黄土塬到大塬演化的地质过程（基于同位素示踪的黄土塬区小流域径流组分来源解析研究）

黄土塬到大塬演化的地质过程（基于同位素示踪的黄土塬区小流域径流组分来源解析研究）基金：*贾仰文(1965—) 男，正高级工程师，博士，主要研究方向为流域水循环模拟和水资源规划管理研究。黄土塬区;径流组分;稳定同位素;产汇流过程;作者简介：赵思远(1992—) 男，博士，主要研究方向为水文模型研究。

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摘 要：

黄土塬区独特的水文地质结构极大地增加了当地水循环过程的复杂性。为探究黄土塬区河道径流组分演变过程及产流机制，选择黄土塬区王东沟小流域为研究区，针对3次典型降雨-径流事件，对雨水与径流流量及2H含量进行了高频连续采集与测试分析，并通过二端元混合模型对径流的主要组分(降雨产流和基流)进行分割解析，得到以下主要结论：(1)小雨和中雨事件下径流水δ2H呈现先增长后减小的变化趋势，而大雨事件呈现先减小后增加的趋势。大雨事件和小雨事件洪峰径流组分几乎全部来自于降雨直接产流，这可能与雨强有关。(2)3场降雨的有效产流面积由大到小排列为小雨(3.76 km2)、大雨(3.54 km2)和中雨(2.89 km2)。有效产流面积和平均雨强、30 d影响雨量呈现正相关关系，但与降雨量的相关性很弱。(3)试验中，事件尺度下小流域的主要产流机制为超渗产流。本研究对黄土塬区水资源的高效利用与配置优化具有重要意义。

关键词：

黄土塬区;径流组分;稳定同位素;产汇流过程;

作者简介：

赵思远(1992—) 男，博士，主要研究方向为水文模型研究。

*贾仰文(1965—) 男，正高级工程师，博士，主要研究方向为流域水循环模拟和水资源规划管理研究。

基金：

国家自然科学基金项目(51779272);

流域水循环模拟与调控国家重点实验室自主研究课题(SKL2020ZY04);

国家高层次人才特殊支持计划(WR0166A012019);

国家重点研发计划(SQ2018YFE020049 2018YFC0406406);

引用：

赵思远 贾仰文 唐颖栋 等. 基于同位素示踪的黄土塬区小流域径流组分来源解析研究[ J] . 水利水电技术(中英文) 2022 53(8): 58- 70.

ZHAO Siyuan JIA Yangwen TANG Yingdong et al. Study on runoff components in small watershed in loess tableland based on isotope tracing[J]. Water Resources and Hydropower Engineering 2022 53(8): 58- 70.

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0 引 言

径流组分的概念来源于基流分割，基流分割指将基流在总径流中所占的贡献比例进行量化，即区分各个组分对径流的贡献比。基流是河川径流的关键组分，是河流生命健康系统的首要保障。开展流域径流组分分割解析，探究流域产汇流过程，对于流域水资源配置、水质与水安全保障及流域生态治理的意义重大。

河道径流来源组成变化与径流量变化过程在物理机制上存在本质的区别。MCDONELL等的研究表明，后者的推动作用力来源于大气降水经过地表截留渗入包气带后在多孔介质中产生的压力波，多孔介质既包括土壤孔隙(土壤水)又包括饱和带含水层(地下水) 洪峰实际上是上述压力波在河道中的传播与动力学推移过程。影响径流过程线的决定因素来自于压力波的波速。然而，降雨-径流过程中河道径流来源组成变化实质上是径流中溶质的对流扩散过程，体现在不同水体中各水化学成分(如Cl-、SO42-、SiO2、2H-H2O、18O-H2O等)随水流混合与扩散。影响河道径流来源组成变化的决定因素来自于水体流动的速度。

国内外学者针对不同的研究流域及其相应的产汇流特征，提出了多种方法，按照分割原理，可分为直接分割法、水量平衡法、数值解析法、水文模拟法、示踪法等。环境水同位素是一种自然水体中相对保守的示踪剂。早于上世纪70年代，基于环境同位素示踪技术的流域径流过程分割便已开始应用于流域水文过程研究中，并在之后的二三十年内得到迅速的发展。与其他水化学成分(如Cl-、SO42-、SiO2)相比，环境水稳定同位素(2H-H2O、18O-H2O)更不易于在渗流过程与多孔介质中的组分发生溶解、吸附以及离子交换等化学变化，仅受由不同水体进行物理混合所带来的影响。KOCUM等利用氧稳定同位素对高泥炭质流域内的径流生成过程进行探究，发现在长期监测中，当地泥炭沼泽的水同位素特征与大气降水保持较好的相似性，他认为当地泥炭沼泽的主要水分来源是降雨在地表的直接产流。GUO等对竹林山区的径流产汇流过程及其对台风与梅雨的响应演变规律进行了探究，基于不同水源中稳定同位素含量的差异和二端元混合分割模型，发现降雨直接产流(事件水)至少占事件期间总径流量的60%以上。张百娟、陈建伟、常启昕利用稳定同位素对黑河高寒山区径流组分进行了系列探究。王彩霞等在祁连山的典型冰川流域进行了连续两年的消融期水同位素样品采集与观测，发现研究区内冰川融水的氢氧稳定同位素含量呈现明显的季节变化，且径流组分主要由冰川融水和降雨地表产流构成。赵思晗在半湿润地区华北山区对6场典型夏季暴雨事件下小流域径流组分演变过程开展试验，发现大部分降雨事件下，事件水通过地表产汇流和在河道旁易饱和带形成的蓄满产流对径流形成补给，而在极端降雨情况下，径流的主要来源则为地下水形成的基流组分和降雨在地表的超渗产流组分。

黄土塬区是黄土高原重要的地貌单元之一，黄土层厚度高达170 m深，潜水位埋深在30～100 m之间。这种独特的水文地质结构极大地增加了当地水循环过程的复杂性。目前对该地区径流的研究多集中于径流量与含沙量的变化，对径流中各组分来源解析的研究鲜有报道。因此，本文以黄土塬区典型流域——王东沟小流域为研究区，开展流域内降雨与河道径流过程的连续观测试验与水同位素样品的密集采样工作，借助二端元混合分割模型，对径流组分进行分割，分析降雨产生的径流组分与基流组分在不同降雨事件下的演变过程，探究小流域的产流机制，为黄土塬区水资源的高效利用与优化配置提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区域为黄土高原中南部的长武塬区王东沟小流域，位于陕西省长武县西12 km陕甘两省交界处，流域面积为8.3 km2 如图1所示。塬面海拔为1 215～1 225 m 流域出口海拔约为945 m 相对高差较大。该地区属于半湿润大陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。降雨年际间变异大，多年平均降雨量为582 mm 主要集中在7—9月，约占全年降雨量的55%以上，多发生大到暴雨等集中性降雨。该小流域主要分为塬、梁、沟三大地形地貌，各占约1/3。该地区土壤主要为黑垆土和黄墡土，包气带剖面土质均匀疏松，非饱和层深厚，地下水埋深30～80 m 基本不参与土壤水分循环。该地区农业生产完全依赖天然降雨，实行旱作农业，主要种植小麦、玉米、糜子和经济林(苹果)等。

图1 研究区域地理位置

研究区A-B剖面水文地质条件如图2所示，可以发现，黄土塬区地表径流位于当地地下水潜水面以下，因此地表水很难对地下潜水层形成侧向补给，而地表径流主要接受地下水与降水补给。

图2 研究区水文地质剖面构造示意

1.2 样品采集与测定

选择2019—2020年3场不同的典型降雨事件，通过事件期间降雨、径流过程的连续观测与水同位素样品的密集采样，基于二端元分割模型，对事件尺度下小流域径流对降雨的响应过程及径流组分来源演变进行解析。

3场降雨事件分别发生于2019年8月26日(大雨)、2019年9月8日至10日(中雨)和2020年8月30日(小雨) 降雨的特征如表1所列。降雨量观测资料由中科院长武生态试验站自动气象站获取。降雨期间，降雨样品的收集采用特制的降雨采集装置，雨水样品收集频率为1 h 并对降雨期间的雨量效应进行观测。采集的雨水样品同样密封于HDPE瓶中并用Parafilm膜密封冷冻保存。

径流样品的采集为定点采集，采样点位于王东沟把口站处，处在王东沟溪流与另一条支流交汇点的上游。把口站设置有梯形流量堰，在降雨前后人工定时检测静水位高，然后采用水位-流量关系曲线对径流量进行换算。径流水采用HDPE瓶进行采集，并用Parafilm封口膜密封冷冻保存。径流量的检测和径流水样品的采集同时进行，观测与采集频率根据降雨情况从2 h 1次至5 min 1次不等。降水样品和径流水样品的稳定同位素(2H)的处理和采集同样在中科院水保所中进行，通过同位素质谱仪(MAT253 美国赛默飞世尔公司)测定水样中的2H。

1.3 数据处理

1.3.1 前期影响雨量

采用IWAGAMI等研究中提到的前期影响雨量对降雨发生之前研究区包气带表层土壤的湿润性进行指示，具体的计算方法为

式中，API代表前期影响雨量值(mm);n代表考虑降雨对土壤湿润性影响的天数，本节采用常用的7 d与30 d作为前期影响雨量参考，即n=7和n=30;i代表降雨事件到降雨前n天内的天数；Pi代表降雨事件前第i天的日平均降雨量(mm)。

1.3.2 稳定同位素分析

测量的2H同位素比率相对于Vienna“标准平均海洋水”(VS-MOW)的千分差，表示为

式中，δ2H为2H千分差(‰);R样品为样品中2H的比率；R标样(VS-MOW标准大洋水)为标准水样中2H的比率。

1.3.3 二端元径流分割法

二端元径流分割法由PINDER[13]于1969年首次提出，该方法将河道径流分为“事件水”(新水)、“事件前水”(老水)两个部分，其中，“事件水”指在降雨事件中降雨补给河水所形成的径流部分，而“事件前水”指降雨事件前流域中其他水源补给河水所形成的径流部分。该方法假设在各补给端元中的示踪剂浓度存在显著的时空分布差异，且在汇流及混合过程中所选示踪剂化学性质稳定，其变化可忽略不计，示踪剂在各端元中的变化是各水体组分物理混合的结果。“事件水”和“事件前水”的水量与示踪剂含量均遵循质量守恒定律。目前，这种基于示踪剂的方法已被广泛应用于水文过程研究中。二端元径流分割法的计算公式为

式中，Qtotal代表降雨事件中流入河道的总径流量；Qnew代表由“事件水”组成的径流量；Qold代表由“事件前水”组成的径流量；Ctotal代表降雨事件中河道径流中的示踪剂总量；Cnew代表“事件水”中的示踪剂含量；Cold代表由“事件前水”中的示踪剂含量；fnew、fold分别代表“事件水”“事件前水”补给河水径流的相对贡献比。

本研究选择各水体中的天然水稳定同位素2H作为示踪剂，忽略水同位素在不同水体混合与转移过程中的分馏效应。在本研究中，“事件水”来自于降雨事件中的大气降水。研究表明，自然降水中的稳定同位素含量存在明显的降水量效应。随着降雨历时的增长，降水中同位素含量的时间变异性加大，为降低其在降雨事件后期因含量变化对径流分割结果造成误差，“事件水”端元稳定同位素含量采用增量加权平均法 即对在降雨-径流事件中连续采集的降雨同位素样品以取样时间段降雨量为权重进行加权平均，以其作为“新水”输入成分。具体计算公式为

式中，Pi代表第i时段的累计降雨量(mm);Cnew i代表第i时段降水中的2H稳定同位素含量。

1.3.4 有效产流面积

有效产流面积的物理意义指，忽略降雨空间差异性的情况下，事件水量以该次事件降雨的深度落于流域内所形成的面积(见图3) 在数值上与直接径流系数和流域面积的乘积相等，计算公式为

式中，SERG代表有效产流面积(km2);Wnew代表事件水量，即降雨地表直接产流量(m3);P代表事件降雨量(mm);S代表流域面积(km2)。

图3 有效产流面积示意

2 结果与讨论

2.1 不同降雨-径流事件中流量及2H含量变化情况

小雨事件降雨-径流过程线及雨水、河水中2H含量随时间变化情况如图4所示。在本次小雨事件中，径流过程为单峰形。河道径流量的最大值(即洪峰)的出现时间与降雨量及雨强峰值出现时间一致，径流涨水过程线与退水过程线基本呈现对称分布。

图4 研究区2020年8月30日小雨事件

河道径流δ2H随时间变化趋势同样呈现单峰分布特征。降雨开始，径流中的δ2H迅速由事件前水中的-68.30‰升高至-53.8‰ 这一趋势与其流量过程线变化一致。然而，在19时雨强峰值来临时，径流中的δ2H上升速度变缓，并在雨强峰值出现1 h后达到最大值，出现滞后可能是因为降水输入的δ2H降低所引起的。

中雨事件(见图5)中径流过程为多峰形，前期洪峰滞后于雨峰且涨水较缓，后期洪峰雨峰同步且涨水迅速，退水过程均缓于涨水过程。

图5 研究区2019年9月8—10日中雨事件

本次降雨事件持续时间长，降雨历时久，对雨水环境稳定同位素的检测结果发现了明显的随降雨历时逐渐减小并逐渐趋于稳定的态势。众多学者对这种降雨水同位素的“雨量效应”进行了研究与讨论。一方面，在持续降雨过程中，δ2H偏高的水分子因较重，会优先从云团中脱离行程降雨，使得云团中的水逐渐贫化。另一方面，较长历时的降雨过程中，降雨云团得到了新的水汽来源，使得云团中的稳定同位素发生富集与贫化。

与多峰形的流量过程线不同，径流中δ2H随时间变化为单峰形分布，这说明降雨-径流过程中的径流过程线与河道径流来源组成变化是存在本质的区别的。这一现象与降雨输入组分中2H不断贫化密不可分。河道径流δ2H并没有随径流量上升而上升，随着降雨的不断输入反而持续下降，这反映出此时径流的主要贡献水源可能是降雨，大量贫化水分子的输入降低了径流整体的δ2H。

大雨事件(见图6)下径流过程线呈单峰形，洪峰和雨峰较为统一，径流过程线呈现对称分布特征。然而，径流中δ2H随时间分布情况与径流过程线变化相反，呈现“倒影镜像”的关系，这是由于本次雨水中δ2H低于河道径流中δ2H。

图6 研究区2019年8月26日大雨事件

2.2 不同降雨-径流事件下的二端元水文过程分割

小雨、中雨、大雨事件下径流组分分割结果及各组分流量变化情况分别如图7、图8和图9所示。

图7 研究区2020年8月30日小雨事件径流分割与组分变化情况

图8 研究区2019年9月8—10日中雨事件径流分割与组分变化情况

图9 研究区2019年8月26日大雨事件径流分割与组分变化情况

小雨事件中，总径流量变化情况与事件水径流过程线在洪峰期间基本一致，这说明本次径流的主要贡献来源为事件水。整个降雨-径流事件中事件水对河道径流的贡献率为0.57。

根据河道总径流量、事件水、事件前水径流量的变化情况，将本事件径流过程分为如下三个阶段：

(1)第一阶段为河道径流对降雨迅速响应的涨水阶段，至洪峰时刻结束。事件前水径流量在降雨发生时便迅速升至0.011 m3·h-1 随后与河道总径流过程线重合达到峰值。该阶段降雨一直持续，事件水的贡献率达到98%。

(2)第二阶段为迅速退水期，河道径流量与事件水流量迅速下降，而事件前水流量仍然维持较低水平无显著上升。该阶段降雨虽已停止，但河道径流量的主要组成仍然为事件水，其贡献率为90%。

(3)第三阶段为缓慢退水期，径流过程线在退水阶段存在一定的拖尾现象。事件前水对河道的径流贡献程度持续下降，该阶段其平均贡献率仅为24%。

中雨事件中，事件水对河道总径流贡献率基本呈现双峰性分布，贡献率峰与河道径流的两个主峰及雨峰都有很好的一致性。然而，事件水和事件前水径流量对降雨变化的敏感程度较河道总径流偏低，例如，在9月8日18时开始涨水后，河道总径流呈现“升-降-升-降-升”波动上升的趋势，而事件水与事件前水基本保持持续增长或降低的趋势。对该事件下径流来源组分贡献率分割结果进行统计，发现事件水对河道径流量的贡献率为65% 事件前水为35%。

根据河道总径流量、事件水与事件前水流量变化情况，将本事件降雨-径流过程分为6个阶段：

(1)第一阶段为迅速涨水期。在事件水与事件前水的共同作用下，河道径流量上升趋势更陡直。事件前水对总径流量的贡献率仍为80% 事件前水流量虽在上升但贡献率还较低。

(2)第二阶段为波动涨水期，至事件次高洪峰出现为止。伴随河道总径流量波动上升的趋势，事件前水对其贡献逐渐增大，由32%逐渐增大至78%。与总径流量一同达到阶段最大值。事件前水流量在上阶段达到小高峰后开始缓慢下降，但对径流仍持有40%的贡献程度。

(3)第三阶段为第一次退水期。该阶段事件前水流量过程线与总径流过程线基本保持平行。事件前水并没有在迅速退水的过程中有所回升。由于总径流量的降低，其对河道径流的贡献程度有所提高，但仍低于涨水阶段贡献度。

(4)第四阶段为第二次涨水阶段的初期，该阶段事件水仍然与总径流过程线保持相对一致，对降雨响应及时。事件前水流量在该阶段开始回升至0.003 m3·h-1 其对河道径流的贡献也达到了小高峰(37%)。

(5)第五阶段为第二次涨水的快速增长阶段，事件水以近乎垂直的趋势增长并与总径流过程线再次重合。经过持续的降雨，流域内的地表土层湿润度较高，在高雨强降水下，降水快速转化为河道径流形成洪峰。该阶段事件水对河道径流的贡献程度达到98% 意味着此时河道水几乎全部为事件下的降水。相反，在事件水的快速大量补给下，事件前水流量迅速下降至0 阶段贡献程度仅为2%。

(6)第六阶段为第二次退水阶段。降雨停止后，河道总径流过程线迅速进入退水阶段。事件水流量迅速由0.07 m3/h降至0 相较而言，总径流过程线下降相对缓慢，即存在一定的滞后现象。从径流分割结果来看，该阶段事件前水对河道总径流量的贡献程度从6%上升至100% 河道径流恢复到降雨前水平。

大雨事件中，事件水流量过程线与总径流过程线形状相似，洪峰期间基本重合，表明不论涨水期还是退水期，该事件下洪峰期间主要水源均来自于事件水。整个事件下(大雨开始时至退水结束)事件水对河道径流的贡献程度为78%。

将本事件降雨-径流过程分为4个阶段：

(1)第一阶段是缓慢涨水阶段。总径流量、事件水及事件前水径流量对降雨的响应迅速且同步。该阶段历时较短，期间总流量及其各组分均呈增大趋势，其中以事件前水流量与总径流过程线更为一致，贡献率达到91%。

(2)第二阶段是迅速涨水阶段。随着大雨的持续进行，事件水流量近垂直上升，并与总径流过程线重合，贡献程度也由17%迅速升至100%。

(3)第三阶段是迅速退水阶段。该阶段起始于降雨的停止，河道径流立即进入退水阶段。而事件水流量过程线则与总径流过程线始终重合，整个迅速退水阶段径流组分完全由事件水构成，贡献程度为100%。

(4)第四阶段为缓慢退水期，即总径流过程的拖尾阶段。该阶段前，洪峰的主要流量(贡献组分几乎全部来自于事件水)已基本退去。拖尾期间，径流量的主要贡献组分为事件前水，阶段贡献程度达到75%。

2.3 小流域产流机制分析

流域产流的实质在于降雨在各种因素的共同影响下，在下垫面分布与再分布的过程。受到地区气候、土质与地形、植被覆盖情况、包气带缺水量及达到田间持水量的难易程度等因素的控制，产流基本可分为超渗产流、蓄满产流、地下径流、壤中流等。其中，超渗产流与蓄满产流是自然界中两种最基本、最普遍的产流机制。芮孝芳对二者影响因素上的特征进行了概括：(1)超渗产流机制中事件尺度的产流过程主要受降雨强度和初始土壤含水量的影响，而受降雨量影响较小；(2)蓄满产流机制下事件尺度的产流过程与降雨量、初始土壤含水量有关，而与雨强无关。

根据公式(10)计算得，3场典型降雨事件的有效产流面积由大到小依次为小雨事件、大雨事件和中雨事件，对应的有效产流面积分别是3.76 km2、3.54 km2和2.89 km2。图10分别展示了3场典型事件中，有效产流面积和降雨量、平均雨强以及30 d影响雨量的关系，红色实线代表一元线性回归拟合的结果，饼状图则表示了不同事件下降雨产生的直接径流与基流对总径流的贡献程度。

图10 降雨量、平均雨强、30 d影响雨量与有效产流 面积的线性回归拟合结果

由图发现，降雨产流贡献比随降雨量的增大而增大，与平均雨强和30 d影响雨量不呈线性相关。3场典型降雨-径流事件下，有效产流面积与平均雨强的线性回归拟合的结果最佳，R2达到0.94 其次为30 d影响雨量，R2为0.79。有效产流面积与降雨量的一元线性回归拟合线的R2仅为0.03 可以判断二者相关性极弱。以上说明，本试验下有效产流面积受雨强及土壤初始含水量(30 d影响雨量)的影响，与降雨量无关。根据一元线性拟合方程进行估算，降雨事件的平均雨强每增加1 mm/h 有效产流面积增大0.22 km2 而30 d平均雨量每增加1 mm 有效产流面积增大0.29 km2。根据不同产流机制特征的差异可以判断，本次试验中3场降雨-径流事件下产流机制最有可能是超渗产流。WAGENER同样在研究中发现，干旱半干旱地区地表径流的主要产流机制为超渗产流。

本试验中，小雨事件和大雨事件下径流过程线对降雨的响应比较类似，均呈现对称型单峰形，涨水阶段对降雨的响应极为迅速。同样的，地表径流δ2H(见图4和图6)也在降雨发生后发生了即时响应，这表明降水迅速补充至河水。二端元分割模型结果发现，两事件降雨前期径流以基流(事件前水)为主要组成组分，降雨发生后，降水直接产流对河道径流的补给贡献率迅速上升，洪峰阶段径流的主要组分基本全来自于降雨产生的事件水。超渗产流发生的基本条件是降雨强度超过了土壤入渗能力。虽然中雨事件前期径流δ2H对降雨响应较慢，但后期δ2H在降雨后立即升高的现象也对这一观点提供了支撑。黄土塬区地处我国内陆干旱半干旱地区，黄土层厚达80～100 m 地区蒸发强烈，土层长期处于水分亏缺的状态。因此，降雨产生的入渗量很满足黄土塬区土层水分缺水量 即很难超过包气带的“门槛效应”。

另外，黄土塬区空气阻力对地表土壤入渗能力的影响不容忽视。尤其是在强降雨条件下，非饱和带上层疏松的多孔介质中的孔隙无法及时排除，空气在相对封闭的孔隙中收到雨水带来的压力波，从而产生了影响土壤入渗的阻力。研究证实，在空气阻力存在的情况下，土壤更难达到饱和状态，土壤水分含量和导水系数也很难达到饱和含水量和饱和导水系数，只有当孔隙中的压力达到突破压力时才会将空气排出。这也是黄土塬区产流方式以超渗产流为主的原因之一。

PENNA的研究中将暴雨期间河道径流组分的来源分为降水在河道水域直接补给、河道周边的蓄满区域产流与地下水补给、地下径流。本试验中雨事件下的径流过程与其他两个事件较为不同，主要表现在事件前期，即第一、二阶段。主要差异表现在：(1)径流过程线对降雨的响应相对平缓且存在滞后现象。(2)径流分割结果显示降雨直接产流量过程线上升缓慢，前期径流中基流的组分仍然较大并出现短暂的上升趋势。中雨事件前，流域内的土壤较为干旱，7 d影响雨量仅为0.01 mm 30 d影响雨量在3个事件中也处于最小值。中雨事件初期的雨强在2 mm/h左右，降落在流域中的降雨主要用于弥补土壤表层的水分亏缺。河道周边的易蓄满区域也尚未达到饱和状态，雨水的入渗形成压力波向河道周边的地下径流传递，从而使基流补给贡献率出现短暂上升，这与PENNA的观测相吻合。中雨事件径流过程呈现双峰分布，第一个洪峰中降雨产生的直接径流对总径流的贡献比最大仅达到70% 证实了上述的解释。这说明，中雨事件下产流方式存在蓄满产流。

3 结 论

(1)3场不同降雨情况下的径流对降雨的响应具有如下特征：小雨事件与大雨事件径流过程相似，洪峰为单峰形且和雨峰同步，而中雨事件径流过程为多峰形，前期洪峰滞后于雨峰但后期二峰同步。

(2)小雨和中雨事件下径流水稳定同位素含量呈现先增长后减小变化趋势，而大雨事件呈现先减小后增加的趋势。大雨事件和小雨事件洪峰径流组分几乎全部来自于降雨直接产流，这可能与雨强有关。

(3)3场降雨-径流事件的有效产流面积由大到小依次为小雨事件(3.76 km2)、大雨事件(3.54 km2)和中雨事件(2.89 km2)。有效产流面积和平均雨强、30 d影响雨量呈现正相关关系，但与降雨量的相关性很弱。

(4)本次试验中，事件尺度下小流域超渗产流和蓄满产流都存在，但主要产流机制为超渗产流。

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水利水电技术（中英文）

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