学术报告报告主题: 分层土壤中变饱和水分流动模拟研究
报 告 人: 张树鹏 副教授
报告时间： 2026年 5月7日（星期四）下午16:00-17:00
报告地点： 腾讯会议 635-100-342
邀 请 人: 包学莲 副教授
欢迎广大师生前往！
数学学院
2026年5月6日
报告摘要：
在耦合地表-地下水模拟中，湿润锋与地下水位的位置是关键变量。当前的陆面模型通常根据压力水头剖面诊断得出这些位置，或采用某种参数化方案进行预测。这两种方法都需要对压力水头在垂向上的变化方式做出假设，而当这些假设不成立时，数值结果可能产生较大误差。本文提出一个可显式追踪湿润锋和地下水位位置的数值框架。现有模拟土壤水分运动的数值求解器通常以含水量、压力水头或二者同时作为预报变量，而本框架在此之外引入两个分别代表湿润锋和地下水位位置的额外预报变量。此外，本研究还探索了两项改进以提升框架的稳定性和效率。第一，提出一种适应非线性水力曲线的新型等效水力传导度公式。该公式无条件稳定，能够在非饱和均质土壤中给出无振荡的Richards方程解。第二，采用隐式-显式混合时间离散方案。该方案在每个时间步先使用隐式格式以提高稳定性和精度，若收敛失败，则改用显式格式替代迭代，以保证质量守恒。基于以上各项改进，该框架有望应用于陆面模式中模拟层状土壤的变饱和流动。
报告人介绍：
张树鹏，中山大学大气科学学院副教授，主要从事陆面水文过程、数据同化、偏微分方程数值解法和并行计算等方面的研究，发展了适用于陆面模式的可变饱和土壤水运动算法，在通用陆面模式中建立了流域单元网格及基于流域单元网格的侧向流，开发了米级分辨率的二维洪水预报模型。