地球温暖化により、大気はより多くの水を保持できるようになり、地球規模の水循環が加速します。より暖かい空気は、降雨イベントにより多くの水分を提供し、世界中で規模と頻度が増加する極端な短期間の降雨につながります.
これらの増加する短期間の降雨イベントでは、水が土壌と都市の排水システムに浸透することに加えて、地表を流れる残りの大量の水が、都市部での洪水と浸水災害、および自然界でのさまざまな水文学的および地質学的災害を引き起こします。エリア。短時間で大量の流出物がさまざまな汚染物質や病原菌を運び、さまざまな病気を蔓延させ、社会的パニックを引き起こす可能性があります。したがって、短時間降雨の浸透プロセスを正確にシミュレートすることが重要です。
土壌特性、初期含水量、降雨タイプ、および周辺環境の影響を受けて、自然土壌の浸透プロセスは変動します。たとえば、図 1 で観察された変動浸透プロセスです。多くの浸透モデルが開発されていますが、浸透を適切にシミュレートできるモデルはほとんどまたはまったくありません。その結果、水環境汚染のシミュレーションに大きな不確実性が生じます。
短期間の降雨によって引き起こされる水文学的災害を減らし、非点源汚染プロセスを正確にシミュレートし、水資源と水環境を管理するニーズを満たすために、Yang の研究グループは、短期間の単純な分析浸透モデルを特別に開発しました。降雨、すなわち短期浸透過程モデル (SHIP モデル) [1]。 SHIP モデルは、SHIP (高)、SHIP (中)、SHIP (低) モデルの 3 つのサブモデルで構成され、SHIP (高) および (低) モデルは浸透範囲を構築します。
SHIP（高）モデルは浸潤範囲の上限であり、浸潤変動の「天井」に似ています。 SHIP（低）モデルは浸潤範囲の下限であり、浸潤変動の「床」に似ています。 SHIP (中間) モデルは、浸透プロセスの最適な近似値を提供します。図 1 に示すように、観測された浸透プロセスは、SHIP (高) モデルと SHIP (低) モデルの間で変動し、SHIP モデルによってシミュレートされた浸透範囲は、観測された浸透変動をほぼ完全にカバーしています。
完全な降雨浸透プロセスの場合、土壌には大きな浸透容量があり、降雨の開始時にすべての降雨が土壌に浸透します。流出は、降雨強度が浸透能力よりも大きいときに発生します。ポンディング前からポンディング後への移行時間は、時間圧縮技術によって推定できます。時間圧縮技術を組み合わせることで、SHIP モデルは浸水前から浸水後までの浸透プロセスを完全にシミュレートできます。
SHIPモデルは、我々の実験で短期間の降雨浸透のための堅牢なソリューションを提供しています。ただし、自然および一般的な降雨状況に合わせてさらに開発するには、今後の研究で次の改善を検討する必要があります。第一に、短期間の降雨の時間スケールはまだ議論の余地があり、数学的に定義する必要があります。流域や降水タイプが異なると、短期間の降雨の時間スケールは数時間から数週間までさまざまです。さまざまな浸透モデルをより適切に区別して使用するには、さまざまな時間および空間スケールでより多くの浸透モデルを比較する必要があります。
次に、SHIP モデルは、浸透計算のために水文モデルに結合する必要があります。他の水文学的プロセス、地質学的および生態学的条件、および複雑な人間工学的手段の考慮を組み合わせて、浸透プロセスをより正確にシミュレートするために、SHIP モデルが開発されます。植物の根。 SHIP モデルが開発され、関連する水文学と水環境の問題がすべての人にとって解決されることを願っています。
これらの調査結果は、ジャーナル Journal of Hydrology に最近掲載された、短期間の降雨に対する単純な分析浸透モデルというタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、中国科学院の Kaiwen Wang、Xiaomang Liu、Changming Liu、および北京師範大学の Xiaohua Yang によって実施されました。
参照 :
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