本文属于“水循环”系列文章的第六篇文章，以下介绍了水循环内“径流”一环节的相关内容，主要侧重于径流形成方面。以下的内容较多，但难度不大，各位可放心学习。

阅文先导

径流是水循环的基本环节，又是水量平衡的基本要素，更是自然地理环境中最活跃的因素。从水资源角度来说，在当前的技术经济条件下，径流则是可以长期开发利用的水资源。河川径流的运动变化，又直接影响着防洪、灌溉、航运和发电等工程措施。所以，径流是人们最关心的水文现象。

1.径流的基本概念：径流是指沿地表或地下水运动汇入河网向流域出口断面汇集的水流。根据降水的形式我们可以把径流分为“降雨径流”和“冰雪融水径流”两种，我国的河流以降雨径流为主，冰雪融水径流只在西部高山及高纬地区河流的局部地段才发生。此外，还能根据径流的形成过程及径流途径的不同将径流分为“地表径流”、“壤中流”、“地下径流”三类。

河川径流组成示意图

如下图所示内容，我们可以看到降水P在落到地面后，一部分是在重力的分力作用下沿着地表汇入河道当中的，即“地表径流”。有一部分降水则以下渗的形式进入土层中，转垂向运动为侧向运动，即“壤中流”。最后还有一部分降水则渗入地下，在重力作用下来到地下水含水层，改垂向运动为侧向运动，形成了“地下径流”。

山坡径流过程，改编自Dunne（1978）

2.包气带及其结构：在流域上沿着深度方向自地面至不透水基岩切出一个土壤剖面（如下图）。可以看出，从其下界面基岩到上界面地面被透水的土壤所填充，其间一般存在一个地下水水面。以地下水面为界，我们可以将这个剖面划分为两个部分，一个是在地下水面之上的“包气带”，另一个则是地下水面之下的“饱水带”（饱和带）。

包气带和饱和带

2.1包气带和饱和带：

包气带与饱水带（引自王大纯等，1998）

2.2包气带的分带：

包气带的分带

2.3包气带的结构：

不透水下垫面：硬化后的公路

3.包气带对降雨的再分配：水文过程是气象条件和下垫面条件综合作用的产物，包气带对降雨的再分配作用就是这种综合作用的体现。包气带对降雨的再分配作用可以从包气带地面和包气带土层两个角度来分析。通过分析包气带对降雨的再分配作用可以得到包气带水量平衡方程。

3.1地面对降雨的再分配（瞬时降雨）：

包气带地面对瞬时降雨的再分配

3.2地面对降雨的再分配（一次降雨）：

包气带地面对一场降雨的再分配

3.3土层对降雨的再分配：

包气带土层对降雨下渗水量的再分配

3.4包气带的水量平衡方程：

4.产流理论与机制：在自然界中，存在着两种不同机制的产流，“超渗产流”和“蓄满产流”。降雨在补足了包气带中的水分缺亏之后，所余的水量全部形成地表径流和地下径流，此即蓄满产流，又称饱和产流或超蓄产流。当降雨强度超过下渗率时，未渗入土壤的水分便形成地表径流，此即超渗径流，又称非饱和产流。

4.1Horton产流理论：

不产流情况只产生超渗地表径流的情况既产生超渗地表径流又产生地下水径流的情况只产生地下水径流的情况

4.2Dunne产流理论：

退水曲线的拐点具有一个相对不透水层的包气带（Ⅰ—Ⅰ地面，Ⅱ—Ⅱ相对不透水层，Ⅲ—Ⅲ潜水面，Ⅳ—Ⅳ不透水基岩面）湿润条件下木本植物群落的典型土壤剖面Whipkey试验的测流槽位置（左）和一次实测的流量过程线（右）

4.3山坡产流过程：

山坡产流示意图（①是超渗地表径流，②是地下水径流，③是壤中流，④是饱和地表径流）窜流现象

5.径流的形成过程：径流的形成过程是指从降水到达地面时起，到水流流经出口断面的一整个过程。根据发生时间的前后和各阶段的特点，我们将径流的形成过程分为“流域蓄渗过程”、“坡面汇流过程”和“河网汇流过程”。其中，流域蓄渗过程又被称为“产流过程”，而坡面汇流过程和河网汇流过程又被称为“汇流过程”。

河川径流形成过程

5.1流域蓄渗过程：

草叶上被拦截下的雨水流域蓄渗过程（P为降雨；In为植物截留；ET为植物散发；f为下渗；E为土壤蒸发）

5.2坡面产流和汇流过程：

坡面汇流过程（P为降雨；Rs为地表径流；Rin为壤中流；Rg为地下径流）

5.3河网汇流过程：

河槽集流示意图（据邓绶林等，1979）河岸调节作用（据邓绶林等，1979）

6.径流的影响因素：从径流的形成过程不难推断，多种自然地理—环境要素都可能在一定程度上影响径流。此外，人类的生产和生活活动也对径流有着不能忽视的影响。

6.1气象因素：

地球表面降水、蒸发和径流的年平均纬度分布（黑线是降水，蓝线是蒸发，红线是径流）1956～1979年平均年降雨量图1956～1979年平均径流深图年降雨量与年径流量的正相关关系降水强度对流量过程线的影响地球表面降水、蒸发和径流的年平均纬度分布（黑线是降水，蓝线是蒸发，红线是径流）

6.2下垫面因素：

淮南山区多年平均年径流深与高程关系土壤性质（下渗率）对流量的影响湖泊对径流的削洪补枯作用两种不同流域形状对径流的影响

不同流域面积对径流的影响

6.3人类活动因素：

南水北调工程的输水路线示意图三峡大坝鱼鳞坑

——以上内容部分摘自《水文学》、《水文与水资源学》、《水文学原理》、《地质学与地貌学》，部分图片来自网络。