fluxul terestru (sau scurgerea suprafeței) are loc în două cazuri:
1. când intensitatea precipitațiilor care ajung la suprafață depășește capacitatea de infiltrare a solului. Acest proces este cunoscut sub numele de Hortonian overland flow.
2. când combinația dintre intensitatea și durata precipitațiilor (și alergarea din zonele superioare) saturează solul și ridică pânza freatică la suprafață. Acest proces este cunoscut sub numele de saturație overland flow.
studii de caz: Olanda; Belgia; Spania; Kenya; Ghana, Kenya și Mali
a se vedea, de asemenea:
- Chiuvete
- Hortonian și saturație overland flow (infiltrare)
informații tehnice
modulul de eroziune și sedimentare a apei al modelului are două ipoteze fundamentale: 1) energia potențială a fluxului de apă de suprafață este forța motrice pentru transportul sedimentelor și 2) diferența dintre intrarea și ieșirea sedimentelor unei celule de rețea este egală cu creșterea netă a stocării (ecuația de continuitate pentru mișcarea sedimentelor) (Schoorl și colab., 2000). Descrierea procesului este derivată din lucrările timpurii ale lui Kirkby (Kirkby, 1971) și Foster și Meyer (Foster și Meyer, 1972a; Foster și Meyer, 1972b), care folosesc formule 2D pentru a calcula eroziunea și sedimentarea apei. Pentru modelul LAPSUS formulele sunt adaptate pentru a putea simula eroziunea și sedimentarea spațială (3D) a apei (Schoorl și colab., 2000). Formulele discutate mai jos se bazează pe formulele 2D ale lui Kirkby și Foster și Meyer și cu unitățile însoțitoare (Foster și Meyer, 1972a; Foster și Meyer, 1972b; Kirkby, 1971).
după calcularea descărcării Q, capacitatea de transport a sedimentelor C (timpul m2-1)în celula de rețea poate fi calculată în funcție de descărcare și panta următoare:
(1.1) C = XQ * Qm * Xqqn
prin care XQQ este gradientul pantei (xqqq/xqqqx) (-) și m (-) și n (-) sunt constante care indică sistemul studiat: m = 0 și n = 1 sugerează fluaj de sol, în timp ce m = n = 3 sugerează râuri mari (Kirkby, 1971). Nu pot fi date limite stricte, deoarece efectul m și n depinde de interacțiunile cu alți parametri ai modelului. Pentru corectarea unităților se utilizează variabila Dummy-inkt.
rata de transport a sedimentelor S (timpul m2-1) se calculează urmând ecuația de continuitate integrată pentru mișcarea sedimentelor (Eq. 1.2 și 1.3). Compoziția termenului de e-putere utilizat în formulă depinde de echilibrul dintre rata de transport a sedimentelor deja în transportul S0 (timpul m2-1) (fluxurile de sedimente primite ale tuturor vecinilor superiori din celula de rețea) și capacitatea de transport a sedimentelor C: dacă rezultă eroziunea S0 < C, în timp ce atunci când rezultă sedimentarea S0 > C. Când celula de rețea este erodată, se folosește următoarea formulă pentru rata de transport a sedimentelor S:
(1.2) S = C + (S0 – C)·e-dx·D/C
când sedimentele sunt depozitate în celula de rețea se folosește următoarea formulă pentru rata de transport a sedimentelor S:
(1.3) S = C + (S0 – C)·e-dx·T/C
prin care rata de transport a sedimentelor s peste dimensiunea celulei de rețea dx (m) se calculează prin compararea capacității de transport a sedimentelor C cu rata de transport a sedimentelor deja în transportul S0 (m2 Timp-1) minus capacitatea de transport a sedimentelor C, redusă cu o putere e rezultată din dimensiunea celulei de rețea, capacitatea de detașare D sau capacitatea de decontare T și capacitatea de transport a sedimentelor C.
capacitatea de detasare D (timpul m-1), reprezentand cat de usor se erodeaza sedimentul suprafetei, se calculeaza in functie de descarcare si panta urmand:
(1.4) D = Kes·Q·
în care Kes (m-1) este un factor de suprafață nodular care indică erodabilitatea suprafeței. Capacitatea de decontare T (timpul m-1), reprezentând cât de ușor se depune sedimentul la suprafață, se calculează după cum urmează:
(1.5) D = Pes·Q·
în care Pes (m-1) este un factor de suprafață care indică caracteristici de sedimentare nodulară.
prin compararea ratei de transport a sedimentelor s a celulei de rețea cu sedimentul deja în transport S0, modificarea ratei de transport a sedimentelor dS și, prin urmare, eroziunea sau sedimentarea, poate fi calculată după cum urmează:
(1.6) dS = S – S0
dS poate fi recalculat la eroziune sau sedimentare în metru împărțind-o la lungimea grilei dx (m) și înmulțind-o cu pasul de timp (timp). Valoarea rezultată este utilizată pentru a corecta modelul digital de elevație și harta adâncimii solului pentru următoarea etapă de timp.
comparația puterii e determină cât din diferența dintre capacitatea de transport C și rata de transport a sedimentului S poate fi „satisfăcută” în celula de rețea. În funcție de valorile variabilelor implicate, rezultatul puterii e variază între 0 și 1. În situații extreme când DX și D / T combinate sunt mult mai mari decât C, puterea e se apropie de zero și rata de transport a sedimentului S este egală cu capacitatea de transport a sedimentelor C. Apoi se atinge eroziunea sau sedimentarea maximă. Cu toate acestea, în cealaltă extremă, când DX și D/T combinate sunt mult mai mici decât C, puterea e se apropie de 1 și rata de transport a sedimentelor S este egală cu rata de transport a sedimentelor deja în transportul S0 și nu apare eroziune sau depunere. În situații mai puțin extreme, modelul poate simula rata de transport a sedimentelor s apropiată de capacitatea de transport C. În cazul în care S0 > C se transportă mai mult sediment decât ar fi permis pe baza celulelor de rețea de mai sus și se depune mai puțin decât sedimentul maxim. Prin urmare, E-power are ca rezultat fluxuri sub-concentrate și super-concentrate în model, netezind eroziunea și depunerea pe pantă. Evident, rezultatul comparației e-power este foarte influent pentru eroziune și sedimentare. Comparând Eq. 1.1 și 1.4 / 1.5 Este clar că descărcarea și panta sunt implicate atât în capacitatea de transport C, cât și în calculele capacității de detașare D sau a capacității de decontare T. Aceasta înseamnă că într-o situație în care m = n = 1, termenul din e-power se reduce la dx ·Kes sau dx ·Pes. Deoarece dimensiunea celulei grilei este o valoare constantă, erodabilitatea Kes și sedimentabilitatea Pes sunt cele mai importante variabile într-o situație cu valori m și n scăzute. Când m și n sunt mai mari, efectul capacității de transport C asupra termenului de putere e crește. Rezultatul termenului de e-putere este în această situație mai greu de prezis.