The generation of subsurface satura

The generation of subsurface saturation has large implications for hydrological response in a catchment. Although rainfall-runoff responses have been observed worldwide in many catchments, the spatiotemporal patterns of soil-water movement and subsurface saturation processes in hillslopes and catchments are not yet fully understood because of the small number of observations and their limited areal extent. Numerical simulation allows for exploration of the entire subsurface saturation process in a hillslope or basin. In this study, as a virtual experiment we used a three-dimensional Richards' equation and detailed observational data of topography and soil depth to examine the dynamics of subsurface saturated-zone generation in steep hillslopes in a catchment during a storm event. Such a simulation approach had not been previously applied for a catchment-scale area. In order to identify the effects of topographic factors on saturation development, we excluded the influence of the heterogeneity of hydraulic properties and used three generalized hydraulic parameter sets that were previously proposed for environments similar to our site.The resulting waveforms of discharges in the three simulations were quite different and unexpected, which was predominately attributed to the combination of soil and bedrock hydraulic conductivity characteristics. However, common appearances in spatial and temporal variations in the generations of saturated zones were found in the three simulations. Subsurface saturation predominately developed at the soil-bedrock interface where saturated zones were generated fragmentarily and locally at first and then connected to flow downslope, flowing from the upper or middle slope areas to the lower slope area. The fragmentary development of saturated zones in the early stage during the storm event was controlled by soil depth; subsequently, the lateral transfer of saturation was controlled by the topographic wetness index at the soil-bedrock interface, showing an "upper-lower" and "fragment-integration" process. We suggest that it is preferable to define the variable source area by soil depth and the topographic wetness index at the soil-bedrock interface than by the distance to the valley bottom, as in the traditional variable source area concept. © 2013 Elsevier B.V.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การสร้างความเข้ม subsurface มีผลขนาดใหญ่สำหรับการตอบสนองด้านชลศาสตร์ในลุ่มน้ำที่ แม้ว่าจะมีปริมาณน้ำฝนที่ไหลบ่าตอบ ได้พบทั่วโลกในหลาย catchments รูปแบบ spatiotemporal เคลื่อนไหวดินน้ำและกระบวนการความเข้ม subsurface ใน hillslopes และ catchments จะไม่ได้เต็มเข้าใจเนื่องจากหมายเลขขนาดเล็กของการสังเกตและการจำกัดขอบเขต areal จำลองให้สำรวจการ subsurface เข้มทั้งใน hillslope หรืออ่าง ในการศึกษานี้ เป็นการทดลองเสมือน เราใช้สมการของริชาร์ดสามมิติและข้อมูลเชิงสังเกตการณ์รายละเอียดของภูมิประเทศและดินลึกการตรวจสอบของ subsurface โซนอิ่มตัวสร้าง hillslopes ชันในลุ่มน้ำระหว่างเหตุการณ์พายุ เช่นวิธีการจำลองแบบได้ไม่ถูกก่อนหน้านี้ไปใช้ในพื้นที่ลุ่มน้ำขนาด เพื่อระบุผลกระทบของปัจจัย topographic พัฒนาเข้ม เราไม่รวมอิทธิพลของ heterogeneity คุณสมบัติไฮดรอลิก และสามใช้ตั้งค่าทั่วไปชุดพารามิเตอร์ไฮดรอลิกที่ได้เสนอไว้ก่อนหน้านี้สำหรับสภาพแวดล้อมคล้ายกับเว็บไซต์ของเราWaveforms ผลลัพธ์ของการปล่อยในแบบจำลองสามได้ค่อนข้างแตกต่างกัน และไม่คาด คิด ซึ่งเป็น predominately ที่เกิดจากการรวมกันของลักษณะไฮดรอลิกนำดินและหิน อย่างไรก็ตาม นัดทั่วไปในรูปแบบชั่วคราว และพื้นที่ในรุ่นของโซนที่อิ่มตัวพบในแบบจำลอง 3 Predominately เข้ม subsurface พัฒนาที่ดินหินอินเทอร์เฟซที่โซนอิ่มตัวสร้าง fragmentarily และเครื่องแรก และจากนั้น เชื่อมต่อกับ downslope ไหล ไหลจากพื้นที่ลาดชันด้านบน หรือกลางพื้นที่ลาดต่ำ Fragmentary พัฒนาโซนที่อิ่มตัวในระยะแรก ๆ ในระหว่างเหตุการณ์พายุถูกควบคุม โดยความลึกของดิน ในเวลาต่อมา โอนย้ายความเข้มด้านข้างถูกควบคุม โดยดัชนี topographic wetness ที่อินเตอร์เฟซ ดินหินแสดงกระบวนการ "บนล่าง" และ "ส่วนรวม" เราขอแนะนำว่า เป็นกว่ากำหนดตั้งต้นตัวแปรตามความลึกของดินและดัชนี topographic wetness ที่อินเตอร์เฟซดินหินกว่าด้วยระยะห่างที่ด้านล่างของหุบเขา ในแนวคิดตั้งตัวแปรแหล่งดั้งเดิม © 2013 Elsevier b.v

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

รุ่นของความอิ่มตัวของดินมีผลกระทบขนาดใหญ่สำหรับการตอบสนองทางอุทกวิทยาในการเก็บกักน้ำ แม้ว่าการตอบสนองของปริมาณน้ำฝนที่ไหลบ่า-ได้รับการปฏิบัติทั่วโลกในลุ่มน้ำหลายรูปแบบของการเคลื่อนไหว Spatiotemporal ดินน้ำและกระบวนการความอิ่มตัวของดินในลุ่มน้ำ hillslopes และยังไม่เข้าใจอย่างเต็มที่เนื่องจากมีจำนวนเล็ก ๆ ของการสังเกตและการแสดงความคิดเห็นของพวกเขาขนหัวลุก จำกัด การจำลองเชิงตัวเลขช่วยให้สำหรับการสำรวจของกระบวนการความอิ่มตัวของดินทั้งใน hillslope หรืออ่าง ในการศึกษานี้เป็นเสมือนการทดลองเราใช้สมการริชาร์ดสามมิติและข้อมูลเชิงรายละเอียดของภูมิประเทศและความลึกของดินในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของดินอิ่มตัวรุ่นโซนใน hillslopes สูงชันในการเก็บกักน้ำในช่วงเหตุการณ์พายุ วิธีการดังกล่าวจำลองไม่ได้ถูกนำมาใช้ก่อนหน้านี้สำหรับพื้นที่ขนาด เพื่อระบุถึงผลกระทบของปัจจัยทางภูมิประเทศในการพัฒนาความอิ่มตัวของเราได้รับการยกเว้นอิทธิพลของความหลากหลายของคุณสมบัติไฮโดรลิกและใช้สามพารามิเตอร์ทั่วไปชุดไฮโดรลิกที่ได้รับการเสนอก่อนหน้านี้สำหรับสภาพแวดล้อมที่คล้ายกับ site.The ของเราส่งผลให้คลื่นของการปล่อยในสามแบบจำลอง ค่อนข้างแตกต่างกันและที่ไม่คาดคิดซึ่งถูกนำมาประกอบเป็นส่วนใหญ่ในการรวมกันของดินและหินลักษณะการนำไฮโดรลิค แต่การปรากฏตัวร่วมกันในรูปแบบเชิงพื้นที่และเวลาในรุ่นของโซนอิ่มตัวที่พบในสามแบบจำลอง ความอิ่มตัวของดินที่มีอำนาจเหนือกว่าการพัฒนาอินเตอร์เฟซดินหินที่โซนอิ่มตัวถูกสร้างขึ้น fragmentarily และในประเทศที่แรกและจากนั้นเชื่อมต่อกับเจสซิกาไหลไหลจากพื้นที่ลาดบนหรือกลางไปยังพื้นที่ลาดต่ำ การพัฒนาขาดวิ่นของโซนอิ่มตัวในระยะแรกในช่วงเหตุการณ์พายุถูกควบคุมโดยความลึกของดิน ต่อมาโอนด้านข้างของความอิ่มตัวถูกควบคุมโดยดัชนีความชื้นแฉะภูมิประเทศที่อินเตอร์เฟซดินหินแสดง "บนล่าง" และ "ส่วนการรวม" กระบวนการ เราขอแนะนำให้เป็นที่นิยมในการกำหนดพื้นที่แหล่งตัวแปรโดยความลึกของดินและดัชนีความชื้นแฉะภูมิประเทศที่อินเตอร์เฟซดินหินกว่าโดยระยะทางที่ด้านล่างหุบเขาที่เป็นแนวคิดในพื้นที่แหล่งตัวแปรแบบดั้งเดิม © 2013 เอลส์ BV

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

รุ่นของดินอิ่มตัวมีผลกระทบขนาดใหญ่สำหรับการตอบสนองทางอุทกวิทยาในลุ่มน้ำ . ถึงแม้น้ำฝนน้ำท่าการตอบสนองได้พบทั่วโลกใน catchments มากมาย ,รูปแบบ spatiotemporal ของกระบวนการเคลื่อนไหว ดิน น้ำ และดิน อิ่มตัวใน hillslopes และ catchments ไม่ได้เข้าใจอย่างเต็มที่เพราะของจำนวนเล็ก ๆของการสังเกตและขอบเขตของเทคจำกัด การจำลองเชิงตัวเลขของการช่วยให้สำรวจทั้งหมดของกระบวนการใน hillslope หรืออ่าง ในการศึกษานี้เป็นเสมือนการทดลองเราใช้แบบสามมิติ ริชาร์ด ' สมการและข้อมูลรายละเอียดเชิงลึกของภูมิประเทศและดินเพื่อตรวจสอบพลวัตของดินอิ่มตัวรุ่นโซนใน hillslopes ชันในการเก็บกักน้ำในช่วงเหตุการณ์พายุ เช่นการจำลองวิธีการได้รับก่อนหน้านี้ใช้เพื่อการเก็บกักน้ำระดับพื้นที่เพื่อศึกษาอิทธิพลของปัจจัยทางภูมิประเทศ ในการพัฒนาความเข้ม เราไม่รวมอิทธิพลของความหลากหลายของคุณสมบัติทางชลศาสตร์และใช้สามตัวไฮดรอลิกชุดพารามิเตอร์ที่นำเสนอไว้ก่อนหน้านี้สำหรับสภาพแวดล้อมใกล้เคียงกับเว็บไซต์ของเรา ผลการวัดอัตราการไหล ใน 3 แบบ แตกต่างกันมากและไม่คาดคิดซึ่งเป็นส่วนใหญ่เกิดจากการรวมกันของดิน และการเก็บข้อมูลลักษณะ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ปรากฏในพื้นที่และเวลาในการเปลี่ยนแปลงรุ่นของไขมันอิ่มตัวที่พบในโซนสามแบบจำลองทั่วไปดินอิ่มตัวเป็นส่วนใหญ่พัฒนาที่ดินการอินเตอร์เฟซที่ถูกสร้างขึ้น fragmentarily โซนอิ่มตัวในตอนแรก แล้วเชื่อมต่อกับ downslope ไหลไหลจากด้านบน หรือตรงกลางของพื้นที่เพื่อลดความชันของพื้นที่ ที่กระท่อนกระแท่นการพัฒนาโซนอิ่มตัวในช่วงแรกในระหว่างพายุเหตุการณ์ถูกควบคุมโดยความลึกของดิน ; ภายหลังการโอนการควบคุมโดยดัชนีความเปียกของภูมิประเทศที่ดินการอินเตอร์เฟซที่แสดง " บน ล่าง " และ " รวม " ส่วนกระบวนการ เราว่ามันดีกว่า กำหนดพื้นที่แหล่งแปรตามความลึกของดินและภูมิประเทศดัชนีความเปียกที่ดินการติดต่อมากกว่า โดยระยะทางถึงก้นหุบเขาในดั้งเดิมแหล่งตัวแปรพื้นที่แนวความคิด สงวนลิขสิทธิ์ 2555 ลดลงจาก