松华坝水源区森林微集水区降雨与径流过程分析

武军

（西南林业大学 环境科学与工程学院，云南 昆明650224）

1 引言

微集水区是山区集水系统的最小尺度单元［1，2］，其可就地拦蓄和入渗降水、径流。森林集水区更是对整个流域的水分状况影响很大［3，4］，早在1900年瑞士学者对Benmese Emmental的森林集水区和牧地森林混合集水区水文效应进行对比观测，得出了森林集水区洪峰流量和年产水量较低，但其基流值却更高［5，6］。

本研究通过对2013年5～10月的不同类型降雨和径流量进行观测并分析，以探讨和分析在云南山区森林微集水区的水文过程及其生态效益，为山区森林水文过程研究提供一定的基础数据。

2 研究区概况

本次选取的森林微集水区位于松华坝水源保护区上游迤者小流域内，流域总面积为13.26km2南北长度范围为6.7km，东西宽度为6.6km，呈一纺锤形，流域内海拔最高点为西侧土灰塘山（2445.2m），最低点为东侧河道出口处（2003.8m），大部分区域隶属迤者村委会，西、南邻富民县，东靠金钟村，北连阿子营乡。微集水区成叶形，属于该流域较高地势处。

3 研究方法

3.1 微集水区降雨量观测

在微集水区所在小流域设置了自计雨量计，不间断对研究区降雨进行观测。

3.2 微集水区径流量观测

在微集水区出口处设置了1座三角形薄壁堰，采用Odyssey自计电容水位计对微集水区测流堰的水位动态变化进行不间断监测，时间间隔为10min。根据以下公式对径流量进行计算，三角形薄壁堰的流量计算公式为：

式中：Q为流量（m3）；H为堰上水头，即水深（m）。

4 结果与分析

4.1 微集水区降雨状况分析

根据全国气象分类标准对区域内（2013年5～10月）的降雨进行分类、统计，分类为：A（小雨）、B（中雨）、C（大雨）、D（暴雨）、E（大暴雨），共有14场降雨。结果如表1显示，和往年相比，2013年监测的降雨量稍低于多年平均降雨量。从降雨的场次来看，降雨量最大的是8月11日，降雨等级为C，降雨量达到52.80mm，其次是6月1日、7月18－19日和6月27日，降雨等级为C、C、D，降雨量分别为45.20mm、39.20mm 和29.80 mm。从月份上看，5月份和6月份虽有多次有效降雨，但是降雨量普遍不大。7月份降雨最少，仅有两场有效降雨。8月份降雨相对较多，雨量比较集中充沛。9月份降雨场次较少，而有效降雨均发生于该月初。

表1 研究区产流性降雨场次汇总

4.2 微集水区径流监测分析

在微集水区出口处设置有一卡口站，其内布置了电容式自计水位计，监测到的总降雨性径流量为505.84m3。其中，产流量最大是8月11日，径流量为116.02m3，洪峰流量为0.00352m3/s，水位为0.091m；产流量最小是9月6日，径流量几乎为2.15m3，洪峰流量为0.00005m3/s，水位为0.016m。由于此微集水区有常流水，故监测过程中已去除原有常流水的干扰，对降雨性产流量进行观测。

4.3 微集水区降雨与径流过程分析

本研究选取7月19日的监测结果对微集水区径流过程进行研究。7月18～19日共产生降雨39.2mm，仅19日当日就产生36.6mm的降雨，降雨强度较大，具有一定的典型性。据图1可知，至18时03分，降雨基本停止，此时，降雨量达到36.4mm，此次降雨产流过程中，最大产流值滞后最大降雨量值2h50min，由降雨开始至恢复常流水水位历时18h。

图1 2013－7－19降雨－径流关系

5 结论

（1）降雨量直接影响微集水区的径流产生量。7月19日24h内降雨量为36.6mm，降雨性产流105.57m3，为监测年份内第二大径流量。

（2）微集水区径流洪峰一般滞后于降雨量峰值。7月19日降雨—径流监测中，最大产流值滞后最大降雨量值2h50min，由降雨开始至恢复常流水水位历时18h。

［1］王克勤.云南山区农业面源污染控制微区域集水系统技术体系［J］.中国水土保持，2011（2）：37～40.

［2］张盛华，王克勤.云南山区微区域集水系统的经济效益评价［J］.绿色科技，2014（1）：164～166.

［3］杨海裕，张宋智，刘小林，等.小陇山林区强降雨径流过程分析［J］.西北林学院学报，2012，27（3）：27～30.

［4］王小明，周本智，钟绍柱，等.不同降雨条件下天然次生林水文过程分析［J］.南京林业大学学报，2010，36（6）：57～60.

［5］ENGLER A.Under auchungen ther den einfluss des waldes aofden stand der gewasser［J］.Mitt.Eidg.Anst.Forst，Versuehswes，1919（12）：1～626.

［6］BURCE H.Einfluss des waldes aof den stand der rewasser ∏itteilung der wassethaushah im sperbe－und rappengraben yon 1915/16bia 1926/27［J］.Mitt.Eidg.Anst.Forst，Versuehswes，1938（18）：311～416.