黑土区坡耕地壤中流水平迁移动力学模型研究

曹程鹏, 张 飞, 段建明

(1.绥化学院 农业与水利工程学院, 黑龙江 绥化 152061; 2.东北农业大学 水利与土木工程学院, 哈尔滨 150030)

我国东北黑土区犁底层普遍存在，导致降雨过程中土壤内部壤中流的产生，壤中流作为径流不可或缺的重要组成部分，对农业生产及生态环境治理有着重要意义。基于不同的假设，国内外学者提出了许多壤中流产生的机理模型，但每种模型都有其应用局限性，不能将已有模型直接应用于实际田间生产活动。Richard模型作为经典非饱和土壤水分运动模拟模型在壤中流的模拟中有所应用[1-3]，但其不能直接求出渗流区的侧向出流量。贮水泄流模型从宏观的水量平衡角度出发，虽然可以直接获得坡面出口断面处侧向出流量[4-5],但其应用局限性较大。动力波模型假设不透水层或准不透水层边界上饱和区域内流线平行于底板，且水力梯度等于基岩坡度[6-7]，该模型早期应用较多。近年来，“双超”模型及其改进模型逐渐应用于土壤壤中流过程的模拟中，由于其模拟参数变动较大，实际模拟效果并不十分理想[8-9]。

黑土区坡耕地犁底层对土壤水分入渗虽然存在阻滞作用，但犁底层中的垂向入渗仍然是土壤内部水分迁移的主要形式，这就造成了前人提出的贮水泄流模型及动力波等模型应用受到限制，能够同时反映犁底层中土壤水分垂直迁移与犁底层上部壤中流水平迁移相互作用的模型更具合理性。为此，本文基于能够……