Dual‐permeability modeling of preferential flow and snowmelt partitioning in frozen soils
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The infiltrability of frozen soils modulates the partitioning of snowmelt between infiltration and runoff in cold regions. Preferential flow in macropores may enhance infiltration, but flow dynamics in frozen soil are complicated by soil heat transfer processes. We developed a dual‐permeability model that considers the interacting effects of freeze–thaw and preferential flow on infiltration and runoff generation in structured soils. This formulation was incorporated into the fully integrated groundwater–surface water model HydroGeoSphere, to represent water–ice phase change in macropores such that porewater freezing is governed by macropore–matrix heat exchange. Model performance was evaluated against laboratory experiments and synthetic test cases designed to examine the effects of preferential flow on snowmelt partitioning between infiltration, runoff, and drainage. Simulations were able to reproduce experimental observations of rapid infiltration and drainage behavior due to macropores very well, and approximated soil thaw to an acceptable degree. Simulation of measured data highlighted the importance of macropore hydraulic conductivity, as well as macropore–matrix heat and water transfer, on controlling preferential flow dynamics. Test cases replicated a range of snowmelt partitioning behavior commonly observed in frozen soils, including subsurface conditions that produce rapid infiltration and deeper drainage, the contrast between limited vs. unlimited infiltration responses to snowmelt, and the temporal evolution of runoff generation. This study demonstrates the important influence that water freezing along preferential flowpaths can have on infiltrability and runoff characteristics in frozen soils and provides a physically based description of this mechanism that links infiltration behavior to hydraulic and thermal properties of structured soils.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».