现代水文模型重点.
现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题

现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题一、本文概述随着全球气候变化的加剧和人类社会对水资源需求的日益增长,现代水文水资源学科面临着前所未有的挑战与机遇。
本文旨在全面梳理现代水文水资源学科的体系框架,深入剖析其研究前沿和热点问题,以期为相关领域的研究者和实践者提供有价值的参考。
本文将首先回顾水文水资源学科的发展历程,阐述其基本概念和研究范畴,明确学科的定位与使命。
在此基础上,将重点分析现代水文水资源学科的研究前沿,包括气候变化对水文循环的影响、水资源评价与管理、水生态系统保护与恢复、水文极端事件与灾害风险评估等方面。
本文还将探讨当前水文水资源领域面临的热点问题,如水资源短缺与危机、水权与水市场、水资源利用效率与可持续性等。
通过对现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题的系统梳理和深入剖析,本文旨在促进相关领域的学术交流与合作,推动水文水资源学科的创新与发展,为全球水资源的可持续利用和管理提供科学支撑。
二、现代水文水资源学科体系随着科学技术的快速发展和全球水资源问题的日益凸显,现代水文水资源学科体系已逐渐形成为一个综合性的、多学科的交叉领域。
它不仅涵盖了传统的水文学和水资源学内容,还融入了环境科学、生态学、地理学、气象学、社会学、经济学等多个学科的知识和方法。
现代水文水资源学科体系的核心在于对水循环过程的深入理解和模拟,包括降水、蒸发、入渗、径流等各个环节。
在此基础上,学科体系进一步扩展至水资源的评价、规划、管理、保护等方面,形成了水资源工程学、水资源管理学、水资源经济学、水资源生态学等分支学科。
同时,现代水文水资源学科体系还注重与其他相关学科的交叉融合。
例如,通过与环境科学的结合,研究水资源的污染与治理;通过与生态学的结合,探讨水资源开发与生态保护的平衡;通过与气象学的结合,分析气候变化对水资源的影响;通过与社会学和经济学的结合,评估水资源的社会经济价值及其合理配置。
在研究方法上,现代水文水资源学科体系强调定量分析与定性分析相结合,注重数据的采集与处理、模型的构建与验证,以及预测与决策支持系统的开发与应用。
水文预报主要知识点总结

水文预报主要知识点总结水文预报的主要知识点包括以下几个方面:1. 水文资料的获取和处理水文资料是水文预报的基础,包括雨量、水位、流量、蒸发、降雪、土壤含水量等观测数据,以及地形、土壤、植被、地下水、地表水等空间数据。
水文资料的获取依靠气象、水文观测站、遥感技术和地理信息系统等手段,数据的处理和分析则需要运用数理统计、计算机模拟、数据挖掘等方法。
2. 气象因素与水文变化的关系气象因素对水文过程有着显著影响,主要包括降水、蒸发、降雪等。
降水是引起洪涝灾害的主要原因,而蒸发则是水体的主要损失途径,降雪则是冬季水资源的重要来源。
通过对气象因素与水文变化的关系进行研究,可以发现其规律性,从而提高水文预报的准确性和可靠性。
3. 水文模型的建立与应用水文模型是描述水文过程的数学模型,包括水文循环模型、径流模型、地下水模型、土壤水模型等。
通过建立水文模型,在预报时段内对水文过程进行模拟和预测,可以为水文预报提供科学依据和数值计算支持。
4. 预报技术与方法水文预报的技术和方法主要包括统计预报、物理模型预报、时间序列预报、模糊预测、灰色预测、人工神经网络等。
其中,统计预报是基于历史观测数据的分布特征和规律性来进行预测,而物理模型预报则是借助数学方程描述水文过程,通过计算机模拟来进行预测。
不同的预报技术和方法适用于不同的预报对象和目标,需要根据实际情况进行选择和应用。
5. 水文预报的评估与调整水文预报的准确性和可靠性是其重要评价指标,需要通过对观测数据和实际情况的对比,对预报结果进行评估和调整。
评估方法包括统计检验、误差分析、敏感性分析等,通过评估和调整,可以不断提高水文预报的准确性和可靠性。
水文预报是气象水文科学的重要内容之一,对于社会经济的可持续发展具有重要意义。
通过加强水文预报的研究和实践,提高水文预报的科学性、准确性和可靠性,可以为我国的水资源管理、防洪减灾、农业灌溉、城市供水等领域提供有力支撑。
同时,水文预报的发展也需要不断创新和完善,加强国际交流与合作,借鉴和吸收国际先进经验和技术,推动水文预报事业的发展和进步。
河流水文模型及其应用研究

河流水文模型及其应用研究河流是人类生活和发展的重要资源,而水文是研究水循环、地表水和地下水的学科,其在河流研究中起着至关重要的作用。
河流水文模型是通过对河流水文数据进行建模,来模拟和预测河流水文过程的一种方法。
本文将重点介绍河流水文模型及其应用的研究进展。
一、常见的河流水文模型1. 基于经验公式的模型该模型是基于实测数据和经验公式构建的,适用于流域较小、水文观测数据较为稳定的情况。
其主要缺点是缺乏可靠性,对新的流域或不同情况下的变异性较大。
2. 统计模型统计模型是基于概率论和数理统计的理论,通过建立不同参数之间的统计关系,来对未来河流水位、水量、径流过程等进行预测。
该模型一般适用于大流域,且数据量足够大的情况,如大型水库等。
3. 物理水文模型物理水文模型是基于流域水文过程和水力学原理的理论,通过数学公式和计算机模拟对流域内的水文、土壤水分等变量进行计算和分析,从而对未来水文过程进行预测。
其优点在于考虑了流域内不同物理环境的影响,预测结果较为准确。
但是该模型对数据精度要求较高,需要较为复杂的建模过程。
二、河流水文模型的应用河流水文模型的应用主要集中在以下几个方面:1. 洪水预警河流水文模型可以根据历史数据和当前数据预测未来河流水位、水量等,为洪水预警提供可靠的依据。
特别是在地质灾害多发的地区,加强河流水文模型的研究对于预防和减轻灾害具有重要意义。
2. 水资源管理水资源管理需要对河流水文过程进行细致、全面的了解,从而制定合理的水资源管理方案。
河流水文模型可以对水资源和水能资源的可持续利用提供科学的依据,为水资源的合理开发和利用提供基础数据。
3. 河流污染调查河流污染是当今社会面临的重要环保问题之一,河流水文模型可以帮助科学家对河流内部的水流和污染源进行模拟和预测,从而制定出更加有效的污染治理方案。
三、河流水文模型的展望未来,随着科技和数据采集方法的不断进步,河流水文模型的应用将得到进一步扩展和深入,同时也将面临更多的挑战和机遇。
水文模型介绍

水文模型
水文模型
水文模型
分类:பைடு நூலகம்
水文模型
分类:
按水体对象分 ① 河流水文模型 ; ② 湖泊水文模型 ; ③ 沼泽水文模型 ; ④ 冰 川水文模型 ; ⑤ 水文气象模型 ; ⑥ 地下水文模型 ; ⑦海洋水 文模型 ; ⑧ 冻土水文模型 ; ⑨ 生态水文模型 ;⑩ 土壤水文模 型等 。 按研究手段分 ① 随机水文模型 ; ② 模糊水文模型 ; ③ 系统水文模型 ; ④ 遥 感水文模型 ; ⑤ 同位素水文模型等 。 按研究区域划分 ①流域水文模型 ; ② 河口水文模型 ; ③ 山地水文模型 ;④ 坡 地水文模型 ; ⑤ 平原水文模型 ; ⑥ 干旱地区水文模型 ; ⑦ 岩 溶水文模型 ; ⑧ 寒区水文模型等
新安江模型
三水源新安江模型:
4)汇流计算——Muskingum method
新安江模型
三水源新安江模型:
新安江模型
三水源新安江模型:
新安江模型
三水源新安江模型:
谢谢!
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水文模型 作用:
通过模拟水文循环的过程,了解流域内水 文因子的改变如何影响水循环的过程,例 如人类活动和气候变化对水循环的影响。
将水文模型用于水文预报和水资源的规划 和管理
汇报提纲
1. 水文模型的基本知识
2. 常用的水文模型
概念性水文模型
新安江模型:
1973年赵人俊教授在对新安江水库做入流流量预 报时提出了新安江模型,该模型是一个松散性模 型,水文模拟过程中,把一个流域分成若干单元 流域分别进行汇流计算和河道演算,再进行流量 叠加。 最初的新安江模型为两水源即只分地表径流和地 下径流; 20世纪80年代初期,模型研制者将萨克拉门托模 型与水箱模型中的用线性水库函数划分水源的概 念引入新安江模型,提出了三水源新安江模型
第一章现代水文学导论

第一章 现代水文学导论
主要内容
1.1
水文学的概念及发展阶段
1.2
水文学面临的机遇与挑战
1.3
现代水文学的特点及框架
Zuo Qiting
1.1 水文学的概念及发展阶段
❖1.1.1水文学的概念
水文学是一门研究地球上各种水体的形成、运 动规律以及相关问题的学科体系。
▪ 水文学的特点:一方面,具有自然属性,属 于地球科学的范畴;另一方面,又具有社会 属性,属于应用科学的范畴。
Zuo Qiting
1.1 水文学的概念及发展阶段
1.1.2 水文学的发展阶段
• 萌芽阶段
公元16世纪以前
• 形成阶段
公元17世纪初~19世纪末
• 元20世纪60年代~今
Zuo Qiting
1.2 水文学面临的机遇与挑战
1.2.1 水文学在理论和应用中面临的机遇和挑战
第三篇 应用实践
第11章 水文学与水资源 第12章 水文学与生态环境 第13章 水文学与可持续发展
Zuo Qiting
ZHENGZHOU UNIVERSITY
Zuo Qiting
Zuo Qiting
1.2 水文学面临的机遇与挑战
水文学复习重点及技巧

熟悉不同题型的解题思路和方 法,如选择题、填空题、简答 题等
掌握考试时间分配,合理安排 答题时间
针对自己的薄弱环节进行专项 练习,提高答题技巧和准确性
掌握答题技巧与方法
熟悉题型和考试形模拟试题
注意时间分配与做题顺序
早期水文学:以观察和描述为主,主要研究河流、湖泊等水体的基本特征。
近代水文学:随着科技发展,水文学逐渐融入了物理学、化学等领域的知识,开始深 入研究水循环、水力学等领域。
现代水文学:随着遥感、GIS等技术的发展,水文学的研究范围不断扩大,涉及到环 境、生态、气候等多个领域。
未来水文学:随着全球气候变化和人类活动的加剧,水文学将面临更多挑战和机遇, 需要不断创新和发展。
做题顺序:先做自己擅长的 部分,避免因为时间不足而 遗漏或匆忙解答
时间分配:合理规划时间, 确保每道题目都有足够的时 间去思考和解答
答题技巧:掌握一些答题技 巧,如排除法、推理法等,
提高答题效率和准确性
心态调整:保持冷静、自信 的心态,避免因为紧张而影
响发挥
保持良好的心态与状态
保持冷静,不要紧张,按照自己的 复习计划进行
水文学是研究地球上水圈循环、水文循环和陆地水体运动规律的科学。
水文学的研究对象包括大气水、地表水和地下水,以及与水体运动密切 相关的地貌、气候、生态系统和人类活动等。
水文学的研究内容涉及水资源的调查、评价和开发利用,水灾害防治, 以及水域环境的保护和改善等方面。
水文学在地理学、气象学、环境科学、生态学、工程学等多个学科领域 中具有重要地位和应用价值。
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水文学在水利工程中的应用
提供水利工程设计和规划所需的水文数据和资料 用于洪水预测和防洪减灾,为水利工程提供科学依据 在水资源开发利用中,水文学提供水资源评价、水资源规划和水资源配置等方面的支持 在水利工程运行管理中,水文学提供水库调度、水电站发电等方面的技术支持
水文模型分类

水文模型分类水文模型是水文学家用来表示水文系统特性的,它对于对水文研究具有重要意义。
水文模型能够解释水文系统中发生的复杂过程,并且可以应用于地形、水文、生态等诸多方面。
模型研究为水文研究者提供了一个有效的方法,用来分析和管理水文过程。
1.空坐标模型时空坐标模型是一种基于计算机的模型,它可以对汇流量进行任意时间和地点的分析。
它通过计算坐标系统中的坐标点,来模拟时空变化过程,来计算汇流量。
时空坐标模型采用了坐标点数据,结合传统水文学和统计分析,计算时间空间分析的汇流量变化规律。
2.点模型格点模型也叫空间格点模型,它是一种基于地理信息系统(GIS)的模型。
格点模型使用GIS数据,以某一点为中心,通过改变某些变量,来模拟水文系统中的过程,如地貌特征、水文参数、气象参数等,从而计算汇流量变化规律。
它可以快速模拟出水文系统上的流动过程,并对水文系统中出现的变化具有很好的描述性能。
3.率建模模型概率建模模型是一种基于概率统计理论的模型,它能够从水文系统中抽取数据,建立概率模型,并且可以识别出汇流量变化的概率分布特征,进而估算汇流量变化的趋势。
概率建模模型的优点在于它可以表示汇流量变化的多样性,并且具有较强的准确度和可操作性,在水文管理和水文调控方面具有重要意义。
4.经网络模型神经网络模型是一种基于模糊逻辑原理的模型,它采用神经网络算法来模拟水文系统中的复杂过程,从而实现对汇流量变化的准确预测。
它具有模型简单、复用性强、可视化等优点,特别是在分类和预测等方面具有较强的识别性能。
除了上述提到的几种水文模型,还有不少水文模型,比如代价函数模型、模糊模型、基于支持向量机的模型等,它们可以使水文研究变得更深入、更准确。
水文模型的应用范围广泛,它们可以用来预测和控制水文系统中发生的复杂过程,可以用于水库和水质管理,也可以用于水资源利用和可持续利用的研究。
水文模型的发展有助于深入了解水文系统的演变过程,并为水文研究提供了一种有效的工具。
水文分析与计算知识重点

水文分析与计算知识重点水文分析是指通过对水文资料、水文过程和水文工程的研究,分析水文系统的组成、演变和变化规律,从而对水文问题进行预测、评估和解决的过程。
在进行水文分析时,需要重点掌握以下几个知识重点:1.水文资料的收集和处理:水文资料是水文分析的基础,包括雨量、径流、蒸发量、蓄水量等数据。
在水文分析中,需要掌握收集、整理和处理水文资料的方法和技巧,如资料的存档和检索、数据的质量控制和校正等。
2.水文过程的理论和模型:水文过程是指雨水和蒸发等自然过程对水文系统的影响和作用。
要进行水文分析,需要了解常见的水文过程理论,如降雨产流机理、蒸发过程、水文循环等,并能应用数学模型对水文过程进行模拟和推断。
3.水文特征的提取和描述:水文特征是指描述水文系统状态和变量的指标,如流量、水位、径流系数等。
在水文分析中,需要掌握提取和描述水文特征的方法和技巧,如频率分析、趋势分析、周期性分析等。
4.水文统计和概率理论:水文分析中经常用到统计和概率理论的方法,如概率密度函数、频率分布、参数估计等。
掌握水文统计和概率理论的基本原理和方法,对于进行水文分析和预测非常重要。
5.水文模型和模拟:水文模型是指将水文过程和水文特征用数学方程表示的模型,可以用来模拟和预测水文系统的变化。
掌握常用的水文模型,如水文平衡模型、单位线模型、概念性模型等,并了解模型的参数优化和校验方法。
6.水文工程设计和规划:水文分析为水文工程设计和规划提供了科学依据。
了解水文工程的基本原理和方法,如水库调度、泥沙运移、排水设计等,可以更好地进行水文分析和模拟,为工程设计和规划提供可靠性评估和效益分析。
7.水文预报和预警:水文分析还包括对水文灾害的预报和预警。
掌握水文预报和预警的方法和技术,如流域响应模型、水文灾害风险评估等,可以提高对水文灾害的预测和应对能力。
以上所述只是水文分析的一些知识重点,水文分析还涉及到很多细节和实际应用,需要不断学习和实践。
随着科学技术的进步和水文分析方法的更新,水文分析的知识体系也在不断发展和完善。
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现代水文模型复习1_绪论-1◆流域水文模型的定义以一个数学模型来模拟流域降雨—径流形成过程或融雪—径流形成过程,即定量分析从降水、蒸发、融雪、截留、下渗、填洼、径流成分划分、坡地汇流和河槽汇流到形成流域出口断面的径流过程线的全过程。
◆分类方法按模型构建基础分类;按对水文过程描述离散程度分类;其它分类(数学分类、模型结构、模型参数);按时间尺度分类……2_绪论-2◆降水成因降水:水分以各种形式从大气到达地面统称降水。
包括雨、雪、露、霜、冰雹等。
◆土壤水分类和水分常数土壤水:存于包气带中的水称为土壤水,指吸附于土壤颗粒和存在于土壤孔隙中的水。
土壤水分常数:最大吸湿量、最大分子持水量、凋萎含水量、毛管断裂含水量、田间持水量、饱和含水量。
最大吸湿量:在饱和空气中,土壤能够吸附的最大水汽量称为最大吸湿量。
最大分子持水量:由土粒分子力所结合的水分的最大量称为最大分子持水量。
凋萎含水量:植物根系无法从土壤中吸收水分,开始凋萎,开始枯死时的土壤含水量称为凋萎含水量。
毛管断裂含水量:毛管悬着水的连续状态开始断裂时的含水量。
田间持水量(field capacity):土壤中所能保持的最大毛管悬着水量。
饱和含水量(soil moisture content saturation):土壤中所有孔隙被水充满时的土壤含水量。
◆控制蒸发的条件①供水条件: 蒸发面存储的水分多少②能量条件: 蒸发面上水分子获得能量的多少③动力条件: 水汽输送条件◆下渗的三个阶段渗润阶段:分子力渗漏阶段:毛管力渗透阶段:重力◆四种产流机制发生的物理条件①超渗地面径流(Rs)的产流机制(1)要有界面,即地面(下渗能力fp);(2)要有供水,即降雨(雨强i);(3)要供水大于下渗,即i >fp,rs= i–fp。
②地下水径流(Rg)的产流机制整个包气带土壤含水量达到田间持水量。
③壤中水径流(Rint)的产流机制(1)包气带中必须存在相对不透水层,且上层土壤质地比下层粗;(2)至少要上层的土壤含水量达到田间持水量。
④饱和地面径流(Rsat)的产流机制(1)存在相对不透水层,且上层土壤的透水性远强于下层土壤的透水性;(2)上层土壤含水量达到饱和含水量。
共同的基本物理条件:(1)在两种不透水性物质的界面上产生的;(2)上层介质的透水性必须好于下层介质的透水性。
◆可能的径流成分组合◆不同水源在退水段上的终止时刻特征不同水源成分由于汇集到流域出口断面所经历的时间不同,因此在出口断面洪水过程线的退水段上表现出不同的终止时刻。
槽面降水形成的出流终止时刻tr最早,坡地地面径流形成的出流终止时刻ts较次,坡地地下径流形成的出流终止时刻tg最迟。
◆流域调蓄作用的概念和原因流域调蓄作用:在流域汇流过程中,随着洪水的涨落所呈现出的流域蓄水量增加与减少的现象。
造成流域调蓄作用的物理原因:①降水并非从一个地点注入流域;②实际上由于流域各处水力条件(如糙率、坡度、……)不同,流域各处水质点的速度也将不同。
换言之,流域上的流速分布是不均匀的。
◆单位线特征单位线:是指单位时段内,均匀分布的单位净雨量在流域出口断面形成的地面径流过程线。
单位净雨深一般取10mm,单位时段则依流域性质不同,取3、6、12、24h等。
单位线反映了流域的坡地和河网综合调蓄后的洪水运动规律。
倍比定律假定、叠加法则假定,上述两个假定是把流域视线性系统。
◆河道洪水演算方法的分类河道洪水演算可采用水力学和水文学两类方法。
◆马斯京根法的基本原理马斯京根法依据的基本原理为水量平衡方程和槽蓄方程,其形式为:Δt(I-Q)=W2-W1(1)W=k[x·I+(1-x)Q](2)3_蒸散发◆ 流域实际蒸散发和潜在蒸散发的定义实际蒸发是指实际被蒸发的水分量;潜在蒸散发是指充分供水下垫面(即充分湿润表面或开阔水体)蒸发/蒸腾到空气中的水量,又称可能蒸发量或蒸发能力。
◆ 土壤蒸发过程①土壤含水量>W 田:土壤中存在着自由重力水,土层中毛细管上下沟通,供水充分,土壤蒸发只受气象条件的影响。
蒸发量大而稳定。
②W 断<W<W 田:土壤中毛细管的连续状态将逐渐受到破坏,土层内部由毛细管作用上升到表面的水分也将逐渐减少,蒸发量与气象因素和土壤含水量有关。
③W<W 断,这时毛管水不再连续,毛管向土壤表面输送水分的机制遭到破坏,水分只能以膜状水形式或气态水形式向上层土壤表面移动。
◆ 流域总蒸散发量的估算方法估算流域蒸散发量的方法可概括为三类: (1) 基于彭曼假设的方法,(2) 基于互补理论的方法,(3) 基于水热耦合平衡的方法。
通常采用的方法是基于彭曼假设的方法,即认为流域实际蒸散发量与潜在蒸发量成正比,根据潜在蒸发量和流域内土壤及植被情况来估算。
4_第二章 概念性水文模型 HBV 模型◆ HBV 模型对产汇流过程的描述(即模型框架)HBV 模型是一个降雨-径流模型,它包括了流域尺度的水文过程的概念性数值描述。
一般水量平衡方程的定义为:)lakes (+++=--UZ SM SP dtd Q E P 式中,P 为降水;E 为蒸散发;Q 为流量;SP 为雪盖;SM 为土壤含水量;UZ 为表层地下含水层;LZ 为深层地下水含水层;lakes 为水体体积。
HBV 模型通常包括3个主要的子模块:①积雪和融雪模拟;②土壤含水量计算;③河道流量演算。
5_第二章概念性水文模型新安江模型◆新安江模型不同层次的功能◆流域蓄水容量曲线特征①单增曲线②唯一性(对一个固定流域而言,天然条件下)③最小值可以是0(流域中存在不透水区域)◆水源划分(二水源计算)二水源划分结构:根据霍顿的产流概念,用稳定下渗率进行水源划分。
◆水文模型参数概念及分类流域水文模型中表征流域物理过程的某些未知常量,即模型参数。
按参数对模型模拟计算精度影响程度的大小,可分为敏感性参数和不敏感性参数;按参数所具有的意义,可分为物理参数和经验参数;按参数在流域降雨径流形成过程中所起的作用,可分为蒸散发参数、产流参数、分水源参数和汇流参数;参数是否随时间变化,可分为时变参数和时不变参数。
◆参数敏感性的定义参数敏感性(Parameter sensitivity):模型参数值的适当改变对模拟结果和目标函数的影响程度。
6_4.1 分布式水文模型概述◆分布式水文模型的定义分布式模型(Distributed model):按流域各处地形、土壤、植被、土地利用和降水等的不同,将流域划分为若干个水文模拟单元,在每一个单元上用一组参数反映该部分的流域特性。
◆建模特点和基本结构基于DEM的分布式水文模型具有以下特点:①具有物理基础,能够描述水循环的时空变化过程;②由于其分布式特点,能够与GCM(大气环流模式)嵌套,研究自然变化和气候变化对水循环的影响;③同RS和GIS相结合,能够及时地模拟出人类活动或下垫面因素的变化对流域水循环过程的影响。
7_4.2 基于DEM的流域数字特征提取◆DEM定义及特点DTM: Digital Terrain Model,数字地形模型,是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
◆基于DEM提取流域特征的原理和主要内容原理:栅格的汇流累积量代表该栅格的水流量。
当汇流量达到一定值的时候,就会产生地表水流,那么所有那些汇流量大于那个临界数值的栅格就是潜在的水流路径,由这些水流路径构成的网络,就是河网。
1)预处理:对平坦区域和闭合洼地的处理;2)流向:网格水流方向是指水流流出该网格的指向;3)水流累积量:直接或间接流经某一个网格的所有单元格的总数。
每一个网格的水流累积值乘以一个单元格的面积尺寸(长和宽可能不相等),就可以得到该单元格上的上游集水面积;4)河网:水系流域中大大小小河流交汇形成的树枝状或网状结构;5)河流分级:水系拓扑学的特征表现之一;6)分水线、子流域划分:流域河网形成以后,可以确定整个流域界限并进行子流域的划分。
确定流域界限必须要先确定整个流域的总出口。
◆临界集水面积阈值的定义及其对提取河网的影响临界集水面积阈值CSA(Critical Source Area):指形成永久性河道所必需的最小面积。
集水面积等于阈值的网格是河网的起点,集水面积最大的点是流域的出口。
阈值的大小决定了河网提取的详细程度和精度,阈值越大,则提取出的河网越粗化。
◆斯特拉勒分级法斯特拉勒(Strahler)分级法:定义从河源出发的河流为1级河流;同级的两条河流交汇形成的河流的级比原来增加1级;不同级的两条河流交汇形成的河流的级等于两者中较高者。
8_4.3 VIC水文模型◆VIC水文模型的特点对水循环过程,同时考虑了水分收支和能量收支过程,积雪融雪及土壤冻融过程,冠层蒸发、叶丛蒸腾和裸土蒸发,地表径流和基流两种径流成分的参数化过程,还考虑了基流退水的非线性问题。
对于次网格,分别考虑了地表植被类型的不均匀性、土壤蓄水容量的空间分布不均匀性和降水的空间分布不均匀性。
◆考虑的径流成分◆上层土壤产生的是直接径流Qd;下层土壤产生基流Qb。
9_4.4 SWAT模型◆SWAT模拟的流域水文过程SWAT模拟的流域水文过程分为两大部分:水循环的陆面部分(即产流和坡面汇流部分);水循环的水面部分(即河网汇流部分)。
前者控制着每个子流域内主河道的水、沙、营养物质和化学物质等输入量;后者决定水、沙等物质从河网向流域出口的输移过程。
◆SCS产流方法SW A T产流计算包括SCS和Green & Ampt模型。
其中,SCS曲线数法用的较多,该模型有以下基本假定:实际蓄水量F与最大蓄水容量S之间的比值等于径流量Q与降雨量P和初损I a 差值之比值;I a和S之间为线性关系。
其降雨-径流关系表达式如下:a I P Q S F -= a I P Q S F -= (8.2)式中:P 为一次性降雨总量,mm ;Q 为地表径流量,mm ;I a 为初损,mm ,即产生地表径流之前的降雨损失;F 为后损,mm ,即产生地表径流之后的降雨损失;S 为流域当时的可能最大滞留量mm ,是后损F 的上限。
其中:aS I a = (8.3)式中:a 为常数,在SCS 模型中一般取为0.2。
根据水量平衡,可得:Q I P F a --= (8.4)式中,)P /()(2S I I P Q a a +--= (8.5)254/25400-=CN S (8.6)CN 值可针对不同的土壤类型、土地利用和植被覆盖的组合查表获得,CN 值是无量纲的反映降雨前期流域特征的一个综合参数,将前期土壤湿度(Antecedent moisture condition, AMC )、坡度、土地利用方式和土壤类型状况等因素综合在一起。
CN 值可针对不同的土壤类型、土地利用和植被覆盖的组合查表获得,CN 值是无量纲的反映降雨前期流域特征的一个综合参数,将前期土壤湿度、坡度、土地利用方式和土壤类型状况等因素综合在一起。