地球科學 · 海洋 · 氣候 · 水循環 / 原理與探索
水循環與城市化實驗解說
即使相同的降雨，水流或流動的路徑會因土壤與路面比例的變化而變化。透過改變降雨強度、不滲透區域、蒸發條件和滲透能力，比較表面徑流與土壤和地下水儲存。觀察雨停後，儲存的水繼續移動。
它是怎麼工作的？
隨著不透水面積的增加，土壤中水滲透的空間減少，同時流入河流的水量增加。即使雨停了，水仍然從水庫中流出。
關鍵關係
P = R + I + E + ΔS
嘗試這個實驗
- 經過4小時的降雨後，我們觀察到排水持續20小時。如果滲透係數小於0.5，則被認為是森林；如果大於0.5，則被認為是城市景觀。請檢視藍色儲存和流量。
- 降雨、蒸發以及土壤保持不變，同時記錄累積徑流、土壤滲透以及森林和城市中的深層滲透。
- 我們在標準森林中，一次改變土壤的滲透能力和蒸發條件。檢查在每個計算步驟中，水平衡的殘差是否接近於 0。
解讀結果的依據
水的平衡中的“I”與表面 → 土壤滲透之間的區別是什麼？
由於土壤和地下水也包含在儲存中，如果將內部滲透增加到外部流出，則會被計算兩次。R 代表流出口的流量，I 代表穿過模型邊界下的水。
模型的範圍與限制
這是一個基於統一水域面積的，對地表、土壤、地下水和河流的集中儲存模型，單位為深度（mm）。土壤體積為 70 mm，並使用虛擬位移係數。R 代表超出水域的河流流量，I 代表超出模型的深層滲透，E 代表蒸發和 transpiration，ΔS 代表這四個水域的總和。地表 → 土壤的滲透，分別記錄為內部流動。我們不預測實際的洪水或洪澇。