武軍

（西南林業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明650224）

1 引言

微集水區(qū)是山區(qū)集水系統(tǒng)的最小尺度單元［1，2］，其可就地?cái)r蓄和入滲降水、徑流。森林集水區(qū)更是對(duì)整個(gè)流域的水分狀況影響很大［3，4］，早在1900年瑞士學(xué)者對(duì)Benmese Emmental的森林集水區(qū)和牧地森林混合集水區(qū)水文效應(yīng)進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)，得出了森林集水區(qū)洪峰流量和年產(chǎn)水量較低，但其基流值卻更高［5，6］。

本研究通過(guò)對(duì)2013年5～10月的不同類型降雨和徑流量進(jìn)行觀測(cè)并分析，以探討和分析在云南山區(qū)森林微集水區(qū)的水文過(guò)程及其生態(tài)效益，為山區(qū)森林水文過(guò)程研究提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 研究區(qū)概況

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

3 研究方法

3.1 微集水區(qū)降雨量觀測(cè)

在微集水區(qū)所在小流域設(shè)置了自計(jì)雨量計(jì)，不間斷對(duì)研究區(qū)降雨進(jìn)行觀測(cè)。

3.2 微集水區(qū)徑流量觀測(cè)

在微集水區(qū)出口處設(shè)置了1座三角形薄壁堰，采用Odyssey自計(jì)電容水位計(jì)對(duì)微集水區(qū)測(cè)流堰的水位動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)，時(shí)間間隔為10min。根據(jù)以下公式對(duì)徑流量進(jìn)行計(jì)算，三角形薄壁堰的流量計(jì)算公式為：

式中：Q為流量（m3）；H為堰上水頭，即水深（m）。

4 結(jié)果與分析

4.1 微集水區(qū)降雨?duì)顩r分析

根據(jù)全國(guó)氣象分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)區(qū)域內(nèi)（2013年5～10月）的降雨進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)，分類為：A（小雨）、B（中雨）、C（大雨）、D（暴雨）、E（大暴雨），共有14場(chǎng)降雨。結(jié)果如表1顯示，和往年相比，2013年監(jiān)測(cè)的降雨量稍低于多年平均降雨量。從降雨的場(chǎng)次來(lái)看，降雨量最大的是8月11日，降雨等級(jí)為C，降雨量達(dá)到52.80mm，其次是6月1日、7月18－19日和6月27日，降雨等級(jí)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(chǎng)有效降雨。8月份降雨相對(duì)較多，雨量比較集中充沛。9月份降雨場(chǎng)次較少，而有效降雨均發(fā)生于該月初。

表1 研究區(qū)產(chǎn)流性降雨場(chǎng)次匯總

4.2 微集水區(qū)徑流監(jiān)測(cè)分析

在微集水區(qū)出口處設(shè)置有一卡口站，其內(nèi)布置了電容式自計(jì)水位計(jì)，監(jiān)測(cè)到的總降雨性徑流量為505.84m3。其中，產(chǎn)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(chǎn)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(qū)有常流水，故監(jiān)測(cè)過(guò)程中已去除原有常流水的干擾，對(duì)降雨性產(chǎn)流量進(jìn)行觀測(cè)。

4.3 微集水區(qū)降雨與徑流過(guò)程分析

本研究選取7月19日的監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)微集水區(qū)徑流過(guò)程進(jìn)行研究。7月18～19日共產(chǎn)生降雨39.2mm，僅19日當(dāng)日就產(chǎn)生36.6mm的降雨，降雨強(qiáng)度較大，具有一定的典型性。據(jù)圖1可知，至18時(shí)03分，降雨基本停止，此時(shí)，降雨量達(dá)到36.4mm，此次降雨產(chǎn)流過(guò)程中，最大產(chǎn)流值滯后最大降雨量值2h50min，由降雨開始至恢復(fù)常流水水位歷時(shí)18h。

圖1 2013－7－19降雨－徑流關(guān)系

5 結(jié)論

（1）降雨量直接影響微集水區(qū)的徑流產(chǎn)生量。7月19日24h內(nèi)降雨量為36.6mm，降雨性產(chǎn)流105.57m3，為監(jiān)測(cè)年份內(nèi)第二大徑流量。

（2）微集水區(qū)徑流洪峰一般滯后于降雨量峰值。7月19日降雨—徑流監(jiān)測(cè)中，最大產(chǎn)流值滯后最大降雨量值2h50min，由降雨開始至恢復(fù)常流水水位歷時(shí)18h。

［1］王克勤.云南山區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染控制微區(qū)域集水系統(tǒng)技術(shù)體系［J］.中國(guó)水土保持，2011（2）：37～40.

［2］張盛華，王克勤.云南山區(qū)微區(qū)域集水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)［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(qū)強(qiáng)降雨徑流過(guò)程分析［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，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(guò)程分析［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，36（6）：57～60.

［5］ENGLER A.Under auchungen ther den einfluss des waldes aofden stand der gewasser［J］.Mitt.Eidg.Anst.Forst，Versuehswes，1919（12）：1～626.

［6］BURCE H.Einfluss des waldes aof den stand der rewasser ∏itteilung der wassethaushah im sperbe－und rappengraben yon 1915/16bia 1926/27［J］.Mitt.Eidg.Anst.Forst，Versuehswes，1938（18）：311～416.