降雨強度對西南喀斯特坡地土壤水分及產流特征的影響

作者：王升,包小懷,容瑩,田艷琴,付智勇,陳洪松

摘要：降雨強度是水文過程的重要影響因素,為揭示其對喀斯特坡地土壤水分及產流特征的影響,本研究以桂西北典型喀斯特坡地為研究對象,采用野外人工模擬降雨方法,在相同降雨量(200 mm)下,對不同降雨強度下(34.8 mm/h、73.2 mm/h、100.0 mm/h和136.4 mm/h)坡地土壤水分動態變化及產流過程進行研究。結果表明:1)隨著土層深度的增加,土壤水分對降雨的響應趨于遲緩;由于喀斯特坡地土壤導水率較大,在不同坡位和土層深度,土壤水分變化迅速,通常在24 h內恢復到降雨之前的水平,表明土壤層蓄水能力低,水文過程迅速。2)隨著降雨強度的增大,累積地表徑流量、壤中流量及表層巖溶帶徑流量均呈增加的趨勢,表明隨雨強的增加,喀斯特坡地水分由垂向(深層滲漏為主的慢速流)轉為側向運移(不同徑流成分的快速流)。3)地表徑流、壤中流及表層巖溶帶徑流與土壤含水率存在明顯的產流閾值關系,且徑流產生與消退過程和土壤含水量存在滯后效應,表現為順時針(壤中流)或逆時針(表層巖溶帶徑流)的“繩套關系”。本研究表明喀斯特坡地產流主要受控于土壤-表層巖溶帶界面穩定入滲率,表現為受降雨強度的影響較大,研究結果有助于深入了解喀斯特關鍵帶水文循環。

發文機構：南寧師范大學北部灣環境演變與資源利用教育部重點實驗室 中國科學院亞熱帶農業生態研究所亞熱帶農業生態過程重點實驗室 中國科學院環江喀斯特生態系統觀測研究站 上海交通大學環境科學與工程學院

關鍵詞：喀斯特坡地降雨強度土壤水分地表徑流壤中流karst sloperainfall intensitysoil water contentsurface runoffsubsurface runoff

分類號： P334.2[天文地球—水文科學]