基于的和分布式水文模型的应用比较
不同分布式水文模型在大洋河流域对比运用研究
不同分布式水文模型在大洋河流域对比运用研究胡晓松【摘要】In order to compare the runoff accuracy simulated of different distributed hydrological models in the Dayang river basin,based on hydrological data from 20000 to 2010 of Shalizhai hydrological station of the Dayang river,SWAT model and VIC model were applied separately to simulate the runoff from 2000 to 2010 at the upstream of Shalizhai hydrological station of the Dayang river.The research shows that SWAT model is more suitable than VIC model to simulate the runoff of the Dayang river basin,relative error simulated by SWAT model is less than 8%,the certainty factor is over 0.7, however,the relative error of runoff depth simulated by VIC model is more than 10%,and the certainty factor is less than 0.6.%为对比不同分布式水文模型在大洋河流域的径流模拟精度，基于大洋河沙里寨水文站2000—2010年水文数据，分别运用 SWAT 模型和 VIC 模型，模拟了大洋河沙里寨水文站以上流域2000—2010年径流。
基于水文模型对比建立SWAT模型数据库
基于水文模型对比建立SWAT模型数据库一、引言水资源是一种非常宝贵的资源，对于维护人类社会的发展和生态系统的平衡至关重要。
在不同的气候环境和地理形态下，水资源的利用和管理方法也会存在一定的差异。
建立水文模型数据库是非常必要的。
本文将通过对比分析不同水文模型的优缺点，以及建立SWAT 模型数据库的意义和方法，为水资源的合理利用和管理提供参考。
二、水文模型的类型和对比分析1. 概述水文模型是模拟地表水文过程的数学模型，可以有效地预测和分析水文过程，为水资源管理、水灾预防和水土保持提供技术支持。
常见的水文模型包括VIC模型、SWAT模型、HEC-HMS模型等。
2. VIC模型VIC模型全称Variable Infiltration Capacity，是一种描述陆面水文过程的模型，主要用于模拟土壤水分平衡和陆面径流过程。
VIC模型具有模块化、参数化和高度可配置的特点，可以很好地适应不同地区和气候条件的需求。
但是VIC模型需要大量的观测数据和参数调整，适用性并不是很广泛。
3. SWAT模型SWAT模型全称Soil and Water Assessment Tool，是美国农业部开发的一种集成水文过程和非点源污染模拟的模型。
SWAT模型具有模块化、分布式和概念性的特点，能够模拟不同土地利用和土地管理情景下的水文过程和水质变化。
SWAT模型可以很好地适应不同流域的特点，并且能够较为准确地模拟径流、蒸发和植被生长等过程。
4. HEC-HMS模型HEC-HMS模型全称Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System，是美国军事工程中心开发的一种水文过程模拟模型，主要用于模拟小流域的径流过程。
HEC-HMS模型具有简单易用、计算效率高和对各种洪水事件的适应性强等特点，但是在模拟非点源污染和水质变化方面的表现相对较弱。
5. 对比分析通过对VIC模型、SWAT模型和HEC-HMS模型的对比分析可以发现，不同的水文模型在模拟不同水文过程方面具有各自的优势和劣势。
三种水文模型比较
三种水文模型的比较新安江模型是一个概念性水文模型，新安江水文模型在我国已经应用多年，且效果显著，随着水文学和信息技术的不断发展，萨克拉门托（SAC）模型、TOPMODEL模型也逐渐在我国得到应用。
本文主要从产流机制、适用范围、参数以及汇流过程对三种水文模型进行了对比和总结。
下面结合表格从几方面来具体说明三个模型的相同点和不同点。
从产汇流原理及计算模式来说，新安江模型在每个子流域先进行蒸散发和产流计算，计算出子流域总产流量后通过自由水蓄水库结构进行三水源划分，对已经划分好的三种水源（地表径流、壤中流、地下水径流）分别按照各自的退水规律进行汇流计算（比如采用线性水库），得到子流域出口流量过程，对子流域出口的流量过程进行出口以下的河道汇流计算（比如马斯京根法）得到子流域在全流域出口的流量过程，然后将每块单元流域在全流域出口的流量过程同时刻线性叠加，即得到全流域出口总的流量过程，因此综合来看，是一个总—分—总的计算模式。
SAC模型中流域被划分为透水、不透水及变动不透水面积三部分，透水面积为主体；在透水面积上，根据土壤垂向分布不均土层分为上下两层；根据水分受力特征，上下土层蓄水量分为张力水蓄量和自由水蓄量，自由水可以补充张力水，但张力水不能补充自由水，上下土层通过下渗曲线连接，下渗计算是整个模型的核心。
径流来源于永久不透水面积和可变不透水面积上的直接径流，透水面积和可变不透水面积上的地面径流，透水面积上的壤中流、浅层与深层地下水。
汇流计算分为坡面汇流和河网汇流两部分，计算出的直接径流和地面径流直接进入河网，而壤中流、快速地下水和慢速地下水可用线性水库模拟。
各种水源的总和扣除时段内的水面蒸发4E ，即得河网总入流。
河网汇流一般采用无因次单位线。
总的来看是一个分—总的过程。
新安江模型在每个子流域先进行蒸散发和产流计算，计算出子流域总产流量后通过自由水蓄水库结构进行三水源划分，对已经划分好的三种水源（地表径流、壤中流、地下水径流）分别按照各自的退水规律进行汇流计算（比如采用线性水库），得到子流域出口流量过程，对子流域出口的流量过程进行出口以下的河道汇流计算（比如马斯京根法）得到子流域在全流域出口的流量过程，然后将每块单元流域在全流域出口的流量过程同时刻线性叠加，即得到全流域出口总的流量过程，因此综合来看，是一个总—分—总的计算模式。
基于栅格的分布式超渗产流水文模型构建及比较
摘要 ： 利用具有物理机制的 Ｇｅｎ ｍ ｔ ｒ — ｐ 下渗方法并考虑降雨间歇土壤含水量再分配计算栅格内产 ｅＡ 流； 同时考虑 河道排 水 网络 的水量 交换 ， 用逐栅 格 的 Ｍ ｓｉ ｍ －ｕｇ 采 ｕｋｎ ｎＣ ｎｅ演算 法进 行汇 流 ， 建 了基 ｇ 构 于栅格的分布式超渗产流水文模型（ ｒ —Ａ模型） 同时还 建立了基 于子流域 的 Ｇｅ —ｍ ｔ Ｇｉ Ｇ ｄ ． ｒ ｎＡ ｐ 水文 ｅ 模型、 以及增加超 渗产 流机 制的新 安江模 型 ． 将这 ３个模 型 以及新 安 江模 型应 用 于半 湿润 的沂 河高 里流域， 结果表明， ４个水文模型均能很好地进行水文过程的模拟， 证明所构建的模型结构合理．
近年来 ， 随着地 理信 息 、 遥感 等空 间测量技 术 的迅 速发 展 ， 出现 了一 些 典 型的基 于 ＧＳ和 Ｄ Ｍ 的分布式 Ｉ Ｅ 和半分布式水文模 型＿ ． １ 如李致家等 【 ５３ －在新安江模 型基 础上 ， 出了基于栅 格 的新 安江模 型 ． ８ 提 基于 Ｄ Ｍ 的分 Ｅ
ｄ 将得到的计算次序矩阵倒排序， ． 依次类推 ， 就可得到栅格演算次序矩阵． ｒ ．Ａ模 型将每一个栅格 Ｇ ｄＧ ｉ
收 稿 日期 ： ０９ ０ —６ ２０ — ３ ０
基金项目：国家 自然科学基金（０ ７０７ ； ５４９ １ ）教育部 长江学者和创新团队发展计划（Ｒ ０ １ ）国家博士点基金（０９０４ １０５ ＩＴ７７ ； ２０（ ９ １００ ） １ 作者简介：王莉莉 （９２ ， ， １８ 一）女 北京人 ， 博士研究生 ， 主要从事水 文模型与水文预报研究 ．－ ａ ： ａｇｌ １２ ＠ｓ ａＣＷ Ｅｍ ｉ ｗ ｎｌｉ ０ １ ｉ ． ｌ ｌ ｉ ＿ ｎ Ｏ
第３ ８卷第 ２期
分布式水文模型在流域水资源开发利用中的应用探究
分布式水文模型在流域水资源开发利用中的应用探究纵观我国水资源开发利用和管理研究的基本状况，目前的水资源管理是基于一定水文规律的现状水资源的调控与开发利用的。
在自然和人类活动的双重作用下，水资源循环规律发生了改变，具有物理基础的分布式水文模型将为研究宏观尺度上变化环境下水文循环规律和开发利用流域水资源提供科学有力的工具，开发具有物理基础的分布式水文模型将为我国水资源开发利用和管理提供技术支撑和保障。
标签：分布式水文模型；水资源；水文循环1、国内外分布式水文模型的研究现状及意义1. 1 国内外研究现状具有物理基础的分布式模型的研究与开发经历了几十年的时间。
早期的分布式模型没有考虑全部的水文循环，而仅考虑流域内水的流动和运移的特定阶段。
随着基础研究的开展及计算机技术的快速发展，出现了两个最著名的分布式流域模型，即SHE 模型和IHDM。
由于其对资料要求较高，这两个模型的建立和应用主要限于小尺度的流域。
近年来，分布式模型研发的重要性也为众多国内学者所重视，由于国内分布式水文模型的研究起步相对较晚，更多的研究多集中于引进、改良国外的分布式水文模型。
一方面，这些分布式水文模型的开发多基于不同的目标；另一方面，由于中国的实际条件与国外大不相同，如流域资料缺乏、气候及环境要素的不同等均造成了应用的效率降低。
1. 2 研究意义近些年中国在水文水资源高效管理研究方面取得了众多的成果，为解决水资源配置中存在的诸多问题，然而我国水资源配置研究的重点主要集中在建立符合现代流域水循环过程的“天然- 人工”二元认知模式，建立以水循环为基础的水资源合理配置模式、建立具有统一基础的水资源配置准则和建立水资源配置合理性评价标准和体系等。
根据水资源供需平衡及一定的用水目标，一些科学家从水资源优化配置的角度建立了水资源优化配置管理模型。
值得注意的是，这些模型的建立并没有考虑流域水文循环的物理过程，而从水资源供需、水资源最优化配置出发建立模型并应用于区域水资源的管理中。
设计洪水估算方法的比较研究
设计洪水估算方法的比较研究一、本文概述洪水是一种具有极大破坏力的自然灾害，对人类社会和自然环境造成严重影响。
准确估算设计洪水对于防洪减灾、水资源管理、水利工程建设等领域具有重要意义。
本文旨在对不同的设计洪水估算方法进行比较研究，分析各方法的优缺点，以提高洪水估算的准确性和可靠性。
本文将首先介绍设计洪水估算的基本概念和重要性，阐述洪水估算在防洪减灾、水资源管理等领域的应用。
随后，将详细介绍几种常用的设计洪水估算方法，包括经验公式法、水文比拟法、概率分析法和数值模拟法等。
通过对这些方法的原理、步骤和适用范围进行阐述，为后续的比较研究奠定基础。
在比较研究中，本文将重点分析各方法的优缺点，比较其在不同情况下的适用性和准确性。
通过实例分析和案例研究，验证各方法的实际效果，并提出改进建议。
本文还将探讨不同方法之间的结合与融合，以进一步提高洪水估算的准确性和可靠性。
本文将对设计洪水估算方法的发展趋势进行展望，提出未来研究的方向和建议。
通过本文的研究，旨在为相关领域提供有益的参考和借鉴，推动设计洪水估算方法的不断完善和发展。
二、设计洪水估算的基本方法频率分析法：该方法主要基于历史洪水数据的统计分析。
通过对已知洪水频率和相应洪峰流量的关系进行统计分析，可以推求出未知频率下的设计洪水。
常用的频率曲线有线性矩法、皮尔逊型曲线等。
地区综合法：这种方法适用于缺乏长序列历史洪水资料的地区。
它通过对相似流域的洪水资料进行综合分析，利用流域特征参数（如流域面积、平均坡度等）进行地区性综合，进而估算设计洪水。
暴雨径流法：该方法首先估算出流域可能发生的最大暴雨，然后根据流域的暴雨径流关系推求出设计洪水。
这种方法的关键在于准确估算暴雨特性和暴雨径流关系。
单位线法：单位线法是一种基于流域暴雨径流关系的洪水估算方法。
它通过单位时段（如单位面积、单位时间）的暴雨径流关系，结合流域特性，推求出设计洪水过程线。
水文学比拟法：该方法通过对比和分析具有相似流域特性的已知流域和待估流域的洪水资料，根据两者之间的相似性，推求出待估流域的设计洪水。
集总式水文模型与分布式水文模型的区别
集总式水文模型与分布式水文模型的区别集总式水文模型(Lumped Hydrologic Model),不考虑水文现象或要素空间分布,将整个流域做为一个整体进行研究的水文模型.集总式水文模型中的变量和参数通常采用平均值,使整个流域简化为一个对象来处理.主要用于降水-径流(Rainfall-runoff)模拟.由于参数合变量都取流域平均值,所以不能对某单个位置进行水文过程计算.通常模型参数不能实际测量到,必须通过校准才能获得.分布式水文模型是通过水循环的动力学机制来描述和模拟流域水文过程的数学模型，模型根据水介质移动的物理性质来确定模型参数，利于分析流域下垫面变化后的产汇流变化规律，与概念性模型相比，分布式水文模型以其具有明确物理意义的参数结构和对空间分异性的全面反映，可以更加准确详尽的描述和反映流域内真实的水文过程。
全面考虑降雨和下垫面空间不均匀性的模型, 能够充分反映流域内降雨和下垫面要素空间变化对洪水形成的影响。
模型能全面地利用降雨的空间分布信息；模型参数的空间分布能够反映下垫面自然条件的空间变化；模型的输出具有空间不均匀性, 如蒸散发、土壤水分、径流深等[1]。
分布式流域水文模型的主要思路是：将流域划分成若干网格,对每个网格分别输入不同的降雨,根据各网格内植被、土壤和高程等情势, 对每个网格采用不同的产流计算参数分别计算产流量；通过比较相邻网格的高程确定各网格的流向, 根据各网格的坡度、糙率和土壤等情况确定参数, 将其径流演算到流域出口断面得到流域出口断面的径流过程。
模型的参数由地形、地貌数据结合实测历史洪水资料率定得到。
分布式流域水文模型的研究和应用, 需要雷达测雨、遥感、地理信息系统、数值计算和计算机等技术的支撑: 雷达测雨技术能观测到流域内各网格的降雨量；遥感技术是获得地形、地貌等数据的有效途径之一；有效地使用和管理地形、地貌数据, 并根据空间与数据属性生成更多的有用信息离不开地理信息系统；对流域产汇流计算的偏微分方程求解需要数值计算法,同时实现这些计算离不开高性能的计算机。
基于物理基础的分布式水文模型应用研究
Ｃ ＨＡ Ｏ Ｌ ｉ ｊ ｕ ｎ ， Ｌ Ｉ Ｚ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ， Ｌ Ｉ Ｑ ｉ ａ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ Ｈ Ｅ Ｎ Ｊ ｉ ｅ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ， Ｈｏ ｈ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ８ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ａ ｐ ｐ ｈ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｍｉ － ａ ｉｄ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｍｉ － ｈ ｕ ｍｉ ｄ ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ－ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｉ ｓ ａ ｐ ｐ ｈ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ａ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｂ ｏ ｔ ｈ ｉ ｎ
关 键 词 ：径 流模 拟 ；分 布 式 水 文 模 型 ：Ｃ Ａ Ｓ Ｃ ２ Ｄ：半 干 旱 半 湿 润 地 区
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ － Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
流 域 的 合理 性 与适 用 性 ，采 用 基 于 连 续 栅 格 单 元 演 算 的分 布 式 水 文 模 型 Ｃ Ａ Ｓ Ｃ ２ Ｄ， 对 县 北 沟 流域 １ ９ ８ ３年 一 ２ ０ ０ ７年 ８
场洪水和栾川 流域 １ ９ ６ １年 ～ １ ９ ９ ８年 ８场 洪水 进 行 了径 流模 拟 。对 模 拟 精 度 、特 征 值 等 方 面 进 行 的 比 较 分 析 结 果 表 明 ．模 型在 县 北 沟 流 域 和 栾 川 流 域 均取 得 较 好 的 模 拟 效 果 ，且 县 北 沟 流 域 的模 拟 效 果 比栾 川 流域 好 ；模 型 适 用 于 中 小 尺度 的半 干 旱 半 湿 润 流 域 ，在 超 渗 产 流 与 混 合 产 流 流 域 均 能 取得 较 高 的精 度 。
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分布变化大 因此很有可能出现临近站降雨变化很大 而且该流域相邻雨量站间距离往往超过
因
而可以说资料误差是引起模型应用误差的一个很重要的原因 从表 可以看出 检验洪水用的洪水
都较小 时间上 采用新安江模型编制的洪水预报系统在
年汛前就投入使用
年 月份之后
的 次洪水是实时预报的结果 对于新安江模型应该是检验
而且都是模拟结果偏大 对于大洪水 个模型的径流深误差都是有偏的 而且也都是模拟结果偏大 对
于中小洪水 个模型的径流深误差基本是无偏的 均值略微偏大
从洪峰来看 对于特大洪水
模型和改进新安江模型的洪峰误差基本上是无偏的 而改进
模型的洪峰偏小
对于大洪水
模型和改进
模型的洪峰偏小 而改进的新安江模型的洪峰偏大
留 是一个参数
土壤水流计算 水流在土壤中的运动包括土壤非饱和层重力排水 土壤饱和层出流和饱和坡面
流 非饱和层重力排水由式 计算 即
式中 为时间参数 式 的单位是 ? 时段长
土壤饱和层出流 即基流 由式 计算 即
?
当土壤饱和时 即
时 会产生饱和坡面流
式 式 的单位均为 ? 时段长
汇流计算 由 法计算出栅格流向 生成河网 并建立栅
表 个模型次洪模拟结果特征值统计
洪峰相对误差
径流深相对误差
峰现时差?
效率系数
率 定 期
绝对值平均 检 验 期
绝对值平均
注 值指其绝对值的均值
基于子流域的
基于子流域的新安江模型 洪峰相对误差 径流深相对误差和峰现时差的均
选取 次洪水 其中 次用来率定模型的参数 次用来检验 表 列出了 个模型对卢氏站时
文模型已成为当今水文科学研究的热点 难点和重点之一
和
提出的
模型和
赵人俊 提出的新安江模型是两个有代表性的模型 这两个模型自从提出以来就得到了广泛地应用和
改进
作者曾在
产流机制基础上提出了一个基于 栅格和地形的分布式物理模型
模型 本文将
模型和新安江模型与 结合和改进 建立了另外两个
分布式水文模型 最后将 个模型同时应用于黄河支流的洛河流域进行比较 以探讨模型的可靠性并
对于中小洪水 个模型的洪峰都偏大 从峰现时间来看 对于特大和大洪水 个模型的峰现时间
误差基本上无偏且很小 对于小洪水 个模型的峰现时间都有点提前 从过程拟合来看 个模型
都是对大洪水的模拟效率系数高 模拟效果好 对特大洪水 中小洪水的模拟效率系数略低 模拟效果略
差 资料误差 例如 对于第 次洪水 即
式中
是单元栅格 上 时段的实测器皿蒸发量
是单元栅格 上 时段的植被及根系截
留层缺水量
是单元栅格 上的植被及根系截留层最大截流量 是一个参数
式中
是单元栅格 上 时段的土壤非饱和层蓄水量 不包括植物截留部分 在降水满足植物的
最大截留之后 降水再补充土壤层
是单元栅格 上 时段的土壤非饱和层缺水量 包括植物截
格演算次序矩阵 采用
水流演算法将水流逐栅格演算
如图 所示
栅格水流都流入 出流量为
由
法 式 演算到 得
则 出流量
为
之及自身产流量 之和 式
图 基于网格的
其中
洪水演算法
基于子流域的
模型和基于子流域的新安江模型
模型结构 将
模型和新安江
模型与 结合 构建了两个分布式水文模
型 将流域划分成子流域 分别采用
模型 和 新 安 江 模 型 进 行 子 流 域 的 平 均
汇流带平均地形指数的关系如下式
收稿日期
基金项目 国家自然科学基金资助项目
作者简介 李致家
男 山西运城人 教授 主要从事水文预报研究
图 单元汇流带示意
图
栅格垂向分层及水分运动概化
式中 是单元栅格 上的土壤缺水量 是单元汇流带的平均土壤缺水量
是单元栅格 的地
形指数
即单元汇流带平均地形指数 是土壤孔隙有关的参数 是单元栅格
结果表明在该研究流域上 个模型都能很好地进行水文过程模拟 其中基于 栅格的
模型可取得
更好的效果
关键词
模型 新安江模型 分布式水文模型
黄河
中图分类号
文献标识码
自 世纪后半叶 许多水文模型被提出并应用于实际
随着地理信息 遥感等空间测量技术
的迅速发展 水文模型与其结合日益紧密 利用地理信息和遥感技术考虑流域空间变异性的分布式水
对模型进行改进
模型
定义单元汇流带 即汇向同一段河道的栅格组成的汇流区域 单元汇流带内只有一条河道 如图
所示 将流域划分成栅格 图中流域有 条河道 因此可以划分成 个单元汇流带 模型以
为
基础提取水系 划分子流域 建立栅格的拓扑关系 通过单元汇流带建立栅格间土壤缺水量之间的关系
进行单个栅格产流计算 再以流向为基础生成河网 采用
饱和水力传导率与其消减系数的比值 作为参数 假设 关系
同栅格内土壤中黏土 沙土和壤土含量满足
式中 沙
黏 和壤
土 黏土和壤土中的取值
沙
沙
黏
黏
壤
壤
指单元栅格 内土柱中沙土 黏土和壤土的含量 沙
和指
黏
壤
在沙
植被及根系截留计算 利用遥感图象 可以得到每个栅格上的土壤覆盖类型 并将土壤覆盖类
型分类合并为四类 树林 灌木 草地 含作物地 和不透水地 认为同类土地覆盖参数
消峰作用 如
次洪水 个模型的模拟结果都在主峰后出现一个明显的较小洪峰 而实测流
量过程没有这个明显的小洪峰 出现这种结果有可能就是农田灌溉和水利工程蓄水造成的 因此 对
于分布式的水文模型 如果有流域的前期遥感资料和水文资料 可以确定流域上前期的蓄水状态 以提
高模拟的精度 模型结构 不管多么复杂的水文模型或水力学模型 都是实际水文流域的概化 既
植被及根Βιβλιοθήκη 系最大截留量 取值相同 在单元栅格 上 时段的降水量 扣除截留
得净雨
植物截留
是一个变量 计算中降雨首先满足植物截留
蒸散发计算 在
模型中 蒸散发计算在垂向上分为两层 植被及根系截留层蒸散
发和土壤非饱和层蒸散发 蒸散发先发生在植被及根系截留层 当植被及根系截留层的水分蒸发完毕
后 土壤非饱和带将会受到蒸散发损失 计算分别采用式 和式
间步长为 的各次洪水计算结果特征值 从表 可以看出 个模型的精度基本一致 从统计结果可
见
模型在洪峰误差控制 径流深误差控制和过程拟合程度等方面上都比基于子流域的
模型表现好 这说明
较
有所改进 这也证明了
理论
的正确性和可靠性 尽管基于子流域的新安江模型在洪峰误差控制和径流深误差控制上略好于
模型 但是在峰现时差控制和过程线拟合程度上
模型比新安江模型表现好
这也从一 定 程 度 上 反 映 出 了完 全 分 布 式 水 文 模型 应 有 的 优 势 只 要 进 一 步 完 善 产 流 计 算 方 法
模型会有更好的表现
如果按照洪峰流量对洪水进行划分 确定洪峰大于
的洪水为特大洪水
的洪水为大洪水 小于
的洪水为中小洪水 这样就有 次特大洪水 次大洪水 次中小洪
个原因 其一是对于北方地区 植被较差 耕作土壤层较薄 一般形成洪水和特大洪水的是雷暴雨 雨强
很大 表层土壤受雨水的冲击很容易板结 阻碍了进一步下渗 其二是在本次研究中 计算时段 取
实际上当充分供水时 在 就可以达到稳定入渗 国外研究说明 对于单点产流总是超渗产流
的机制 但对于流域来讲 由于水流的流动使得水分重新分布 则是以蓄满产流为主
法将栅格的水流按栅格依次汇合
直至出口断面栅格 得到流域总出流过程
产流计算
模型的每个栅格在垂直方向上分为四层 图 植被及根系截留层 土壤
非饱和层 土壤饱和层和基岩 水分只在上三层运动 将单元汇流带内的栅格通过土壤缺水量建立联
系 借鉴了
模型的部分产流理论 在栅格上进行产流计算
单元汇流带内单元栅格上的土壤缺水量 单元汇流带的平均土壤缺水量 单元栅格地形指数和单元
次洪水 洛南 官坡 古城等雨量站缺少雨量资
料 而采用临近站代替 结果 个模型的模拟过程的第 个洪峰出现时间都偏后近
还有第 次洪
水即
次洪水 柏峪寺 古城 前刘家岭 张家凹等雨量站都缺少雨量资料 而采用临近雨量
站资料代替 从模型应用结果统计来看 个模型的模拟结果都出现了模拟洪峰值偏小 模拟径流深偏
大 模拟效率系数不高的问题 在该流域水文气象特征介绍和暴雨分析中 已经提到在该流域降雨空间
结论和讨论
本文提出了
模型 并且与新安江模型和
一起应用到半湿润的洛河流域 取
得了较好的计算结果 但也存在一定的问题 需要进一步的研究 人类活动与水利工程的影响 在
洛河流域上 存在大量农田和部分小型水利工程 如小塘坝 小蓄水坝 小水库等 这些农田和水利工程
会起到类似植被截留的作用 会造成径流深减少 另一方面 农田灌溉和水利工程蓄水还会起到一定的
年月 文章编号
水利学报
第 卷第期
基于 的
和分布式水文模型的应用比较
李致家 张珂 姚成
河海大学 水资源环境学院 江苏 南京
摘要 本文采用 地形分布技术和栅格技术 对
和新安江水文预报模型进行基于 的技术改造 构
建了基于 栅格的
水文模型和基于 的
和新安江分布式水文模型 并将 个模型应用
于黄河支流 洛河卢氏以上流域的水文模型的参数率定和模拟比较 以探讨 技术的应用和模型的适应性
面积百分比为
第 个汇流区距离出口的平均水流路径为
第 个汇流区的平均水流速度为
则每个汇流区的汇流时间为
若计算时段长为 第一个汇流区的水流最先到达出口断面 其滞后时段为