坡面径流阻力计算模式对比研究

坡面流是污染物迁移、土壤侵蚀、泥沙输移的主要动力因素，阻力系数是影响坡面流模拟的重要参数。为比较三种阻力计算模式（阻力系数为常数、以淹没度为变量的Lawrence模型和阻力分割模型）在裸坡、砾石覆盖坡面、植被覆盖坡面三种常见坡面上的适用程度，本文建立了坡面降雨径流模型，对不同类型坡面的产流进行了模拟。坡面径流模型采用扩散波模型，坡面降雨入渗模型采用考虑坡度影响的Green-Ampt模型，当存在植被时，考虑冠层降雨截留损失。结果表明：在裸坡上，三种阻力计算模式均适用；而在有砾石覆盖和植被覆盖的坡面上，考虑阻力系数时空变化的阻力分割模型模拟精度最高。阻力系数对坡面径流流量的影响在坡面汇流的涨水与退水阶段较大，而在稳定阶段很小。对有植被覆盖坡面，降雨强度存在阈值，大于阈值时，不同阻力模式对坡面流模拟结果影响甚微；反之，需选择合适的阻力计算模式，且坡长越长，坡度越缓，降雨强度阈值越大。