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降雨强度对西南喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响

王升;包小怀;容莹;田艳琴;付智勇;陈洪松

降雨强度是水文过程的重要影响因素,为揭示其对喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响,本研究以桂西北典型喀斯特坡地为研究对象,采用野外人工模拟降雨方法,在相同降雨量(200 mm)下,对不同降雨强度下(34.8 mm/h、73.2 mm/h、100.0 mm/h和136.4 mm/h)坡地土壤水分动态变化及产流过程进行研究。结果表明:1)随着土层深度的增加,土壤水分对降雨的响应趋于迟缓;由于喀斯特坡地土壤导水率较大,在不同坡位和土层深度,土壤水分变化迅速,通常在24 h内恢复到降雨之前的水平,表明土壤层蓄水能力低,水文过程迅速。2)随着降雨强度的增大,累积地表径流量、壤中流量及表层岩溶带径流量均呈增加的趋势,表明随雨强的增加,喀斯特坡地水分由垂向(深层渗漏为主的慢速流)转为侧向运移(不同径流成分的快速流)。3)地表径流、壤中流及表层岩溶带径流与土壤含水率存在明显的产流阈值关系,且径流产生与消退过程和土壤含水量存在滞后效应,表现为顺时针(壤中流)或逆时针(表层岩溶带径流)的"绳套关系"。本研究表明喀斯特坡地产流主要受控于土壤-表层岩溶带界面稳定入渗率,表现为受降雨强度的影响较大,研究结果有助于深入了解喀斯特关键带水文循环。 (共10页)
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