松華壩水源區森林微集水區降雨與徑流過程分析

武軍

（西南林業大學 環境科學與工程學院，云南 昆明650224）

1 引言

微集水區是山區集水系統的最小尺度單元［1，2］，其可就地攔蓄和入滲降水、徑流。森林集水區更是對整個流域的水分狀況影響很大［3，4］，早在1900年瑞士學者對Benmese Emmental的森林集水區和牧地森林混合集水區水文效應進行對比觀測，得出了森林集水區洪峰流量和年產水量較低，但其基流值卻更高［5，6］。

本研究通過對2013年5～10月的不同類型降雨和徑流量進行觀測并分析，以探討和分析在云南山區森林微集水區的水文過程及其生態效益，為山區森林水文過程研究提供一定的基礎數據。

2 研究區概況

本次選取的森林微集水區位于松華壩水源保護區上游迤者小流域內，流域總面積為13.26km2南北長度范圍為6.7km，東西寬度為6.6km，呈一紡錘形，流域內海拔最高點為西側土灰塘山（2445.2m），最低點為東側河道出口處（2003.8m），大部分區域隸屬迤者村委會，西、南鄰富民縣，東靠金鐘村，北連阿子營鄉。微集水區成葉形，屬于該流域較高地勢處。

3 研究方法

3.1 微集水區降雨量觀測

在微集水區所在小流域設置了自計雨量計，不間斷對研究區降雨進行觀測。

3.2 微集水區徑流量觀測

在微集水區出口處設置了1座三角形薄壁堰，采用Odyssey自計電容水位計對微集水區測流堰的水位動態變化進行不間斷監測，時間間隔為10min。根據以下公式對徑流量進行計算，三角形薄壁堰的流量計算公式為：

式中：Q為流量（m3）；H為堰上水頭，即水深（m）。

4 結果與分析

4.1 微集水區降雨狀況分析

根據全國氣象分類標準對區域內（2013年5～10月）的降雨進行分類、統計，分類為：A（小雨）、B（中雨）、C（大雨）、D（暴雨）、E（大暴雨），共有14場降雨。結果如表1顯示，和往年相比，2013年監測的降雨量稍低于多年平均降雨量。從降雨的場次來看，降雨量最大的是8月11日，降雨等級為C，降雨量達到52.80mm，其次是6月1日、7月18－19日和6月27日，降雨等級為C、C、D，降雨量分別為45.20mm、39.20mm 和29.80 mm。從月份上看，5月份和6月份雖有多次有效降雨，但是降雨量普遍不大。7月份降雨最少，僅有兩場有效降雨。8月份降雨相對較多，雨量比較集中充沛。9月份降雨場次較少，而有效降雨均發生于該月初。

表1 研究區產流性降雨場次匯總

4.2 微集水區徑流監測分析

在微集水區出口處設置有一卡口站，其內布置了電容式自計水位計，監測到的總降雨性徑流量為505.84m3。其中，產流量最大是8月11日，徑流量為116.02m3，洪峰流量為0.00352m3/s，水位為0.091m；產流量最小是9月6日，徑流量幾乎為2.15m3，洪峰流量為0.00005m3/s，水位為0.016m。由于此微集水區有常流水，故監測過程中已去除原有常流水的干擾，對降雨性產流量進行觀測。

4.3 微集水區降雨與徑流過程分析

本研究選取7月19日的監測結果對微集水區徑流過程進行研究。7月18～19日共產生降雨39.2mm，僅19日當日就產生36.6mm的降雨，降雨強度較大，具有一定的典型性。據圖1可知，至18時03分，降雨基本停止，此時，降雨量達到36.4mm，此次降雨產流過程中，最大產流值滯后最大降雨量值2h50min，由降雨開始至恢復常流水水位歷時18h。

圖1 2013－7－19降雨－徑流關系

5 結論

（1）降雨量直接影響微集水區的徑流產生量。7月19日24h內降雨量為36.6mm，降雨性產流105.57m3，為監測年份內第二大徑流量。

（2）微集水區徑流洪峰一般滯后于降雨量峰值。7月19日降雨—徑流監測中，最大產流值滯后最大降雨量值2h50min，由降雨開始至恢復常流水水位歷時18h。

［1］王克勤.云南山區農業面源污染控制微區域集水系統技術體系［J］.中國水土保持，2011（2）：37～40.

［2］張盛華，王克勤.云南山區微區域集水系統的經濟效益評價［J］.綠色科技，2014（1）：164～166.

［3］楊海裕，張宋智，劉小林，等.小隴山林區強降雨徑流過程分析［J］.西北林學院學報，2012，27（3）：27～30.

［4］王小明，周本智，鐘紹柱，等.不同降雨條件下天然次生林水文過程分析［J］.南京林業大學學報，2010，36（6）：57～60.

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