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地表水系

第二节地表水系

初始地于,水气混合,密不可分。

如同现在的地幔、地核,呈临界,超临界状态。

随着地壳不断冷却,地表温度降至沸点以下,气态水凝结为液态水。

气、液二态水对流,循环,出现降雨、经流,汇入沟谷等洼地,形成江河湖海。

最先冷却的高山、极地,将大量气、液态水冻结为固态水,形成气、液、固三态,垂直水平运动,内外,大小等多种循环。

在南非发现34亿年前的水成岩、格陵兰西南部发现38亿年前的岩石,推测水层圈,水循环已形成35-39亿年了。

现实地球,表面积为5.1×108平方千米,只有29%的陆地,却有71%的海洋。

陆地上有三分这一的沙漠,水分很少,生物难发存活。

全球60多亿人口,众多生物,都拥挤在其余20%的地表,容易获得淡水的地表水系周围。

人类的生存空间和淡水的存贮空间都不宽裕。

地表水分的垂直、水平运动,内外、大小等自然循环,再生净化,更值得研究,保护,以满足生物生存发展的需要。

以森林植被为主的生态系统,在地表水系、水分循环中,发挥着特别重要的作用,更要充实、完善。

一、地表

地球表面是大气、水分、岩土、地球能,宇宙能等物质、能量共同存在的自然环境,是生物、人类赖以生态,发展的良好基地。

由于内外营力,构造运动长期位置作用,形成位置不同大小各异,凹凸不平的高原、山脉、河湖、盆地、平原浅海、小岛、深海、大岛、大洋等地貌单元。

各地貌单元输入、存贮、输出的物质、能量不同,形成不同的水分环境,生态系统。

人们常用“远观大势、近探精微”、“大处作眼,小处着手”、“既观森林,又看树木”等方式方法。

研究问题,处理事务。

特别是水务。

中国的先民,很早就认识到西部高峻,东南低平的“天下地势”,并用水神共工怒触不周山,东南沉陷,大地倾斜、江河东流的神话来解释它的成因。

先民(燧人氏钻大取火)应用热能、熟食、普遍进行火猎、火种、火祀;第一次大规模浪费资源,污染环境,引发洪灾,危及生态。

大禹用“规、矩、准、绳”进行测量,因势利导治水,并且,“随山刊木,以增五利”保水固土,终成大功。

现在,人们开发煤炭、石油、天然气等燃料,普遍用于饮食卫生、热机械(发电、汽车、火车、轮船、原子弹),更大规模浪费资源,污染环境,引发灾害,危及生态。

需要大禹等二次治水,保持水土。

人们常用“天下大势”的自然规律,来说明事物变化的道理,认识自然演变的重要性。

经科学测量,中国大陆的总地势是西高东低,相关悬殊,全球少有。

北纬30度线附近的地形,自西向东逐渐下降,形成巨大的四级阶梯状坡面。

长江、黄河等主要地表、地下水系,沿此坡面自西向东流淌,汇入太平洋。

海洋蒸发的水分,伴随东南季风,伸入内地,形成巨大的降水,经流,海空陆海水分外循环,优于非洲,北美洲同纬度地区的水分循环。

三峡库区的地表、地下水系,处于中国大陆东坡面的“华中屋脊”,第二江河源头,第二级台阶转向第三级台阶的过渡地带。

总体上来说,第一级台阶是补给区,第二、三能台阶是运动、存贮区,第四级台阶是排泄区。

各级台阶的地势起伏,水分运动,循环状况,时空分布不同,补给、存贮、排泄状况及其时空分布也各异,引起大气降水、蒸发、地表和地下水系许多参数变化,利弊互见。

三峡库区的水分循环,处于长江流域的峰值状态,倍增长江上中游的水量与能量,有“川流不息”、“无川不成江”等说法,颇值得研究。

二、地貌

地貌指地表起伏形态。

在地理学中叫“地形”。

即地貌、地形互为同义词。

在测绘中是对地表形态(地貌)和地表所有固定物体(地物)的总称。

即在地貌图和地形图等具体应用上约有区别。

地貌由内外营力作用而成。

内营力形成大的地貌类型,控制地表的基本轮廓;外营力塑造地貌的局部细节。

由于内外营力作用的性质强弱,时空差异,地表起伏有不同的规模,分为大、中、小地貌。

按成因分为自然,人为地貌,在自然地貌中又分为构造、气候、侵蚀、堆积等地貌。

按外营力差异分为冰川、流水、岩溶、风蚀等地貌。

按形态分为高原、山地、丘陵、盆地、平原等地貌。

三峡库区的自然区划包括云贵高原,鄂西山地,渝东丘陵,四川盆地,山间平坝等地貌;行政辖区主要是山地重力,流水,岩溶地貌。

由此构成复杂多样的水分循环,地表与地下水系。

中国是多山国家,海拔500米以上的山地,高原面积,占国土总面积的84%,500米以下的丘陵、盆地、平原面积,仅占16%。

这是非常宝贵的地貌、地形资源。

明朝开国宰相刘伯温曾赋诗曰:

“江南千条水,云贵万重山。

五百年后看,云贵胜江南。

”由于山地、高原经常积雪,发育冰川,温度较低,是冷源能量。

夏秋时节携带大量水分的暖湿气流,冬春季节携带少量水分的干寒气流,运动到这里都会形成降水。

滋润广袤土地,养育森林植被,补给地表、地下水系,再生水量、水质、水能、水产、水运等资源。

不过,三峡库区高峻的山地、容易流失水土,发生地质灾害,难以建设道路、城镇,岩溶地貌集中,大量渗漏地表水,潜伏坍塌隐患;红壤地区常被暴雨、洪水冲刷成沟谷、破碎地表。

因此,需要治理、保护。

(一)第一台阶

1、青藏高原们于中国西南部,包括青海、西藏省区全部、新疆南缘,甘肃西南、四川、云南西北等部分县市。

东西长2700千米,南北宽1400千米,面积约226万平方千米,占国土面积的24%,是中国最大的高原,地球最大的山原。

它由极高山脉、山系、高原、盆地,交错组成地球上最高的地形综合体,平均海拔4000来以上,许多山峰超过6000米,成为地球上最高的大高原,号称“世界屋脊”。

它以很高(500米以上)的海拔区别于平原,以较大的平缓地面和较小的地形起伏区别于山地。

青藏高原,根据地貌,气候条件分为六个自然景观区;南面绵延2450千米的喜马拉雅山区,平均海拔6000米,是地球上最高的山地。

它拥有16座8000米以上的高峰。

其中,珠穆朗玛峰,海拔8848.13米,像一座银色巨塔,屹立在群峰之上;山北是雅鲁藏布江谷地;东北有雪山连绵,河谷深切,湖泊星罗,温泉棋布,森林茂密,草原广阔,主要是高山、冰川、冻土、流水地貌。

长江、黄河、怒江、澜沧江、雅鲁藏布江等太平洋、印度洋流域的大江大河,发源、奔流于此。

很多人想在当地筑坝建库,拦沙调水,开发水能,改变气候。

2、水文特征辽阔的高原、高耸的雪山、分布亚热带季风雨林,温带落叶、阔叶林、草原、荒源、寒带荒漠等类型气候,植被,并有以下水文特点。

(1)亚洲水塔通常海拔升高100米,气温下降0.6℃。

在5千米高原,气温比近海平原低30℃。

这里夏季比福州冬天还冷。

常年气温在零下40℃多度,年际变化小、昼夜、阴阳坡温差大,具有“年无炎夏,日有四季”特点。

它是地球上除南北极以外的“第三冷极”,季风运动,水分循环,大气降水的低温、低压、冷源条件;空气对流,巨大坡风,谷风及其遇冷降水的地形条件,影响亚洲乃至全球的气候。

山峰终年积雪,山谷长存冰川,成为亚洲的地表水塔,中国的国体水库,第一江河源头。

(3)升华与凝华由于海拔高、日照长,空气稀薄,气压低,水的沸点也低。

海拔5千米处,沸点降至84℃。

加上昼夜、阴阳坡面温差大,干燥多风,多年平均有100-150天大风日,是中国大风(≥8级或每秒17米)最多地区之一。

因此,夏天蒸发快,升华多,水分容易流失。

由于山峰高,冰雪多,温度低,水分容易凝结凝华,保持平衡。

特别是冬季气压低,范围广,吸引东南西北含水气流交汇于此,水分凝结,凝华、聚集、存贮于此。

若少人为因素,温室效应,全球变暖,将越集越多。

这是优于海水的淡水,自然消融,供应的宝贵资源。

(二)第二台阶

青藏高原东缘的山脉,绵延东下,形成东西、南北走向的山系,构成第二台阶。

南面有横断山、乌蒙山、大娄山、武夷山;北面有大巴山、大别山、桐柏山、秦岭;东侧有齐岳山、巫山、吕梁山、太行山等,还有广阔的云贵、黄土、内蒙古高原和四川、柴达木、塔里木盆地,平均海拔1000-2000米。

主要由南面的岩溶高原和北面的黄土高原构成基本地势。

黄土高原主要由风成坡积形成,经历30多次大小冰期,是大陆、南极冰期的7-10倍,正在向荒漠化演替。

岩溶高原面积是黄土高原的2-3倍,北部经历相应冰期,清江两岸还有大量冰期遗迹。

有人认为,清江、峡江形成,与冰期密切相关。

它还经受菲律宾、中国半岛板块北上西进,海洋南退,西退等变化,正在向石漠化演替。

这里资源丰富,环境、生态问题突出。

三峡库区位于长江上游转为中游的下川江河段,四川盆地东缘和鄂西山地地带,第二台阶东部。

东西走向的秦岭、大巴山、大娄山、武夷山,与南北走向的齐岳山、巫山、黄陵山交汇于此,构成雄高峻的“华中屋脊”。

大巴山东段的神农架,伸入湖北省西北部,主峰3105米,是大巴山、华中区的最高峰,在约3250平方千米的林区,耸立20多座2000-3000米山峰,平均海拔1100米。

这些中山山区,降雨期从9月至次年3月,长达半年以上。

其它月份,经常云雾弥漫,十分凉湿,成为天然冷源。

由于地势高峻,气候特殊,季风强劲,水分活跃,暖湿与干寒气流交汇于此,形成多雨,大雨、暴雨中心。

唐朝诗人杜甫于大历元年(公元766年)秋天在夔州写的“白帝城中云出门,白帝城下雨翻盆。

高江急峡雷霆斗,古木苍藤日月昏。

”等诗篇,记录雷暴雨状况。

由于降水很多,降水量山顶大于山麓,江南大于江北,东面大于西面;又因气候凉湿,蒸发较少,发源许多中心江河,地下水系,倍增地表、地下径流,成为宝贵的空中水库,地表水塔、第二江河源头。

区内形成许多源短流急的溪河,周边壮大汉江、清江、乌江、嘉陵江等长江支流惠及四川盆地的沱、岷、赤水河等江河,两湖低的湘、资、沅、澧、洞庭湖等水系,远及黄河的泾、渭、伊、洛、汾等支流,组成华中大地,长江、黄河上中游密集的地表、地下水系,成为巨大的补给,存贮水源,成倍增加长江,黄河干流水量。

另外,发育壮大海河、淮河、珠江水系。

各江河长度、流量、流域面积都不及源自第一台阶的河流。

值得注意的反常现象是,库区北面的降水少、江河多、流量大;南面的降水多,江河少,流量少。

必定发育山区暗河、地下水系。

很多江河发源于溶洞、泉流,不是出自雪山、冰川。

如珠江发源于云南典靖的溶洞,乌江南北二源出自贵州的涌泉,并由地下水流补给30%的水量;清江南北二源出自湖北的溶洞,干流与峡江相距很近,平等东下,形成巨大的腾龙洞等溶洞,卧龙吞江等伏流。

黔江小南海曾发生高于6及的强烈破坏性地震,壅塞成高原湖泊。

近年在兴建三峡工程,成万、渝怀铁路,通渝分路、隧道、地下工程,移民建镇,发展旅游,以及抢救性考古、探险中,相继发现许多大型、特大型岩溶水系的天坑,地缝、溶洞、暗河、伏流,多级瀑布等通道组成部分。

这些都是山地、重力、流水、岩溶地貌特征,也是改变地形,引发灾害,影响库区稳定的重要因素。

(三)第三台阶

东南沿海山地,是再次一级河流钱塘江、瓯江、闽江、九龙江、韩江、东江、北江等的发源地,这些河流的长度,流域面积,小于上述两类江河,但面临海洋、降水丰沛,单位面积产水量大于上述两类河流,有些江河的年径流量也可和它们相比,由此形成庞大的河网水系。

另外,海河、黄河、淮河、长江、珠江中下游丘陵和华北、华东等平原,平均海拔1000米以下,是主要的农业区,经济区。

除当地自产水处,还接收地表、地下经流客水,是主客水的存贮区(水多泽国)、排泄区(三角洲、海岸线)。

由于水资源时空分布不均,超采地下水,形成巨大的地下漏斗,地面沉降,海水入侵,说明当地有庞大的地下空间,水系。

第三台阶东缘,大陆与海洋接触,形成泥质、沙质、基岩、珊瑚礁,红树林等类型海岸。

泥质海岸由淤泥、粉砂组成,分布于大河、海湾、岸线干直,滩顼开阔,常见贝壳、壳屑、粉砂、细砂组成的贝壳堤埂。

沙质海岸由砂子和磨圆的砾石、卵石组成平坦、宽阔的海滩,经海浪作用形成沙堤。

基岩海岸由岩石构成陡峭、曲折的悬崖,经海浪长期拍击,冲蚀出许多奇形怪状的穴、桥、柱、崖、阶地等形态。

因此,第三台阶主要是丘陵、平原、湖泊、水网、海岸等地貌。

长江出海口、三角洲,主要是泥沙质海岸,海拔不超过2米。

上海市最低处只有0.91米,平均海拔1.8-3.5米。

(四)第四台阶

中国位于亚洲大陆东南部,紧靠太平洋。

第四台阶是大陆自然延伸到渤海、黄海、东海,南海的大陆架。

即这些海面以下水深200米以内的浅海部分,宽约8-1500千米,平均宽75千米的海底。

又称大陆棚,大陆浅海。

水深200-1000米区段称大陆斜坡。

这是发展经济的宝贵空间,走向世界的战略基地,也是自然地貌的基本组成部分。

1、岸线大陆海岸线,北起鸭绿江口,南至北仑河口,长达1.8万千米。

在全球各沿海国家中,居前10名。

但和国土面积相比,海岸系为仅为0.0018,居94位。

说明岸线资源相当稀缺。

就是加上6500多全岛屿,1.4万千米岸线,总长3.2万千米,也改善不了多少。

还有岩岸、沙岸、泥岸、生物岸等类型,不便开发利用。

因此,亟应珍惜。

2、滩涂大陆五千多条流域面积100平方千米以上的地表江河,每年搬运20多亿吨泥沙进入沿海。

仅辽河、黄河、长江、珠江等江河的泥沙,就淤积成40-50万亩肥沃的土地,是比“向沙漠进军”更合算的宝贵财富。

不过,每年增长的滩涂,以流失相应的水土作补充,还破坏岸线,污染环境,滋生大米草等杂草,危及鱼虾蟹贝等生物繁衍、生长。

由于眼采地下水,导致地面大幅度沉降,使一些沿海地区逐渐滑向大海。

同时,全球变暖,海面上升(近100年海面上升20-30厘米),淹没大片沿海土地,增加风暴潮和海水泛滥机率,影响未来发展,成为又一环境灾难,南太平洋岛国图瓦卢(TUVALU)于2001年放弃全部国土,迁到新西兰等国家。

3、岛屿中国有6500多个岛屿,8万多平方千米面积,是全球岛屿众多的国家之一。

广泛分布在沿海、大陆架、大陆斜坡、深海盆中。

星罗棋布,互相毗邻,成群成串,形成50多个群岛,列岛,构成海上长城,天然屏障。

不过,岛屿类型,分布颇不均匀;近海岛屿占90%,远海较少;东海占58%;南海占28%;黄海占14%;小岛较多,台湾岛、海南岛、崇明岛、舟山岛、东海岛等类大岛较少……尚需扬长避短,取长补短,合理开发、保护。

4、海域中国的海域辽阔,总面积约473万平方千米,居全球第9位。

其中,渤海约8万平方千米,平均深18米,最大深70米,全部位于大陆架上;黄海约38万平方千米,平均深43米,最大深140米,全部处于大陆架上;东海约77万平方千米,平均深370米,最大深2719米,大陆架宽200-600米;南海约350万平方千米,平均深1212米,最大深5559米,大陆架宽180-250米。

根据《联合国海洋法公约》有关规定,中国享有主权和管辖权的海域总面积约300万平方千米,仍属海洋大国。

可是,海域与陆地国土面积的比值仅为0.31,列第108位,人均海洋国土面积仅为0.0027平方千米,列第122位,只占其它海洋大国的0.5-10%,显得颇不协调。

海域自东海东边到北部湾海面,横跨东径20多度,宽度超过2000千米,从南海南端到渤海北岸,纵贯北纬44度,长约4500千米。

全海域分布在地球北部的热带、亚热带、温带三大气候带,差异很大。

年均降水量南多北少趋势,广西防城近海约3500毫米,黄海约1600毫米,渤海约600毫米;大量集中于夏秋季节,冬春较少。

它们是海空陆海水分大循环的基本组成部分,需要详细观测,预报常规,异常水分活动。

5、资源一般认为海洋资源包括物质(海水、生物、矿藏),能量(潮汐、洋流、温差、海风、火山、地震),空间(海域、岛屿、岸线、大气)等部分。

通常认为海水是咸水,只适于提取氟、氯、溴、碘、铀、重水、盐类等物质,或作为石油、化工、电力等行业的冷却水,耐盐作物的养殖、灌溉用水。

其实,海洋接纳地表、地下许多江河、水系的大量淡水,只是比较分散,没有引起人们广泛关注,充分利用。

但是,迟早会成为研究陆海水分循环的主要对象。

开发岛屿,支持海上作业的战略物资。

与其它研究领域,自然资源一样,捷足先登者往往获得丰厚奖赏。

2004年轻月,中德科学家首次在南海北部发现全球最大(面积达430万平方千米)的自生碳酸盐岩区,即可燃冰“冷泉”喷溢形成的巨型岩酸盐岩。

可燃冰是天然气水合物的俗称。

即天然气和水在一定温度、压力条件下,相互作用形成的貌似冰状的可燃固体、煤炭、石油替代品,新型洁净能源。

南海可能成为未来的波斯湾,能源基地。

6、状况大陆架是大陆低洼部分。

大陆与台湾多次陆连。

因大陆边缘地壳下沉,或地球变暖,冰雪消融,海面升高,海水淹没大陆边缘形成大陆架。

它自海岸逐渐向海洋倾斜,坡度约为0.1°,形成离岸130米宽的浅海区,离岸500米的深海区,是十分明显、,典型的水下台阶。

沿岸区是陆地延伸至海面以下200米深的区域,分为高潮线以上的潮上区,介于高低潮线的潮间区,以及低潮线以下的潮下区。

潮间区拥有充足的阳光、氧气、二氧化碳,以及地表水系运来的丰富淡水、泥沙、矿物质,适于生物繁衍生息。

海上渔场多分布于此。

许多人认为它是地球生命的起源地,地表水系的最低点,地表形态的侵蚀基准面。

深海区常指浅海区以外的海域,包括透光区,约100米深的海水上层,阳光顺利透入,光合作用旺盛。

少数清澈的热带海水,透光区能延伸至海面以下200米。

透光区以下至2000米深处为深海区,是大陆架的边缘。

深海区的阳光、氧气、二氧化碳已不充裕,地下水系送来的淡水、泥沙、矿物质也较少,只能生长一些面棲、底棲生物。

海底油田多分布于此。

三峡库区,处贡、大英等地区的地下水系,深度在1000-3000米,可能经地下通道,从大陆架排入海洋深渊区,或海水倒港口给大陆内地,补给盐水,卤水,保持循环、再生、动态平衡。

东海、南海的大陆架,是太平洋构造运动,印支、菲律宾板块北移,西进的影响区。

初步探测22个新生代沉积盆地,130万平方千米海域,蕴藏467亿吨石油,32万亿立方米天然气。

因此,肯定有巨大的岩土空隙,地下通道,地下水出海口,海洋水倒灌口。

南海的北部湾,夏龙湾,充分发育岩溶地貌。

它是亚洲大陆,中国西南部石灰岩山体的延伸部分,很可能许多岩溶地下水系的出海口。

有些沿海地区的溶洞、暗河、远低于海面,其出口可能在深海区。

有些海岛流出的泉水,井水量,远大于当地降水量,显然来自其它大陆、岛屿地下水系。

另外,超采沿海地下水,引起海水入侵,倒灌,也说明陆海相通。

澳大利亚的努拉尔波(意为没有树木)平原,地面上的多孔石灰岩体,很快渗漏难得降下的雨水,存贮在地下百多英尺深,5英里多长的暗里。

人们在多处地面,通过自流井获得新鲜饮用水。

在附近海域,过往船舶上的水手,都用木桶去接取海底泉喷出的清水。

墨西哥的拉普发多拉(LABVFADORA)海岸,有光怪离出的岩穴和几十米高的天然海水喷泉,形成海上奇观和旅游胜地。

据考察,越南北部的一些溶洞,岩溶地下水系,与广西的岩溶洞地下水系连成一体。

有人投资几十亿元在沿海开发矿泉水,建设温泉度假村,显然与地貌、岩溶、地热闹、地下水系等资源密切相关。

因此,研究大气、地表、地下水系、水分循环,包括第四台阶、海洋部分,才是完整、准确的。

找到地下水的出海口,海洋水的倒灌口,研究淡水、盐水、卤水的数量、质量、能量,以及组分,泥沙,矿物质的动态平衡,才能全面、系统、填补空白,充实薄弱环节,才能充分完善水循环,切实保护水环境,合理利用水资源,有效防治水灾害。

7、意义指出沿海大陆架为地貌第四(最低级)台阶,具有重要的现实意义和长远的科学意义。

因为它是大陆的直接延伸部分,与陆地有密不可分的实际联系和沧海桑田的历史旋回关系。

三峡库区等地也曾是海底,并将成为湖底,现有海底亦可能成为地表。

另外,地表水常是无压水,从高处流向低地。

陆地侵蚀基滩面常定为海平面。

而地下水因一年四季,太阳辐射能量变化,真空、虹吸、地区、地热、地势等作用,可以是承压水,从低地流向高山,或具有高水压的海底。

深层岩溶地区的侵蚀基准面,常是不透水、不溶蚀的地层,远低于海平面,也是承压水和排泄面。

台湾东部海底分布多处直径三米以上的涌泉口,百慕大三角区与南太平洋之间的洋流水道,也是可以理解的地质构造。

海水通过第四台阶的岩土空隙,倒灌入侵大陆内部,盐卤地下水系,由此构成完整的双向水分循环。

第四台阶的深层盐卤地下水系,还可能是传递,增减板块运动能量,信息,引发,削弱自然,人为地震的物质,通道。

总之,第四台阶是海岸、海底、岛屿、海域等地貌单元的总和,拥有许多尚未认识的研究课题。

为了开发、保护大陆架的物质、能量、时间、空间资源,应深入探索第四台阶。

三峡库区的地势,亦可分为山区、丘陵、平坝、库盆四级台阶。

并且,从巫山分水岭向东、西两侧倾斜,东侧平缓,西侧陡峻;以河谷为中心线向南北两侧抬升,南侧稍平,北侧较陡。

在这高低悬殊,急剧变化的区域,表明还处于青少年发展阶段,形成复杂的大气、地表、地下水系,水分循环,以及与地貌密切相关的互动变化。

研究大陆、库区第四台阶的泥沙冲淤,地震活动等变化规律,也便于相互充实、完善。

三、水系组成

地表水系类似,区别于大气水系,也包括垂直、水平等多种输入,输出形式,气液固多种形态存贮,输出环节。

由此构成具有普遍性,特殊性的区域,全球地表水系,与大气、地下水系相互补给,排泄,形成水文循环。

(一)垂直水系

水分垂直降落补给地表水,蒸发上升补给大气水,形成的水系。

由此形成陆空小循环。

1、输入大气中的水分,以雨、露、雪、雹等形式降落到地面上,成为地表水系的输入环节,包括数量、质量、能量、时空分布等内容。

2、存贮雨水降落在自然集水区,有部分损失,存贮于地表,并非全部形成陆空内部小循环,亦非全部汇成径流,回归海洋,形成空陆海外部大循环。

降水损失、地表存贮,包括截留、洼蓄,部分经流,这是地表水系自产主水的重要部分。

(1)截留部分降水在下落过程中,被树冠、灌木、草丛、枯枝落叶层,以及建筑物等拦截,不能直接到达地面、土壤,暂时存贮于地表上层,称为截留。

在湿润地区,连降大雨,暴雨过程中,常忽略较少的截留水量,认为微不足道,在干旱地区,特殊地形,地面覆盖,降水稀少环境,截留成为保水固土的基本方式,日益重要的研究对象。

目前,观测研究植物、森林的截留较多。

大量事实证明,森林截留许多雨水,可完善水分循环,促进生态平衡,研究裸地、石漠、荒漠、屋面、硬化地面的截留很少,恶化水文环境。

降雨初期,大部分雨水落在叶面上,先形成薄膜,后增加数量,直到最大值。

叶面面积和叶柄支持力愈大,截留的雨水数量愈多。

同理,遮蔽地表的面积愈大,截留数量亦多。

水滴自叶尖等处落到下层叶面或地面。

高茎植物在初雨时截留的水量,为一次截留量,其叶面截留达到饱和,水滴流到下层叶面或低茎植物的水量,为二次截留量。

因此,截留量与植株高矮、枝叶稀密,即植物种类,组成有关。

茂密,多层的乔灌藤草苔菌森林植被的截留时间长,数量多。

雨水直接落在树干上,或从叶面、叶柄、枝条流到树干,称为干流。

其截留的水量,与树干的生物组织、物理性质相关。

粗糙的树干表面,可保持1.5毫米厚的截留水,光滑的树干表面、截留0.2毫米厚的积水。

因此,大树、老树、松树类植物,可获得较多干流水。

干流量可增加根部水分,减少根部吸收岩土内的水分。

穿过叶、枝、干覆盖,落到地面的水量,称为穿落流量。

显然,截留量即为降水量减去干流量,穿落量。

观测时,常将空矿地区侧得的降水量,减去同一时间、同次降雨、植物下面测得的降水量,即为截留量。

实际截留量,与降雨特性,季节分布,林冠组成,郁密程度等密切相关。

刚降雨时,截留量较多,随后逐渐减少,直至饱和值。

在湿润地区,高强度降雨时,截留量较少。

一般情况,平均截留量为降雨量的20%,1949年,有人观测湿润,森林地区的截留量,约为年降水量的25%。

1965年,测得类似地区的年截留量高达254毫米。

松柏等高大多年生针叶树、枝叶多、面积大,有二次截留,少季节变化,截留水分常以水珠形式附着在枝叶间,体积大、数量多,可截留全年降水量的25%。

樟树、芭蕉等阔叶树,水分以膜状附着,浸润树叶,容易饱和下落,可截留全年降水量的10-18%。

因此,常生长在多雨地区。

重庆、三峡多云雾,容易成露、雾淞,也增大截留量。

在干燥、经常下小雨的地区,截留量可达50%。

总之,茂密、多层的森林植被,可截留很多水量,形成空中、立体水库和良好的水分循环。

(2)洼蓄降水强度大于入渗率,部分降水存贮在地表低洼处,不参与径流,不与江河

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