SCS-CN
GIS在scs-cn模型中应用现状和短期发展的探讨
GIS在scs-cn模型中应用现状和短期发展的探讨刘力真【摘要】GIS即地理信息系统(Geographic Information System),经过了40年的发展,到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术,并且得到了极广泛的应用.因其对地理数据的处理能力,GIS的发展极大地推动了考虑物理特性和下垫面变化的水文流域模型的改进与创新.本文基于GIS的最新发展成果,阐述GIS在scs-cn模型中的应用现状,分析应用效果,预测短期发展方向.【期刊名称】《山东商业职业技术学院学报》【年(卷),期】2010(010)004【总页数】4页(P88-90,110)【关键词】GIS;地理信息系统;scs-cn;水文模型【作者】刘力真【作者单位】山东省水利科学研究院,山东,济南,250013【正文语种】中文【中图分类】TP183Abstract: Having experienced 40 years development,GIS,which is the abbreviation of geographic infor mation system,has grown into a fairly developed technology and gained very popular application.Due to itsprocessing power of geographic infor mation,the development of GIS promotes the refor mation and innovation of drainage area model ofphysical characteristics and under-surface change.Based on the latest achievement of GIS,this thesis exemplifies the application of GIS in SCS-CN model,analyses the effect of application,and predicts its shortter m development.Key words: GIS;SCS-CN model传统的地理科学以现代化的计算机系统为平台,收集大量的地理信息资料,结合信息处理方法,产生了地理信息系统。
基于改进SCS-CN模型的降水径流预测
作者简介王婉婉（1999—），女，安徽宿州人，硕士研究生，从事水文水资源实验研究。
通信作者周超（1990—），男，安徽无为人，工程师，从事水文水资源实验研究。
收稿日期2023-10-28基于改进SCS-CN 模型的降水径流预测王婉婉1周超2杜富慧1王振龙2（1河北工程大学，河北邯郸056021；2安徽省（水利部淮委）水利科学研究院五道沟水文实验站，安徽蚌埠233000）摘要本文利用淮北平原五道沟实验站1972—2021年降水径流106场实测资料，以径流曲线模型（SCS-CN ）为基础，确定了该地区的径流曲线数（CN 值），对模型参数进行了敏感性分析，引入降水量与前期影响雨量优化模型主要参数（CN 值），验证期（2010—2021年）借助模型效率系数E 、R 2及RE 对传统SCS-CN 模型及改进后模型进行可靠性检验。
结果表明：（1）降水量P 和初损率λ为定值时，CN 值越大，对径流预测结果的影响越大；计算径流量Q 随初损率λ的增大呈减小趋势；随着CN 值增大，计算径流量Q 及初损率λ对CN 值的变化敏感性越低；当降水量越大时，初损率λ对降水量的敏感性越低，初损率λ的取值对计算径流结果的影响可以忽视。
（2）参数优化后的SCS 模型中的R 2=0.864，E =0.780，模型总体平均相对误差为26.67%，标准SCS-CN 模型的R 2=0.782，E =0.230，模型总体平均相对误差为366.67%，改进后模型评价指标均高于标准SCS-CN 模型，对研究区的径流预测更具有适用性。
关键词径流曲线模型；降水径流；前期影响雨量；初损率中图分类号TV121+.1；S164文献标识码A文章编号1007-7731（2024）01-0100-06地表径流作为水文循环的关键部分，是集雨灌溉的主要来源[1-2]，但其会加剧土壤侵蚀、水源污染、洪涝灾害以及养分流失等[3-4]，开展径流水文模拟研究，是进行产流预报、土壤侵蚀预报的重要基础。
滇池西岸山地区域SCS-CN模型优化
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的 问 题。 美 国 农 业 部 水 土 保 持 局 在 1954 年 提 出 的
SCS
-CN 模型因其基本假设合理、所 需 参 数 少 且 容 易
获取而被广泛应用于小流域地表径流预测 [5],但该模
型具有较强的区域相关性,需要根据特定区域的下垫
面情况 和 气 候 条 件 来 优 化 调 整 其 参 数 径 流 曲 线 数
云南省高校资源与环境遥感
1.
重点实验室,云南 昆明 650500;3.
云南省地理空间信息技术工程技术研究中心,云南 昆明 650500)
摘
要:[目的]模拟计算滇池西岸山洪产流量,为该区面山截洪设施的修建,减少山洪灾 害 和 保 护 滇 池 水
环境提供科学决策的依据。[方法]基于 SCS
-CN 产 流 模 型,选 取 昆 明 滇 池 西 岸 山 地 区 域 2019,
SCS模型中CN值的优化率定方法——以天山北坡云杉森林为例
SCS模型中CN值的优化率定方法——以天山北坡云杉森林为例李伯騛;常顺利;张毓涛【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2018(0)8【摘要】利用SCS模型可以计算出已知CN值流域的径流量,但由于地形条件、降水特性存在差异,适用于不同流域的CN值较难获取。
以乌鲁木齐河流域板房沟林场为试验区,利用2009-2014年的各类径流观测小区降水-径流量观测数据反算出CN值范围,然后以理论产流曲线与实测降水-产流曲线的拟合度对CN值进行优化筛选,最后以留一交叉验证法对CN值进行率定,从而得到各林分条件下径流观测小区的最优CN值。
结果表明:(1)天山林区不同林分条件下的径流观测小区CN值都大于74;(2)CN值与林分郁闭度显著相关(P<0.05)。
提出了一种获取干旱区山地林区CN值的改进型方法,此方法将有助于SCS模型及CN值在我国的应用。
【总页数】5页(P72-76)【关键词】SCS模型;CN值;径流观测小区;云杉森林;天山【作者】李伯騛;常顺利;张毓涛【作者单位】新疆大学资源与环境科学学院绿洲生态教育部重点实验室;新疆林科院森林生态研究所【正文语种】中文【中图分类】TV121【相关文献】1.径流曲线数模型(SCS-CN)参数λ在黄土丘陵区的率定 [J], 张钰娴;穆兴民;王飞2.SCS-CN模型中C N值的空间移用效果研究 [J], 余娇娇;王加虎;王冬;梁菊平;赵永超3.淮河上游流域SCS_CN模型初损取值与CN值确定方法的研究 [J], 黄兆欢;刘阳;张银雪;曾天;王欣;张友静4.黄土丘陵区不同盖度生物结皮对坡面产流及SCS-CN模型CN值的影响 [J], 谷康民;杨凯;赵允格;高丽倩;孙会;郭雅丽5.SCS-CN径流模型中CN值确定方法研究 [J], 符素华;王向亮;王红叶;魏欣;袁爱萍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进
径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进王红艳;张志强;查同刚;朱聿申;张建军;朱金兆【期刊名称】《北京林业大学学报》【年(卷),期】2016(38)8【摘要】径流曲线数(SCS-CN)是预测场降雨地表径流常用的水文模型之一,由于其基本假设合理、参数易于获得而被广泛应用。
然而,由于流域径流的形成受广泛存在空间或时间异质性的地形、地貌、土壤、气象、植被以及土地利用等多种因素的影响,按照标准径流曲线数模型估算的场降雨径流与实测径流相差可能很大。
因此,针对特定区域、特定流域对该模型进行相应的修正是提高其径流预测精度的有效途径。
本文于晋西黄土区吉县蔡家川分别以农田草地、人工林和次生林为主的3个典型小流域为对象,将2004—2011年实测的场降雨径流数据分为模型参数率定期(2004—2009年)和验证期(2010—2011年),对比标准SCS-CN模型和修正的SCS-CN模型(包括降雨量修正,降雨量与降雨强度修正,降雨量、降雨强度和初损率优化修正)预测场降雨径流的可靠性。
结果表明:1)标准SCS-CN预测小流域场降水径流时,精度极差,模型拟合效率系数(E)均小于0;2)采用降雨量修正CN值预测流域地表径流精度优于标准模型,但对于小径流事件而言,预测结果会偏大,对于大径流事件,预测结果会偏小;3)基于优化降雨强度修正因子β和初损率λ模型可以提高以农田草地和人工林为主2个小流域的径流预测精度。
对于以次生林为主的流域而言,仅通过降雨量修正CN值即可提高模型的预测精度,E可达0.79。
反映流域储水特征的初损率λ,人工林为主的流域最小,为0.069,农田草地为主的流域次之,为0.189,次生林为主的流域,为0.200,表明次生林流域具有较好的储水效果。
【总页数】9页(P71-79)【关键词】SCS-CN;降雨;地表径流;黄土高原【作者】王红艳;张志强;查同刚;朱聿申;张建军;朱金兆【作者单位】北京林业大学水土保持学院;山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站【正文语种】中文【中图分类】S715.5【相关文献】1.基于SCS模型的小流域降雨径流估算及实例分析 [J], 杨星明;2.黄土高原小流域次降雨径流深预报模型 [J], 王浩;张光辉;张永萱;耿韧;栾莉莉3.黄土高原小流域水土保持林空间配置对场降雨径流影响的模拟 [J], 张建军;纳磊;张波;张瑞4.基于地理信息的SCS模型及其在黄土高原小流域降雨-径流关系中的应用 [J], 刘贤赵;康绍忠;刘德林;张晓萍5.径流曲线数模型(SCS-CN)在荒漠草原典型小流域山洪计算中的应用分析 [J], 彭云;王明新;刘迪;赵义平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
奎屯河流域春季融雪期SCS-CN模型参数取值方法
奎屯河流域春季融雪期SCS-CN模型参数取值方法王瑾杰;丁建丽;张喆;邓凯;陈文倩;张成【摘要】Water resources are key factors of ecological environmental security in northwest arid region of China.They are also the most important factors for socio-economic development against the background of global warmer,especially in arid regions.It is necessary for arid regions to calculate total water resources because it can provide a reference for the government with which 1o formulate strategies.Water resources may have a large area and be supplied by runoff from mountain snowmelt and precipitation.The goal of this paper was to determine the suitable method to simulate runoff in arid areas.The Soil Conservation Service Curve Number (SCS-CN) developed by the U.S.Department of Agriculture National Resources Conversion Service (NRCS) is the most popular and widely applied model for direct runoff estimation.This method was modified by accounting for the static portion of infiltration and the antecedent moisture.This model has stimulated a great deal of discussion among scientists and hydrologists.The model is based on the water balance equation and curve number CN,which is derived from the tables given in the National Engineering Handbook for catchment characteristics,such as soil texture,land use,hydrologic condition,and initial soil moisture condition.Based on the spatiotemporal differences among watersheds,international and domestic academics have developed different methods to improve the SCS-CN model.One option is to improveits mechanism and another is to improve the parameter calculation methods.Because there is considerable scope to improve the SCS-CN model,we discuss a parameter algorithm to improve the method for snowmelt and precipitation mix and large-scale basins in arid regions as a solution to a major problem.This study focused on the Kuitun River Valley.We explored the adoption of an SCS model runoff simulation in arid and semi-arid regions with snow-melt and rainfall in spring by modifying the calculation method of SCS model parameters.To satisfy the characteristic of mix supplied runoff,precipitation was revised to represent the sum of rainfall and snowmelt.The snowmelt was calculated by the degree-day model.This was the first time MODIS satellite products with approximately 1 km resolution were used to invert the Land Surface Temperature and Normalized Difference Vegetation Index.Then,we used the surface temperature/vegetation index (Ts/VI) constructed in a 2D scatter plot.The combined soil moisture absorption balance principle was used to calculate the moisture-holding capacity of soil.We used cluster analysis to modify the initial abstraction computing methods.The calibration and validation periods of Nash-Sutcliffe efficiency were 0.92 and 0.64,respectively.Relative errors were 0.7％ and-1.3％,respectively.This indicated that the improved model was effective in simulating spring runoff in the Kuitun River ing remote sensing parameter information technology to improve the SCS model can indirectly implement data conversion from point to plane.Establishing a database of the initial abstraction can improve the precision in effectively simulatingrunoff in large-scale basins in arid and semi-arid regions.To circumvent the bottleneck caused by lack of data,reference to simulated runoff can be used under similar basin conditions in datalacking regions.%水资源是保障我国西北干旱半干旱地区生态环境安全的关键因素.以新疆奎屯河流域为例,通过修正SCS模型土壤持水量及初损率参数计算方法,寻找适用于干旱半干旱地区山区典型流域春季融雪期径流模拟模型,为流域掌握水资源量及生态用水提供决策依据.与以往研究不同之处在于:首先,引入度-日模型修正降水量参数,以满足流域降雨-融雪混合补给径流特征.其次,利用多期MODIS数据驱动的Ts/VI特征空间理论结合土壤水分吸收平衡原理计算土壤持水量参数(S);再运用聚类分析法对初损率(λ)取值方法进行改进.通过参数算法改进后的SCS模型,参数率定期和验证期纳什效率系数和相对误差系数分别为0.92和0.64,0.7％和-1.5％.结果表明:1)参数算法改进后SCS模型能实现奎屯河流域春季融雪期日径流模拟.2)利用遥感大尺度地表信息参数化技术反演SCS模型参数,实现了遥感数据为SCS模型提供大尺度空间数据的同时,间接实现了模型参数由点状数据向面状数据转化的可能;3)初损率(λ)多组取值法可有效提高干旱半干旱地区大尺度流域径流模拟精度.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2017(037)013【总页数】10页(P4456-4465)【关键词】奎屯河流域;融雪期;SCS-CN模型;参数算法改进;遥感【作者】王瑾杰;丁建丽;张喆;邓凯;陈文倩;张成【作者单位】新疆大学生态学博士后流动站,乌鲁木齐830046;新疆交通职业技术学院,乌鲁木齐831401;新疆大学资源与环境科学学院,乌鲁木齐830046;新疆大学绿洲生态教育部重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆大学生态学博士后流动站,乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,乌鲁木齐830046;新疆大学绿洲生态教育部重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,乌鲁木齐830046;新疆大学绿洲生态教育部重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,乌鲁木齐830046;新疆大学绿洲生态教育部重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,乌鲁木齐830046;新疆大学绿洲生态教育部重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆交通职业技术学院,乌鲁木齐831401【正文语种】中文中国西北部干旱半干旱地区河流主要发源于山区,地表径流主要由高山带冰(川)雪融水、中山森林带降水和低山带基岩裂隙水等组成。
GIS在scs-cn模型中应用现状和短期发展的探讨
发展迅速 ， 且具有强大的应用价值 ， 为各个领域开辟 了广 阔的发 展空 问 。 。 传统的流域模型存在无法准确真实反映物理成 因的缺 陷 。例 如 ＳＳ ｎ模 型 是 以流 域 下垫 面 的状 Ｃ —ｃ
况 为基 础 的 ， 可敏 锐 反 映土 地 利 用方 式 变 化 对 流域
收 稿 日期 ： ２ １ ０ ０ ０ ０— ６— ｌ
探讨 ， 预测短期内发展方向和趋势。
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地理信 息 系统 （ Ｉ， ｅｇａｈｃＩｆｍａｏ ｙ— ＧＳ Ｇ ｏ ｐｉ ｎ ｒ ｔｎＳｓ ｒ ｏ ｉ
第１ Ｏ卷
第 ４期
山东商业职业技 术学院学报 ’
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关键词 ： ＧＳ 地理 信息 系统；Ｃ —Ｃ ； Ｉ； ＳＳ ｌ 水文模 型 ｌ
中 图分 类号 ： Ｔ １３ Ｐ ８ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １７ — ３５ ２ １ ）４— ８ ｏ ６ １ ４ ８ （０ ０ ０ ０ ８一 ４
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普适降雨-径流模型SCS-CN的研究进展
普适降雨-径流模型SCS-CN的研究进展王瑾杰;丁建丽;张成【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2015(0)11【摘要】如何提高径流预报能力对洪水灾害和水资源有效开发利用具有极其重要的意义。
然而,地表径流模拟受自然和人为因素影响,决定了径流模拟的变化性和复杂性。
SCS-CN模型作为现行普适性降雨-径流模拟的重要工具,在结构和参数方面具有明显优势,但由于模型所需参数的不确定性使模型存在一定容错能力,从而影响模型预报精度。
因此,从介绍模型原理及改进方法入手,以参数率定的新视角对全球不同流域尺度的SCS-CN模型应用研究进行总结和回顾,分析对比参数优化算法的优缺点,剖析模型内部结构和外部机理存在的不足,从而预估模型未来发展趋势向简单实用化和复杂化机理化两个方面发展。
【总页数】6页(P43-47)【关键词】SCS-CN模型;参数率定;地表径流模拟【作者】王瑾杰;丁建丽;张成【作者单位】新疆大学资源与环境科学学院;新疆大学绿洲生态教育部重点实验室;新疆交通职业技术学院【正文语种】中文【中图分类】P333.2【相关文献】1.利用与GIS相结合的SCS-CN方法估算降雨径流潜力 [J], 许璐;曹广超;魏星涛2.基于多卫星降雨产品和多降雨径流模型的西江流域径流集合模拟 [J], 舒鹏; 熊立华; 陈石磊; 查悉妮3.基于前期雨量和降雨历时的SCS-CN模型改进 [J], 吴艾璞;王晓燕;黄洁钰;黄静宇;王俊;李泽琪4.径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进 [J], 王红艳;张志强;查同刚;朱聿申;张建军;朱金兆5.基于改进线性光谱解混和SCS-CN模型的广州主城区降雨产流模拟 [J], 许剑辉;赵怡;钟凯文;刘旭拢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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CN值的确定
Find the CN value for AMC II and multiply it by the adjustment factor based on the actual AMC to determine the adjusted curve number.
CN值的确定
G. W. Musgrave （1955） 根据土壤的渗透率对其进行分类，通过实验室和实地测定土壤的最
Poor: <50% ground cover; Fair: 50-75% ground cover; Good: >75% ground cover.
CN值的确定
SCS 模型根据前5 d 的降雨总量 , 将前期土壤湿润程度划分为3 类, 分别代表干(AMC I)、平均(AMC Ⅱ)、湿(AMC Ⅲ)这3种状态
前言
从机制而言, SCS模型并无严格的物理基础 ,其产流计算式是由美 国 2州 150多个小流域的大量实测资料分析 、总结得出。
SCS模型系由实验观测数据基于统计得出, 其本身代表了降雨 -径 流的自然规律 ,因此 , 模型机制的引用没有问题,影响输出精度的 关键在于参量 CN值是否准确反映研究区的地域特质 。
SCS（soil conservation service） 模型
前言
SES（Soil Erosion Service） 1933yr SCS（Soil Conservation Service） 1935yr W. W. Horner/ R. E. Horton/ L. K. Sherman：径流曲线法(Curve Number Method) 1936yr Vic Mockus/ L. K. Sherman/ R. G. Andrews/ H. O. Orgosky 1954yr NRCS (Natural Resources Conservation Service) 1994yr……
小渗透能力，将所有的土壤分为 A、B、C 和 D四类，这便是SCS模型中 土壤类型划分标准的基础。
https:///wiki/Runoff_curve_number
CN值的确定
Mockus （1964）
曲线数调整器：在某一种土地利用类型和水文条件下，由某一种水 文土壤组对应的CN值推算其它三组水文土壤组所对应的 CN值的方法。
/online/hydrology/curve_number.php?id=4
THE END
发展公式推导
The potential maximum runoff (rainfall available for runoff) as P – Ia.
发展公式推导
• Ia与 S 的关系 NSCR 推荐 Ia= 0.2S
Mishra和Singh（2002） λ可以是个变量，可以取值
0.05（贺宝根）甚至更低接近 0.01.
CN值的确定
CN值 诸多环境因素（土地利
用 、土壤、植被、坡度 和前期水文条件 ）的影 响和贡献归结为一个空间 参量。
CN值的确定
CN has a range from 30 to 100; lower numbers indicate low runoff potential while larger numbers are for increasing runoff potential.
发展 公式推导
SCS模型对降雨 -产流过程做了一个假设：
where F = P – Q = actual retention after runoff beHale Waihona Puke ins（一场降雨的 实际截留的降雨量）
Q = actual runoff（地表径流） S = potential maximum retention after runoff begins （可能 的最大渗透量） P = potential maximum runoff (i.e., total rainfall if no initial abstraction)（总降雨量或最大可能径流量）