坡度影响下的砒砂岩区裸露坡面水分入渗特征及模拟

作者：吴佩瑶; 秦富仓^*; 董晓宇; 李艳; 孙成

来源：水土保持学报, 2022, 36(02): 64-69.

DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.02.008

• 裸露砒砂岩区
• 坡度
• 土壤质地
• 土壤水分入渗
• 入渗模型

为探究不同坡度(5°,10°,20°,30°)条件下，不同质地砒砂岩土壤(灰白色、混合色、紫红色)的水分入渗特征及最优入渗模型。通过室内模拟土柱法对土壤的水分入渗特征和拟合结果进行对比分析。结果表明：(1)研究区不同坡面土壤容重在1.513～1.737 g/cm3,30°坡面下的灰白色砒砂岩土壤入渗能力较强，5°坡面下的紫红色砒砂岩土壤入渗能力较弱。(2)在砒砂岩土壤一维垂直入渗过程中，初始入渗率为2.000～8.600 cm/min,入渗时间3.500～5.000 min后达到稳定入渗率(0.160～1.800 cm/min)。入渗率、湿润锋运移速率与时间呈幂函数递减关系。坡度的大小、砒砂岩的质地均影响砒砂岩土壤入渗能力，坡度越小、颜色越深，入渗率、累计入渗率越低，湿润锋运移越慢；且初始入渗速率、稳定入渗速率、初始湿润锋运移速率、稳定湿润锋运移速率的值均随着坡面坡度的减小、砒砂岩土壤颜色的加深呈现减小趋势。(3)Kostiakov模型、Philip模型对于砒砂岩区土壤水分入渗结果拟合较好，决定系数均在0.900以上。Kostiakov模型决定系数的平均值0.948拟合效果最优；Philip模型决定系数的平均值0.937拟合效果其次；Horton模型决定系数的平均值0.688拟合效果较差。通过平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、偏差百分比(PBIAS)、纳什效率系数(NSE)验证Kostiakov模型和Philip模型模拟值与实测值的差异性小、两者吻合程度高。

• 单位
  内蒙古农业大学