬化部分产流及集雨效率与降雨的关系,得到了单位面积集流场的产流量与降雨量的关系方程以及实际集雨效率与降雨量的关系方程,为今后的集雨工程设计提供了理论依据.     

小流域产流汇流模型试验的应用研究

在降雨１：１相似的小流域产汇流模型试验中，不仅产流发生畸变，而且汇流畸变作用更大。本文旨在通过对降雨径流形成及土壤入渗动态方程的推导，分析，实际产流方式与模型产流方式的异同，引入模型产流畸变系数，导出模型试验结果的应用转换函数。在此基础上，又从线性汇流理论出发，依据推理公式，求得实际与模型试验最大洪峰流量及汇流时间之间的畸变关系。该研究使模型试验结果与原型趋于吻合，为小流域治理和水土保持工程设计提供了依据。     

乌江渡水电站产汇流分析及应用

乌江渡水电站位于乌江中游,为了进一步了解乌江流域产流机制,加强应对突发意外情况时对流量变化的掌控,做好乌江渡水电站防洪预报工作,笔者从产流机制、产流方法、汇流机理和汇流方法对乌江流域进行深入的分析,将蓄满产流模型应用在乌江渡水库上,借用VB编程工具计算入库流量。举例计算了2018年一场降雨产生的径流,结果与实测数据对比,误差在可接受范围内,表明此编程模型适用于乌江渡水电站。     

城市路面产流规律研究

城市路面有较好的产流条件,是城市雨水资源集蓄利用的重要组成部分。城市路面类型主要有沥青路面、水泥混凝土路面、水泥砖人行道路面。通过对不同类型路面降雨产流监测资料的分析研究,得到不同路面的降水初损值、径流系数、总产流量占总降雨量比例、降水量与产流量的关系、降水量与径流系数的关系等,从而对不同路面的产流特性进行了类比分析。     

城市不透水地表降雨径流污染监测与研究——以北京工业大学校园为例

城市不透水地表降雨径流污染是面源污染的重要组成部分,而城市不透水地表在非降雨天累积的污染物又是降雨径流中污染物的主要来源。以2015年的前10场降雨为例,选取北京东南部大学校园范围内的教学楼屋顶、校园道路、邻近交通主路等不透水地表为研究对象,对自然降雨及其产生的降雨径流污染进行实地采样分析。分析结果表明:冬季过后的第一场降雨雨水径流污染严重,水质为劣V类,之后,降雨径流污染有所减轻;不同采样点水质污染严重程度不同;距离建筑物厕所排气口距离越近的地方,氨氮污染浓度越高;透水地面设施的存在可以减轻径流污染程度。根据分析研究结果,提出了控制和治理城市降雨径流污染的建议。     

城区雨水管网径流污染特征研究

以新乡市城区屋面作为汇水区域,开展试验对雨水管网中场次降雨径流水文水质过程进行研究,可为有效利用城市雨水、控制非点源污染等提供依据。水质指标包括SS、COD和TN。结果表明:水质指标中SS、COD变化趋势基本一致,随着降雨过程的持续浓度逐渐降低并趋于一个稳定值;TN随着雨量的累积浓度逐渐降低,但在降雨结束前有反弹趋势;指标标准差率呈SS>COD>TN的趋势;径流初期屋面冲刷效应明显,初期径流量可定义为前1³mm的降雨量;径流中SS与COD、TN之间的相关性较好,在控制径流污染时可采取措施同时去除;径流污染物直接通过城区排水管网汇入受纳水体后对其水质影响较大,尤以SS、COD的变化最为明显。     

北京城区阵雨径流水质分析与评价

从有机物含量、营养物质含量等较重要的化学指标进行分析,降雨与各种不同下垫面径流水质污染程度差异较大,天然降雨、绿地径流与屋顶径流水质相对较好;但是雨水径流有明显的初期冲刷作用,污染物集中在初期的数毫米雨量中.     

雨水利用对城市住宅小区外排径流消减效果研究

分析了城市住宅小区开展透水地面铺装后在不同降雨强度下的径流系数。研究了不同透水铺装比例对小区外排径流系数的影响。研究表明,住宅小区透水铺装地面的径流系数随着降雨重现期的增大、降雨历时的增加而增大;住宅小区透水铺装地面面积比例的增加,将降低小区外排径流系数。     

人工降雨和放水冲刷试验下红壤坡面径流与泥沙特征分析

南方红壤丘陵区是我国水土流失最严重的区域之一,严重的水土流失会导致土壤退化,也会影响农业生产的可持续发展,因此,研究红壤坡面侵蚀规律对南方红壤丘陵区水土流失防治意义重大。以红壤坡面为研究对象,应用人工降雨和放水冲刷试验,选择5°,10°,15°,20°四个坡度,设计0.8,1.2,2.1,2.6 mm/min四种降雨强度(相对应的放水流量分别为1.4,3.0,5.7,7.0 L/min),对红壤坡面的径流和泥沙特征进行了研究。结果表明:2种试验条件下,红壤坡面初始产流时间均随着坡度和降雨强度(放水流量)的增大而减小,尤以5°坡和0.80 mm/min降雨强度(1.40 L/min放水流量)下变化幅度最为明显,且在坡度较小时(5°和10°),人工降雨试验产流快;2种试验条件下红壤坡面径流量稳定时间为15~20 min,人工降雨试验红壤坡面泥沙量稳定时间为10~15 min,放水冲刷试验红壤坡面泥沙量稳定时间为15~20 min;径流和产沙总量随降雨强度(放水流量)和坡度增加而增大,在降雨强度(放水流量)和坡度较小时变化幅度较大;降雨试验的径流总量超过放水试验,产沙总量在降雨强度(放水流量)和坡度较小时,放水试验多,但随着降雨强度(放水流量)和坡度的增加,降雨试验多;5°坡在不同的降雨强度和放水流量下,径流和泥沙总量变化幅度最大,故应重视5°坡的水土流失预防。研究结果有助于全面了解红壤侵蚀规律,并为南方红壤丘陵区开展土壤侵蚀治理提供数据支撑。     

红砂岩侵蚀区典型水土流失治理模式减流减沙效应

阐明小区尺度下不同水土流失治理模式的减流减沙效应,可为大尺度上的水土流失治理提供科学依据。以红砂岩侵蚀劣地为研究对象,采用野外径流小区长期定位试验的方法,分析自然降雨下典型水土流失治理模式的减流减沙效应及其对降雨要素、降雨雨型的响应规律。结果表明:试验观测期间,裸露地表径流系数为0. 66,土壤侵蚀量为0. 07 t/hm2,生态或经济开发治理后减流减沙效应均能达90%以上。地表裸露坡面产流产沙受降雨量、雨强影响显著,生态恢复模式降低了降雨要素对坡面产流产沙过程的影响,经济开发模式受降雨量影响显著。大雨强、短历时的降雨雨型是坡面产流产沙的主要雨型,对裸露坡面产流产沙的贡献将近50%,生态或经济开发治理后该雨型对产流产沙的贡献明显提高,增幅以经济开发模式大于生态恢复模式。因此,生态恢复和经济开发均是治理红砂岩水土流失的有效途径,应将生态恢复和经济开发治理相结合,使水土流失治理模式不仅具有水土保持功能,同时提升生态服务价值,促进当地的经济发展。     

城市面源污染特征的分析

对城市面源污染物的种类、来源和危害,以及对受纳水体的影响两方面综合进行分析;系统归纳了城市面源污染特征的研究结果,得出结论:城市地表径流中污染物以悬浮颗粒物为主,其浓度明显大于城市污水;重金属及碳氢化合物浓度在数量级上与未经处理的城市污水基本相同;COD、BOD5、总大肠菌数、TN和TP都低于未经处理的城市污水;不同使用功能的地表降雨径流过程排污状况中,商业区污染负荷最大;城市地表径流污染物中的金属主要来自屋顶径流;碳氢化合物和铅主要是吸附在颗粒上,其他污染物浮动性较大。最后分析了城市面源污染的影响因素,如降雨强度、降雨量、降雨历时、城市土地利用类型、大气污染状况、地表清扫状况等。     

边坡降雨入渗与坡面径流影响因素敏感性分析

影响边坡降雨入渗的因素很多,如雨强、土体渗透性、土体初始含水率、坡度、坡面糙率等。以非饱和降雨入渗与坡面径流有限元耦合模型为计算方法,应用正交试验设计数值试验,从坡面产流时间tp、坡脚径流水深h、坡体入渗量Q和入渗量与降雨量之比C的角度,对上述五种影响因素进行敏感性分析。结果表明,影响tp的主要因素是雨强、土体渗透性;影响h的主要因素依次是雨强、坡面糙率、土体渗透性;对Q影响较大的因素依次是土体渗透性、雨强、初始含水率;对C有较大影响的依次是土体渗透性、雨强、初始体积含水率。     

城市不同下垫面条件的降雨径流模拟试验研究

城区降雨径流过程主要受降雨过程和下垫面变化的影响。开展城区降雨径流观测试验,对不同下垫面条件的降雨入渗—径流关系进行研究,引用分布式水文模型,对4种下垫面条件的降雨径流关系进行摸拟,取得了较好的模拟效果,提出了科学化生态化城市建设的建议。     

紫色土坡面壤中流形成与坡面侵蚀产沙关系试验研究

 采用人工模拟降雨法,在长5.0 m、宽1.5 m、6个不同坡度（10°,15°,20°,25°,30°,35°）的径流小区上,通过3个不同降雨强度（1.0,1.5,1.8 mm/min）,对紫色土坡面产流形式及侵蚀产沙关系进行了模拟试验研究。结果表明：紫色土坡面总径流主要由地表径流和壤中流两种形式组成,地表径流和壤中流在总降雨量中的比例随雨强和坡度的不同而发生变化,在相同坡度情况下,壤中流占总降雨量的比例随雨强的减小而增大,在雨强相似的条件下,壤中流占总降雨量的比例随坡度的增大而增大。普遍存在的壤中流在土壤侵蚀尤其是重力侵蚀中起到了相当重要的促发作用,甚至由壤中流促发的侵蚀量要远远高于片蚀、沟蚀等坡面侵蚀形式,这与以往研究表明的长江流域坡面侵蚀以面蚀为主的结论有所不同。