邵凡凡，吴军虎，李玉晨

（西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，西安 710048）

溶质从表层土壤进入地表径流的过程非常复杂。雨滴击溅、土壤中的养分浓度以及对流、扩散作用和土壤颗粒吸附均会对这一过程产生影响[1-3]。Ahuja等[4]1981年通过在饱和土层不同深度位置放置一定量的32P，发现表层土壤的溶质进入径流的可能性最高，随着土层深度的增加，进入径流的概率呈指数递减。然后，Ahuja和Lehman[5]在1983年发现，观察到的交换层深度较通过拟合模型和实测数据获得的深度小得多。结合交换层理论和Rose土壤侵蚀模型，Gao等[6]在2003年建立了基于物理过程并考虑雨滴击溅和扩散作用的溶质运移模型；该模型的所有参数均可通过实验测量获得。鉴于黄土高原地区养分流失的特点，王全九等[7]提出了一种新的方法来改进等效对流传质模型。在此基础上，Dong等[8]假设交换层被混合层代替，且交换率被雨滴诱导水分转移率所代替。Yang等[9]结合质量守恒方程和降雨对表层土壤的剥蚀过程，建立了可预测黄土高原地表养分随径流流失的数学模型。但是，这些模型无法描述径流发生之前土壤溶质浓度的变化，并且仅能通过拟合曲线来获得初始土壤溶质浓度。Tong等[10]基于质量守恒方程和水平衡方程建立了一维两层的溶质运移模型。该模型结合了入渗和扩散作用，并由不完全混合参数来描述。基于该模型，Tong等[11]使用集合卡尔曼滤波数据同化方法（EnKF）来校准参数并更新可溶性化学物质从土壤至地表径流的转移过程，并消除了实验观测数据的误差。……