表层岩溶带土岩结构对降雨-径流响应特征的影响
徐子凡1
陈喜2
刘维翰1
刘皓3
张志才3
1.天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院,天津 3000722.天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院,天津 300072;河海大学水文水资源学院,江苏南京 2100983.河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098
摘要：碳酸盐岩在溶蚀作用下形成的表层岩溶带,其上层土壤特性和厚度以及下覆裂隙大小和分布控制降雨入渗、蒸散发和地下径流过程.而不同土岩结构对水文过程的影响尚不明晰.文章构建3种典型土岩结构(薄层石灰土-石灰岩块型、薄层石灰土-白云岩碎石型、厚层土壤-石灰岩碎石型)土柱试验装置并进行观测,通过对比分析,揭示不同土岩结构的产流能力和径流响应特征的差异.结果表明:土岩结构对水平衡有显著影响.厚层土壤(85 cm)极大增加了蒸发量,其产流能力较小,表现为形成地下径流所需的降雨阈值大和形成的径流总量小.相比之下,薄层土壤(20 cm)具有较大的产流能力.当薄层土壤下覆为白云岩碎石时,相比于下覆为石灰岩岩块,碎石表面滞留水分能力较强,导致蒸发损失增加和径流量减少.此外,土岩结构还显著影响降雨-径流响应特征:对于厚层土壤,其对径流的调蓄能力强,洪峰流量显著减小,初始径流和洪峰流量的响应时间延长,但这种延长的幅度随着降雨事件的雨量和强度的增加而减小;对于薄层土壤,其对径流的调蓄能力较弱,其中对于下覆石灰岩岩块结构,裂隙率低、导水性强,在小降雨下容易入渗并形成较大的洪峰;而下覆白云岩碎石结构储水能力较大,在大降雨下,有利于入渗水积蓄,从而形成较大的洪峰.
关键词：岩溶土岩结构地下径流水量平衡径流响应特征
分类号：P333(水文科学（水界物理学）)
资助基金：国家自然科学基金(42030506)
论文发表日期：2024-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 863-875 )
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