植物截留动态全过程模型研究

近年来极端天气导致洪涝灾害频繁发生,为提高自然生态系统的稳定性,我国制定大面积造林种草的国土绿化规划,利用植物拦截降雨、延迟汇流、削弱洪峰,抑制洪涝灾害。目前存在的植物截留动态过程模型大都基于数据拟合,关注植物截留内在机理的模型较少,且大都没有完整探究植物截留全过程。为阐述树冠特征及降雨特征对植物截留过程的影响,准确刻划植物截留动态全过程,基于水量平衡原理建立模型,模型分为:树冠截留阶段、树干截留阶段、树冠及树干饱和阶段、雨后干燥阶段,完整描述植物累计截留量的动态变化过程,并通过叠加全过程模型曲线的方式解决持续性降雨的植物截留问题。经验证,植物截留动态全过程模型的平均绝对误差处于0.0435~0.0714之间,均方根误差处于0.0753~0.0910之间,对植物截留过程的模拟效果整体较好,具体体现为:①模型与实验的累计截留量变化过程曲线在降雨阶段、饱和阶段及雨后水滴滴落阶段的变化趋势基本一致;②模型与实验的饱和截留量及达到饱和的时间相近,且模型整体呈现降雨强度越大,拟合效果越精确的特点。模型可以较好呈现不同降雨特征及植物特性下的累计截留量变化过程,可以用于植物截留量预测。