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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