微地形對太湖流域平原區旱地產流的影響機理研究

《微地形對太湖流域平原區旱地產流的影響機理研究》是依託河海大學，由向小華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：微地形對太湖流域平原區旱地產流的影響機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：向小華
• 依託單位：河海大學

項目摘要

太湖流域平原區地勢平坦，地貌以溝窪等微地形為主，地下水埋深淺，強降雨易導致流域性洪水。針對區內微地形地貌及地下水位波動對產流的影響，本研究以太湖流域平原區典型旱地為研究對象，採用現代觀測技術、水文實驗及水文模擬方法，開展微地形和地下水位波動影響土壤缺水量空間分布、填窪過程以及下滲能力的研究，揭示地勢平坦的濕潤區受地下水位和微地形形態共同影響的產流規律，建立微地形影響下的分散式產流模式，分析地形對產流過程影響的尺度效應。為太湖流域平原區產匯流計算提供科學基礎，也為流域防洪減災、水環境治理等提供科學支撐。

結題摘要

太湖流域平原區地勢平坦，以微地形起伏為主，區域內湖泊水系密布，地下水埋深較淺，受長江上游洪水擠壓及沿海潮水頂托的共同影響導致區域排水不暢，強降雨易時易發生流域性大洪水。針對本區域地形地貌及地下水位變動對區域洪水影響這一問題，以區域內典型平原旱地的產匯流過程作為研究對象，以現代水文學理論及實驗方法為基礎，分析平原區產流過程中填窪、下滲以及蓄水容量時空分布等產流要素與地下水位漲落及微地形地貌的關聯特性。在包氣帶入滲水動力學、坡面漫流水動力學及地下水動力學數值模型的基礎上，建立微地形和地下水位共同影響下的實驗區分散式產流模式；在實驗小區內建立適當的人工河槽，並建立河槽匯流模型，將其與產流模式耦合，建立平原小區產匯流模型。最終將試驗小區所建立的模型在較大範圍內套用，模擬湖流域平原區的產匯流過程。 經過本研究：（1）提出了考慮地下水位波動時的土壤蓄水容量定量表征方法，取代新安江模型中的蓄水容量曲線，能夠確定蓄水容量及土壤缺水量的空間分布，建立了適用於平原區的產流模型，另外也將本蓄水容量模型適當地延伸到凍土區，建立了寒區蓄水容量模型；（2）在研究過程中借鑑現代空氣動力學的先進成果，將一種較高精度和穩定性的數值方法引入到河網匯流模型中，同步發展出了適用於平原區的河槽匯流模型，可套用於大範圍河網水量輸運模擬；（3）針對地下水和地表河槽之間的水量互動穩定，研究了兩者之間的雙向補排機制，開發了地下水和河網水量互動模擬模型，反映平原區地下水位消落對河網洪水的影響。本研究相關的內容發表標註文章六篇（SCI論文一篇，EI論文三篇），發明專利三項（授權兩項，審核中一項），軟體著作權三項。