發(fā)布時(shí)間：2020-10-25 20:29

　　 本文以河北工程大學(xué)降雨—徑流—灌排試驗(yàn)場為依托,以各雨量站收集到的邯鄲市多年短歷時(shí)強(qiáng)降雨資料為人工模擬降雨依據(jù),在試驗(yàn)場徑流小區(qū)尺度分析了華北平原典型區(qū)地表徑流和壤中流的產(chǎn)流過程及其發(fā)生規(guī)律,并構(gòu)建產(chǎn)流預(yù)測模型,試驗(yàn)所得結(jié)論可進(jìn)一步為流域尺度上華北平原區(qū)水文過程研究提供參考和依據(jù),也是對該地區(qū)流域分布式水文模型產(chǎn)流模塊進(jìn)行的一次有益嘗試。研究主要結(jié)果如下:(1)研究區(qū)年均降雨量為523.40mm,絕大多數(shù)降雨都發(fā)生在5～10月的汛期,一年中日降雨多為1Omm/d以下。對292場次降雨過程進(jìn)行分析歸納將研究區(qū)降雨類型大致分為大雨強(qiáng)、短歷時(shí)和小雨強(qiáng)、長歷時(shí)兩種雨型,且前者發(fā)生概率約為后者3.5倍。(2)依據(jù)邯鄲市多年水文站資料的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,本研究選取0.77mm/min、1.22mm/min、1.56mm/min 和 1.78mm/min 四種典型降雨強(qiáng)度和 53.6min、85.4min和127min三種典型降雨歷時(shí),共12種降雨組合進(jìn)行人工降雨模擬試驗(yàn)研究。計(jì)算表明12場降雨平均降雨均勻度的為82.4%,通過色斑法對人工模擬降雨的降雨雨滴直徑研究表明,試驗(yàn)中降雨雨滴大小分布滿足貝斯特雨滴大小分布函數(shù),式中a = 3.15I0.147 n = 3.27I-0.134。(3)通過人工模擬降雨獲取的實(shí)測數(shù)據(jù)建立一套符合華北平原區(qū)的P+Wa～R降雨徑流經(jīng)驗(yàn)圖。并通過回歸方程建立徑流系數(shù)(α)與降雨量(P)、雨強(qiáng)(i)和降雨前期土壤含水量(Wa)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式如下:α = 0.006P + 0.180i+ 2.666Wa-0.950(n=12,R2 = 0.91)(4)通過對人工模擬降雨的實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算得出共有4場降雨達(dá)到土壤穩(wěn)定下滲率,雖然不同場次初始下滲率不同,但土壤的穩(wěn)定下滲率都趨近于約0.10mm/min左右。(5)可以將華北平原區(qū)退水常數(shù)k分為兩類,即將河道徑流和地表徑流歸納為一類,k值范圍為0.77～0.89,平均k值為0.85;各層壤中流歸納為一類,k值范圍為0.92～0.98,平均k值為0.95。(6)通過采用Horton入滲模型來描述表層土壤入滲過程和水箱模型描述地下徑流過程,經(jīng)過實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證,整體擬合效果較好�？蔀槿A北平原區(qū)水文過程研究提供參考和依據(jù)。
【學(xué)位單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P333.1
【部分圖文】：

中包氣帶的巖土結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)情況下并非均質(zhì)。魏普基（R.E.W在美國俄亥俄州東部森林中的山坡徑流場所觀測的資料進(jìn)行上最早發(fā)現(xiàn)壤中水徑流的學(xué)者之一[5]。壤中水徑流產(chǎn)生的物理包氣帶必須存在相對不透水層，并且上層土壤的質(zhì)地比下層粗含水量達(dá)到田間持水量。隨后人們又發(fā)現(xiàn)在地表土壤下滲容量可有地表徑流的產(chǎn)生。這是經(jīng)典 Horton 產(chǎn)流理論不能解釋的， 年代被鄧恩（Dunne）等人通過大量實(shí)驗(yàn)和觀測所證實(shí)[6]。這提出的超滲機(jī)制，還存在飽和機(jī)制。飽和地面徑流產(chǎn)生的物理存在相對不透水層，且上層土壤的下滲容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于下層土壤上層的土壤含水量達(dá)到飽和含水量。由上述分析可以看出無論產(chǎn)生，都是由于相對不透水層的存在，這就是所謂的界面產(chǎn)流情況異常復(fù)雜，即使針對特定的下墊面，由于降雨歷時(shí)、降雨初始含水量的不同，產(chǎn)生的徑流成分也多種多樣。因此，鄧恩（出了一個(gè)圖（見圖 1-1）可以較好的闡述產(chǎn)流機(jī)制隨包氣帶特互轉(zhuǎn)化的情況[8]。

表 2-1 試驗(yàn)小區(qū)的基本情況Characteristics of the experimenta向 植被向南農(nóng)耕地，土壤表面雜草50%左右.草高一般小脆弱,屬幼距離安置降雨行車 5 架，水泵 5 個(gè)，用來為每架降降雨參數(shù)的設(shè)置(如降雨強(qiáng)度降雨。每架降雨行車下在東量筒 10 個(gè)用來測量人工設(shè)土壤水分監(jiān)測設(shè)備 29 根、160cm、190cm、250cm 和

圖 2-2 河北工程大學(xué)降雨徑流試驗(yàn)場概況全景圖Fig.2-2 A panoramic view of rainfall runoff plot of Hebei University of Engineering2.2.2 氣象因子的觀測為準(zhǔn)確的觀測徑流小區(qū)附近的氣象情況，在降雨徑流試驗(yàn)場旁架設(shè)小型氣象站用以采集試驗(yàn)小區(qū)近地面 2m 氣溫、相對濕度、風(fēng)速等，采集頻率為 15min/次。試驗(yàn)小區(qū)自 2017 年 1 月到 10 月氣溫、相對濕度、風(fēng)速變化折線圖見下圖 2-3（每天的平均氣溫、相對濕度、風(fēng)速的計(jì)算方法為全天 96 次信息采集的均值）。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2855917