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1 森林植被变化对水文循环影响研究进展 1

1.1 森林植被变化对水量的影响 2

1.1.1 流域（系统）研究（Watershed/system study） 2

1.1.2 过程研究（Processes study） 9

1.2 森林植被对流域径流形成机制的影响 12

1.2.1 森林植被影响流域径流形成机制研究意义 13

1.2.2 影响径流形成的因素与径流形成机制 16

1.2.3 森林影响径流形成机制研究方法 17

1.2.4 森林影响流域径流形成机制的主要结论 18

1.3 森林水文模型研究进展 22

1.3.1 基于物理过程分布式参数森林水文模拟与传统水文模拟 23

1.3.2 基于物理过程分布式参数森林水文模拟基本计算单元 24

1.3.3 基于物理过程分布式参数森林水文模拟空间异质性的模型整合 25

1.3.4 变动产流面积的模型表达 26

1.3.5 土壤水分优先流运动的模型表达 27

1.3.6 地理信息系统（GIS）在森林水文模拟中的应用 28

2 研究区域及研究地点自然条件概况 31

2.1 地理位置 31

2.2 地貌 31

2.3 地质、土壤 32

2.4 气候 33

2.5 水文 35

2.6 植被 36

3 研究方法 38

3.2.2 天然坡面径流场 39

3.2.1 标准径流小区 39

3.1 试验区标准地调查 39

3.2 水文气象要素观测项目及其方法 39

3.2.3 对比试验小流域 40

3.2.4 各种土地利用类型的试验小流域 41

3.2.5 水量平衡场 41

3.3 人工模拟降雨实验 44

4 森林植被在不同空间尺度上影响地表径流试验分析 46

4.1 天然坡面径流场森林植被对地表径流的影响 47

4.1.1 天然坡面径流场概况 47

4.1.2 研究期间降雨特性分析 50

4.1.3 坡面径流过程及其形成机制分析 52

4.1.4.1 刺槐森林植被对场降雨地表径流深和径流系数的影响 57

4.1.4 天然坡面尺度刺槐林对地表径流的影响分析 57

4.1.4.2 刺槐森林植被对洪峰流量的影响 62

4.2 小流域尺度森林植被对地表径流的影响 65

4.2.1 试验小流域概况 65

4.2.2 试验小流域降雨径流过程分析 66

4.2.3 小流域尺度刺槐林对地表径流量的影响 71

4.2.4 刺槐林对地表径流洪峰流量的影响 75

5 坡面林地地表径流运动的数学模拟 79

5.1 林地坡面流基本方程和求解讨论 79

5.1.1 林地坡面流基本方程组的形式 79

5.1.2 林地坡面净雨率 81

5.1.3 林地坡面水流的求解 82

5.1.4 坡面流基本方程的无量纲化和简化 83

5.1.5 渗透坡面条件下（非恒定净雨率）林地坡面流运动波方程的形式 85

5.1.6 渗透坡面林地地表径流运动波模型的数值解法 87

5.2 林地坡面地表径流阻力特征与径流过程的数学模拟与分析 89

5.2.1 渗透坡面地表流水流流动型态与基本方程的参数问题 90

5.2.1.1 人工模拟降雨试验标准地林分特征 90

5.2.1.2 人工模拟降雨试验坡面水流的流态 90

5.2.1.3 人工降雨坡面流运动波模型近似的判别 91

5.2.1.4 不同林分的土壤入渗方程 92

5.2.2 林地坡面地表径流的阻力计算与分析 94

5.2.3 不同林地坡面流计算与实测流量过程的比较 96

6.1 坡面林地土壤水分运动数学方程及其求解方法 100

6 天然降雨条件下坡面林地土壤水分运动数学模拟及土壤水分动态变化规律 100

6.1.1 天然降雨条件下坡面林地土壤水分运动的动力学模式 101

6.1.1.1 坡面林地土壤水分运动的基本方程 101

6.1.1.2 基本方程的定解条件 103

6.1.2 坡面林地土壤水分运动模型的求解方法 104

6.1.2.1 基本方程的差分方法 104

6.1.2.2 林内降雨强度Rn（x,t）的确定 109

6.1.2.3 基本方程各结点间扩散率和导水率的取值 109

6.1.2.4 方程的求解和线性化方法 109

6.2 基本方程求解参数的确定方法 110

6.2.1 土壤水分特征曲线的函数表达 110

6.2.2 土壤非饱和水力传导函数K（θ）的推求 113

6.3.1 油松林地土壤水分运动参数 114

6.2.3 土壤扩散率函数 114

6.3 林地土壤水分运动参数和土壤水分运动模拟结果与分析 114

6.3.2 天然降雨条件下林地土壤水分运动的数值模拟结果 117

6.4 森林植被林地土壤水分动态变化规律 120

6.4.1 土壤水分的年际、年内变化规律 120

6.4.1.1 年际变化规律 120

6.4.1.2 年内变化规律 124

6.4.2 不同坡位土壤水分的差异性分析 126

6.4.3 不同坡向的土壤水分变化规律 129

6.4.4 森林植被对土壤水分动态变化的影响分析 129

7 森林植被根际区土壤水量平衡的计算与分析 134

7.1.1 林冠降雨截流率 135

7.1 林冠截流的实验分析 135

7.1.2 林内降雨与林外降雨的关系 138

7.1.3 森林植被林冠截流随降雨量的变化关系 139

7.2 森林植被蒸发散和深层渗漏的动力学计算与分析 140

7.2.1 蒸发散和深层渗漏的动力学计算方法 140

7.2.2 林地蒸发散和深层渗漏的动力学计算与分析 143

7.2.2.1 油松林地蒸发散的季节动态变化规律 143

7.2.2.2 油松林地深层渗漏的动态变化规律 145

7.3 森林植被生态系统水量平衡分析 146

8 主要结论 150

主要参考文献 155

附录1 坡面林地地表径流动力学模式参数寻优计算 172

程序 172