土壤渗透系数各向异性对我国西南山区小流域产汇流过程的影响研究

摘要

土壤渗透系数各向异性在自然界中广泛存在,但当前大多数研究中没有考虑其对产汇流过程的影响。选取四川省都江堰市的山区小流域碱坪沟为研究区域,利用基于物理概念的模型(InHM)模拟了考虑土壤渗透系数各向异性条件下的降雨径流过程。研究结果表明,土壤渗透系数各向异性对流域产汇流过程有着显著影响。随着各向异性比(Kr)的增加,洪峰流量明显提高,当Kr为10时,峰值流量比基础工况(各向同性)下高出约70%;此外,较大Kr值工况下,峰现时刻也相对提前。这些影响可以归因于较大的Kr增大了坡面和河道中的流速,使更多的土壤水分在坡面出渗,并补充到河道中。由此可见,土壤渗透系数各向异性的特性不能被忽略,水文模拟过程中合理考虑各向异性能够提高降雨径流模拟的精确度,对于山洪预警预报等工程实践具有重要的应用价值。