径流形成的影响因素可分为3大类,即流域的气候因素、地理因素和人类活动因素。
1.气候因素
(1)降雨。降雨是径流形成的必要条件,降雨特性对径流的形成和变化起着重要的作用。在其他条件相同时,降雨量大,降雨历时长,降雨笼罩面积大,则产生的径流量也大。降雨强度愈大,所产生的洪峰流量愈大,流量过程线多呈尖瘦形。暴雨中心在下游,洪峰流量则较大;暴雨中心在上游,洪峰流量就小些。暴雨中心如由流域上游向下游移动,各支流洪峰流量相互叠加,使干流洪峰流量加大,反之则小。
(2)蒸发。蒸发是直接影响径流量的因素,蒸发量大,降雨的损失量就大,形成的径流量就小。对于一次暴雨形成的径流来说,虽然在径流形成过程中蒸发量的数值相对不大,甚至可以不计算,但流域在降雨开始时的土壤含水量直接影响着本次降雨的损失量,即影响着径流量。而土壤含水量与流域蒸发有密切的关系。
2.地理因素
(1)流域地形。流域地形特征包括地面高程、坡面倾斜方向及流域坡度等。一方面,流域地形通过影响气候间接影响径流的特性,如山地迎风坡降雨量大,背风坡是气流下沉区,降雨量小;同时,山地高程较高时气温较低,蒸发量较小,故降雨损失量较小。另一方面,流域地形还直接影响汇流条件,从而影响径流过程。例如:地形陡峻,河道比降大,则水流速度快,河槽汇流时间较短,洪水陡涨陡落,流量过程线多呈尖瘦形;反之则较为平缓。
(2)流域的大小和形状。流域本身具有调节水流的作用,流域面积愈大,地面与地下蓄水容积愈大,调节能力也愈强。流域面积较大的河流,河槽下切较深,得到的地下水补给就较多;而流域面积小的河流,河槽下切往往较浅,因此地下水补给也较少。流域长度决定了流域上的径流到达出口断面所需要的汇流时间。汇流时间愈长,流量过程线愈平缓。流域形状与河系排列有密切关系。羽形排列的河系,各支流洪水可顺序而下,遭遇的机会少,流量过程线较矮平;扇形排列的河系,各支流洪水较集中汇入干流,流量过程线往往较陡峻;平行状排列的河系,其影响与扇形排列的河系类似。
(3)河道特性。如河道短、坡度大、糙率小,则水流速度快,河道输送水流能力大,径流容易排泄,流量过程线尖瘦;反之则较为平坦。(www.daowen.com)
(4)土壤、岩石和地质构造。流域土壤、岩石性质和地质构造与下渗量的大小有直接关系,从而影响产流和径流过程特性。
(5)植被。植物被覆能阻滞地表水流,增加下渗。森林地区表层土壤容易透水,有利于雨水渗入地下,从而增大地下径流,减少地面径流,使径流趋于均匀。对于融雪补给的河流,由于森林内温度较低,能延长融雪时间,使春汛径流历时增长。
(6)湖泊和沼泽。湖泊和沼泽对洪水能起一定的调节作用,在涨水期,它能拦蓄部分洪水到退水期再逐渐放出。因此,它对削减洪峰起很大作用,使径流过程变得平缓。
3.人类活动因素
径流是自然环境的产物,人类社会的生活和生产活动改变了自然环境,因而会导致径流的量和质的变化。对径流量的影响主要是通过农、林、水利等措施致使蒸发与径流的比例、地面径流与地下径流的比例以及径流量的时空分布等情况发生变化。例如,农业措施(旱地改水田、坡地改梯田等)将使田间蓄水量增加,从而增加蒸发量,减少径流量;林牧措施(封山育林、植树造林、种植牧草等)将增加流域下渗,延缓地面径流,减少水土流失;水利工程措施(修建水塘、闸堰、水库等)除了改变蒸发与径流的比例外,还通过调节径流,使径流在时间和空间上进行再分配,尤其是跨流域引水或排水工程,对天然径流的影响更为明显。对水质的影响主要是人类生活和生产活动排放的废水和污水对水资源的污染使水质变坏。
人类活动除对径流的量和质产生影响外,还会对人类生存的环境产生广泛的影响。水利工程或其他措施,可以把恶劣的自然环境改造成满足人们需要的美好环境,也有可能破坏原有的生态平衡产生新的问题,例如修建水库,不仅可以调节径流,还对水质、地貌、气候、地质以及生态环境要素产生不利人类的影响。不合理地开采地下水资源,使地下水位急剧下降,水质恶化,造成地面下沉、浅层水井报废、树木枯萎、咸水入侵等问题;不合理地引水灌溉,在引水地区可产生土壤盐渍化、污染转移、疾病蔓延等问题,在引出地区则可能产生水源不足、污染加剧、破坏水域生态环境等问题。因此,在水利工程规划设计中,必须把保护环境、对环境影响的评价作为重要内容。
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