基于山区地表空间异质性的产流计算研究

0 引言

山洪灾害的发生与流域产流特性密切相关[1]，科学精准地预测流域径流对于山区洪水预警预报至关重要[2]。联合国政府间气候变化专门委员会第六次评估报告指出：人类活动影响了1960年以来全球水循环，同时对流域下垫面也有着重要影响[3]。在山区流域中，下垫面的变化直接影响了“降雨－产流”过程[3-4]。近年来，突发性降雨引发的山区暴雨洪涝灾害日益严重，威胁着山区居民生命财产安全[5]。为此，研究山区流域的产流规律尤为迫切。

产流是指降雨在经过植被截留、填洼和下渗等损失后形成净雨的过程[6。地表空间异质性，如土地利用类型、植被覆盖、地形起伏和土壤性质等因素，对流域产流过程的影响是水文学研究中的重要议题。这些因素在不同尺度上显著影响水文过程的空间分布和变化，在大尺度上，不同土地利用类型的分布导致流域内产流的空间变异；而在小尺度上，植被和地形的微小变化也会对局部水文过程产生显著影响[7]。基于不同的流域特性和地表条件，目前产流计算模型种类繁多，蓄满、超渗、混合以及蓄满-超渗兼容模型已在水文学和工程领域取得广泛应用[6.8];SWAT模型通过考虑地表异质性，较好地模拟了流域径流过程[9]；TOPMODEL引人地形湿度指数，有效反映了地形对产流的影响[1]。然而受降雨特性和地表空间异质性等影响，山洪易发流域产流过程异常复杂[]，这些模型在考虑地表空间异质性对产流过程的影响方面，仍有待进一步充实。……