多向汇水作用下松散堆积体入渗湿润锋深度预测模型OA

针对沟道型松散堆积体在降雨过程中同时受垂直入渗与侧向汇水的共同作用,进而显著影响其稳定性和破坏模式的问题,在经典Green-Ampt(简称GA)模型的理论框架基础上,引入侧向汇水影响系数和坡面径流系数,建立了多向汇水作用下松散堆积体入渗湿润锋深度预测模型(multi-directional catchment Green-Ampt,简称MCGA)。为验证所提模型的可靠性与适用性,设计并开展多因素耦合作用下的松散堆积体边坡多向汇水入渗物理模型试验,系统模拟了不同入渗历时、垂直降雨强度、侧向汇水角度及流量等条件下的入渗过程,并通过数据采集系统和观测系统实时监测了湿润锋的运移路径与深度动态变化情况,将所提模型与经典GA模型的计算结果和试验实测数据进行对比分析。结果表明:相较于未考虑多向汇水作用的GA模型,MCGA模型在多种工况下的湿润锋深度预测值与试验实测值具有更高的吻合度,其平均绝对百分比误差MAPE(mean absolute percentage error)均低于10%,预测精度显著提升。参数分析表明,该模型适用于侧向汇水角度介于15°~60°之间,且侧向汇水强度不超过垂直降雨强度的入渗情况。研究成果为深入理解松散堆积体在多向汇水作用下的非饱和入渗规律、失稳破坏机制及灾害风险评估提供一定的理论参考。