基于山坡蓄量动力学理论的流域水文模拟尺度效应研究

山坡蓄量动力学理论（Hillslope-storage dynamics）是一种融合地貌特征的山坡水文模拟方法，将其应用于流域尺度水文过程模拟时，此理论仍需完善，且其在解决尺度扩展和参数化问题上的重要意义有待进一步分析验证。为此，推导基于Green-Ampt理论的Richards方程近似解，耦合饱和与非饱和带过程的土壤水模拟模型，导出考虑地貌特征的坡面径流运动波方程，发展提取自然山坡单元的方法，构建描述山坡的几何数学模型，建立基于蓄量动力学理论的流域水文模型。开展室内大型土槽人工降雨实验、野外自然山坡径流观测实验，并结合小流域水文观测数据，进行多尺度的模型验证。通过理论分析和模型尺度扩展，探索解决水文模型尺度与参数化问题的新途径。通过此项研究，进一步认识和理解山坡水动力过程，深入研究山区小流域产汇流机制，建立预测山洪的水文模拟方法，为有效预测小流域山洪灾害提供理论和技术支撑。