TOPKAPI模型的应用及与新安江模型的比较研究
TOPM0DEL和新安江模型的应用比较
Ｍａ ｅｔ ｍ ｔ ｂ ｅｏ ｊｃｉ ｈ ｓ ａ ｐ ｒｍ ｔ ｓ ｏ ｅ ｎ ｕ ｏ ｔｅ Ｏ ＭＯ Ｅ ． ｎ ｏｄ ｒ ｏｐｅ ｅ ｔ ｈ ｉ ａ ｓ ｔ ｏ ｋ ｅ ｅｔ ｂｅ ｔ ｅｐ ｙｉ ｌ ａａ ｅ ｒ ｆｒ ｈ ｐ ｔ ｆ ｈ Ｐ Ｄ Ｌ Ｉ ｒｅ ｒ ｎ ｔ ｉ ｔ ｌ ｔ ｅ ｆ ｈ ｏ ｈ ｖ ｃ ｅ ｔ ｉ Ｔ ｔ ｓ ｅ ｎ ｉ ａ
中 图分 类 号 ： Ｖ１ ２５ Ｔ ２．
文 献 标 识码 ： Ａ
０ 引
言
８ ８ ６ ｋ （ 除 大 型水 库 面 积 ） ２ ｍ 扣 。淮 河发 源 于桐 柏 山太 白顶 ， 经 桐 柏 、 阳 、 山 流人 息 县 。该 流域 处 于 北亚 热 带 和 暖 温 带 信 罗 的过 渡 地 带 ， 气 候 上 具 有 过 渡 特 征 。汛 期 降 雨 受 季 风 影 响 ， 在
ａ ｄＸｎａｊ ｎ ｏ ｅ ａｅａ ｐ ｅ ｒ ｏｄｓ ｌｔ ｎｔ ｔ ｐｅ ｉｉ ａｃｍｅｔ ｅｐｃ ｖｌ． ｈｎｗ ｏ ｐｒ ｎ ｎ ｉ ｎｉ ｇＭ ｄｌ ｒ ｐ ｌ ｄｆ ｏ ｉ ａ ｏ ｅｕ ｐｒ ｘ ｎｃ ｔ ａ ｉ ｏｆ ｌ ｍｕ ｉ ｏ ｈ Ｘ ａ ｈ ｎ ｒ ｅｔ ｅ Ｔ ｅ ｅｃｍ ａｅａｄ ｓ ｉ ｙ
一
ＴＯ ＰＭＯＤＥＬ是 Ｔ ｐ ｒｐ ｙＢ ｓ ｄＨｙ ｒｌｇｃ ｌ ｄ ｌ 简 ｏ ｇａ ｈ ａ ｅ ｄｏｏ ｉａ Ｍｏ ｅ 的
新安江模型与总径流线性响应模型的应用对比研究
新安江模型与总径流线性响应模型的应用对比研究
蔡素芳;梅亚东;陈洋波
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2009()9
【摘要】建立了三水源新安江模型和总径流线性响应模型,并应用于广东省的4个小型流域。
根据同一流域对不同洪水等级具有不同调蓄能力的特点,提出了分类法率定新安江模型参数;从5个精度度量标准对2类模型的应用效果进行了较深入的对比分析。
结果表明,分类法率定新安江模型参数能够得到更合理的参数,有助于提高预报精度,且新安江模型在研究流域的适用性时优于总径流线性响应模型。
【总页数】4页(P79-81)
【关键词】新安江模型;总径流线性响应模型;分类法
【作者】蔡素芳;梅亚东;陈洋波
【作者单位】武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室;中山大学水资源与环境系
【正文语种】中文
【中图分类】TV124
【相关文献】
1.多输入单输出总径流线性响应模型在黄河玛曲站的应用 [J], 喇承龙;孔令峰;史彦斌
2.总径流线性响应模型与线性扰动模型 [J], 王厥谋;文康;梁康辰
3.总径流线性响应模型与线性扰动模型 [J], 文康;梁庚辰
4.总径流非线性响应模型的应用研究 [J], 王继伟;王真荣
5.VIC模型与新安江模型径流模拟对比研究 [J], 张兰影;庞博;徐宗学;何睿
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基于GIS的分布式托普卡匹水文模型在洪水预报中的应用
基于GIS的分布式托普卡匹水文模型在洪水预报中的应用刘志雨
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2004(000)005
【摘要】本文对托普卡匹(TOPKAPI)水文模型进行了改进,增加了植物截留、降水下渗、土壤水深层渗漏、地下径流等计算模块,并对壤中流计算模块作了相应的调整,将TOPKAPI模型改进成一个较完整的分布式流域水文模型.该改进后的TOPKAPI模型应用于面积约为1万km2的息县以上淮河流域1998年、2002年和2003年汛期洪水的模拟,模型确定性系数均在0.84以上,模拟成果令人满意.该模型可应用于洪水预报、土地利用和环境影响评价、洪水极值分析、无资料地区水文模拟计算等.
【总页数】6页(P70-75)
【作者】刘志雨
【作者单位】水利部水文局,北京,100053
【正文语种】中文
【中图分类】TV124
【相关文献】
1.MIKE SHE 分布式水文模型在广东省中小河流洪水预报中的应用展望 [J], 陈国轩;梁海涛;林蓉璇
2.分布式水文模型在半干旱地区洪水预报中的应用 [J], 董红
3.分布式水文模型在洪水预报中的应用研究综述 [J], 梁钟元;贾仰文;李开杰;牛存稳;王浩
4.基于GIS的DEM和分布式水文模型的应用比较 [J], 李致家;张珂;姚成
5.分布式水文模型在淮河洪泽湖以上流域洪水预报中的应用 [J], 宋玉;李致家;杨涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
半湿润半干旱地区TOPKAPI模型的洪水模拟
半湿润半干旱地区TOPKAPI模型的洪水模拟
刘玉环;李致家;刘志雨;张艳玲
【期刊名称】《水力发电》
【年(卷),期】2016(042)001
【摘要】为了探索分布式水文模型在半干旱半湿润地区的应用效果,选用基于物理的分布式水文模型TOPKAPI,研究其在国内中小流域的适用性.选取半湿润地区马渡王流域、板桥流域及半干旱地区志丹流域作为典型研究流域,分析2000年～2010年的8场洪水模拟精度等特征值.结果表明,模型在半湿润地区取得较好的应用效果,验证了模型的合理性和适用性;而在半干旱地区模拟精度较差,适用性不好,但可用于中小河流洪水模拟,基本满足流域洪水预警的应用要求.
【总页数】5页(P18-22)
【作者】刘玉环;李致家;刘志雨;张艳玲
【作者单位】河海大学水文水资源学院,江苏南京210098;河海大学水文水资源学院,江苏南京210098;水利部水文局,北京100053;陕西省水文水资源勘测局,陕西西安710068
【正文语种】中文
【中图分类】TV122.5;O141.4
【相关文献】
1.半干旱半湿润地区洪水预报模型适用性研究 [J], 刘郁;赵兰兰;马丁
2.基于TOPKAPI模型的湿润流域洪水模拟 [J], 徐杰; 李致家; 马亚楠; 胡友兵
3.基于TOPKAPI模型的湿润流域洪水模拟 [J], 徐杰;李致家;马亚楠;胡友兵
4.洪水预报智能模型在中国半干旱半湿润区的应用对比 [J], 张珂;牛杰帆;李曦;晁丽君
5.LSPC模型在半干旱半湿润地区多年连续日径流模拟中的应用 [J], 余翔;黄津辉;林超
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新安江流域水文模型
2新安江流域水文模型60年代初，河海大学(原华东水利学院)水文系赵人俊等开始研究蓄满产流模型，配合必然的汇流计算，将模型应用于水文预报和水文设计。
1973年，他们在对新安江水库做入库流量预报的工作中，把他们的体会归纳成一个完整的降雨径流流域模型——新安江模型。
模型可用于湿润地域和半湿润地域的湿润季节径流模拟和计算。
最初的新安江模型为两水源模型，只能模拟地表径流和地下径流。
80年代初期，模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中，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，模型能够模拟地面径流、壤中流、地下径流。
1984至1986年，又提出了四水源新安江模型，能够模拟地面径流、壤中流、快速地下径流和慢速地下径流。
三水源新安江模型一样应用成效较好，但模拟地下水丰硕地域的日径流进程精度不够理想。
在新安江三模型中增加慢速地下水结构就成为四水源新安江模型。
当流域面积较小时，新安江模型采纳集总模型，当面积较大时，采纳分块模型。
分块模型把流域分成许多块单元流域，对每一个单元流域做产、汇计算，取得单元流域的出口流量进程。
再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量进程。
把每一个单元流域的出流进程相加，就求得了流域出口的总出流进程。
划分单元流域的要紧目的是处置降雨散布的不均匀性，因此单元流域应当大小适当，使得每块面积上的降雨散布比较均匀。
并有一定数量的雨量站。
第二尽可能使单元流域与自然流域相一致，以便于分析与处置问题，并便于利用已有的小流域水文资料。
若是流域内有大中型水库，那么水库以上的集水面积即应作为一个单元流域。
因为各单元流域的产汇、流计算方式大体相同，以下只讨论一个单元流域的情形。
新安江模型包括4个计算环节：蒸散发计算；流域产流计算；径流划分；汇流计算。
4个计算环节别离概化了流域降雨径流的要紧产、汇流物理进程。
流域蒸散发计算各类水源的蒸散发计算模型都可采纳两层蒸发模型或两层蒸发模型，一样依如实际情形选用。
以地形为基础的流域水文模型_TOPMODEL及其拓宽应用
水科学进展 ADVAN CES IN W A T ER SC IEN CE
文章编号: 100126791 (2000) 0320296206
V o l111, N o13 Sep 1, 2000
以地形为基础的流域水文模型
——TO PM OD EL 及其拓宽应用Ξ
郭 方1, 刘新仁2, 任立良2
(11 水利部南京水文水资源研究所, 江苏 南京 210024; 21 河海大学, 江苏 南京 210098)
摘要: 介绍了 TO PM OD EL 的基本理论与理论基础及模型利用地形指数的不同空间分布, 模拟水 文响应的特性。由于以往 TO PM OD EL 的应用只限于山坡尺度范围, 本文试探将其应用范围拓宽, 选择淮河流域为例, 考察其在一般流域上的应用效果, 并将 TO PM OD EL 与新安江模型作了初步 分析比较。 关 键 词: TO PM OD EL ; 变动产流面积 ; 地形指数 中图分类号: P 33811 文献标识码: A
S x = Sθ + m
+-
ln
( T
0
a tan
Β)
x
(5)
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298
水科学进展
第 11 卷
式 中 S x 为 x 处饱和缺水量; S 为流域平均饱和缺水量; ndrain 为土壤可排水空隙率; ∧为
ln (a (T 0 tanΒ) ) 的流域分布平均值。 式 (5) 表明流域内任何点 x 的饱和缺水量由流域平均饱和缺水量 Sθ 及 ln (a (T 0 tanΒ) ) 之
基于GIS的分布式托普卡匹水文模型在洪水预报中的应用
[(
)
]
(5)
为反映上层土壤透水特性的指数
fa为降水入渗
u 为地面径流输入 qo
q su 为壤中侧向入
~a
k sv1 , k sv2 为上 下层土壤垂直方向饱和水力传导率
为反映土壤渗透能力的指数
为简化体积含水量在上层土壤中垂直方向的平均值
4 下层非饱和区 的垂直补给
根据上层土壤的渗漏量和下层土壤的饱和度 采用以下经验公式来确定地下水
1 改进的TOPKAPI模型
1 . 1 模 型 原 理 及 结 构 TOPKAPI模型是一个以物理概念为基础的分布式流域水文模型 流域特性参数 降水和水文响应的空间分布在水平方向上用正交网格系统 DEM的方网格 在垂直方向上用各网格所相 应的水平土柱进行模拟 上层非饱 在改进的TOPKAPI模型 以下简称新TOPKAPI模型 中 土壤垂直分为上 下两层 图1 和区为通常的降雨径流模型中的降雨产流计算层 其土壤的水力传导性比下层土壤好 下层包括下层非饱 和区和下层饱和区两种土壤层 下渗的雨水补给上层土壤 一部分水分从上层土壤中渗透到下层非饱和土 壤层 再进一步渗透到下层饱和土壤层 随后在其中作水平方向运动 当地下水水位抬升到上层土壤时 下层非饱和土壤层临时消失 地下径流计算模块 并对上 新TOPKAPI模型增加了植物截留 降水入渗 土壤水深层渗漏 过渡层 层非饱和区中的产流计算和壤中流模拟计算作了相应的调整 其DEM网格上水量平衡计算示意如图1所示
v 2 + v3 q r = Xf b v 3m
αr
(6)
式中 qr为地下水的垂直输入 v2为下层非饱和区的土壤蓄水量 v3为地下水层的蓄水量 v3m为下层土壤的 饱和蓄水量 v3m= d-L) 其中 d为下层土壤不透水层的深度 L为土壤厚度 为下层土壤的有效 孔隙率 r为反映土壤渗漏的指数 5 地下径流 采用线性水库模型计算地下水水面和地下径流 模型目前只模拟单一无压含水层的 情况 假定地下饱和含水层水流仅是水平的 对任一网格单元 该部分接收来自下层非饱和区的渗漏量和 地下水旁侧入流 计算出地下径流和地下水水面并作为下层非饱和区水量计算的下边界条件 其计算式为
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。
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ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｏ ｏ ｌ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｘ ｉ ｎ ＇ ａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｔ Ｏ Ｐ Ｋ Ａ Ｐ Ｉ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ； Ｘ ｉ ｎ ＇ ａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ； ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｃ ｕ ｎ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ｄ
量 ； 为 饱 和 土 壤 含 水 量 ；Ｕ ｒ 为 残 余 土 壤 含 水 量 ；Ｌ 为 表 层 土 壤 的 厚 度 ；Ｕ ｓ ａ ｔ 为 当地 的 饱 和 水 的含 水 量 ； 为 单 元 网 格 大 小 ；Ｏ ／ 为 取决 于土壤 类 型的指 数 。
和 区 两 种 土 壤 层 。 下 渗 的 雨 水 先 补 给 上 层 土 壤 ，部 分 水 分 从 上 层 土 壤 中渗 透 到 下 层 非 饱 和 区 土 壤 层 ， 再 下 渗 到 下 层 饱 和 土 壤 层 ．在 饱 和 土 壤 层 中 作 水 平 方 向运 动 。 地 下 水 位 逐 渐 抬 升 ，抬 升 至 上 层 土 壤 时 ，
布式流域水文模型 Ｔ Ｏ Ｐ Ｋ Ａ Ｐ Ｉ 做 研究 ，并 与新 安 江模 型在 结 构 和 洪 水 特 征 值 等 方 面 进 行 比较 分 析 。 两种 模 型 应 用 于 呈 村 流 域 进 行 洪 水 模 拟计 算 的 结 果 表 明 ，两 种 模 型模 拟 精 度 差 异 不 大 ，结 果 均 比较 满 意 ，可 应 用 于 洪水 预 报 、土 地 利 用 和 环 境 影 响 评 价 和 无 资 料 地 区 水 文 模 拟计 算 等 。 关 键 词 ：Ｔ Ｏ Ｐ Ｋ Ａ Ｐ Ｉ 模 型 ；新 安 江模 型 ；洪 水 模 拟 ；呈 村 流 域
应 的 空 间 分 布 ．在 水 平 方 向 和 垂 直 方 向 分 别 用 正 交 网格 系 统 （ ＤＥＭ 的 方 格 网 ） 、各 网 格 所 相 应 的 水 平 土 柱 进 行 模 拟 。 其 建 立 在 运 动 学 方 法 和 流 域 地 形 学 相 结 合 的 理 论 基 础 上 。 流 域 地 形 学 用 数 字 高 程 模 型 （ ＤＥＭ） 来 描 述 ，ＤＥＭ 用 正 方 形 网 格 将 研 究 区 域 细 分 ，且 网格 大 小 随 研 究 区域 或 问题 的 尺 度 而 改 变 ，
摘 要 ：为 更 好 地 满 足 气 候 变 化 和人 类 活 动 影 响 下 的 水 文 研 究 ，流 域 水 文 模 型 已从 集 总 式 趋 势 扩 展 到 半 分 布 式 或 分 布 式 模 型 趋 势 。为 此 ，探 讨 基 于 物 理 基 础 的 分 布 式 水 文 模 型在 中 小 流 域 洪 水 模 拟 的 合 理 性 。选 用 基 于 物理 基 础 的 分
ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ． Ｔ ｗ ｏ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｒ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｃ ｕ ｎ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ｄ ．
水 力 发 电
第３ ９卷第 １ １ 期
２ ０ １ ３年 １ １月
Ｔｏ ＰＫＡＰＩ较 研 究
李 致 家 ，王 秀庆 ， 吕雁 翔 ，陈利 者 ，李 兰 茹
（ 河 海 大 学 水 文 水 资 源 学 院 ，江 苏 南 京 ２ １ ０ ０ ９ ８ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｃ ｌ ｉ ｍａ ｔ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｕ ｍａ ｎ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ｄ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｌ ｕ ｍｐ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｍｉ － ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｏ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｍｏ ｄ ｅ １ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ —
Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｗｏ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ａ ｔ ｉ ｓ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｉ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ ｌ ｉ ｔ ｔ ｌ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ＴＯ Ｐ ＫＡＰ Ｉ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ
ＤＥＭ 中 相 邻 单 元 之 间 最 大 高 程 差 来 估 算 。 Ｔ ＯＰ ＫＡＰ Ｉ 模 型 中 ，土 壤 垂 直 向 分 为 上 下 两 层 （ 见 图 １ ） ， 上 层 非 饱 和 区 可 以 理 解 为 通 常 的 降 雨 径 流 模 型 中 的 降 雨 产 流 计 算 层 ．上 层 土 壤 的 水 力 传 导
度 比 下 层 土 壤 好 ： 下 层 包 括 下 层 非 饱 和 区 和 下 层 饱
土 壤 含 水 量 的 一 个 函 数 ，通 过 实 验 确 定 渗 水 量
一
（ ｖ ／ ｖ ） ，＇ １ ３ ｓ ａ ｔ ＝（ １ ＂ ３ ｓ ～， ） Ｌ Ｘ
（ ２）
式 中，
为 土壤 垂直 饱 和水 力传 导率 ； 为 土 壤 含 水
相 对 较 少 参 数 的 分 布 式 流 域 水 文 模 型 。 它 将 水 动 力
学 方 法 与 流 域 地 形 相 结 合 ． 假 设 土 壤 及 地 表 网 格 内 侧 向水 流运 动 可 用 运 动 波来 模 拟 ，通过 几 个 “ 结 构
上 相 似的 ”非线 性 水库 方程 来描 述流 域 降雨一 径 流 过 程 中 的 不 同 的 水 文 、水 力 学 过 程 ，模 型 的 参 数 可 以
中图分类号 ： Ｔ Ｖ１ ２ ２ ． ５ ；Ｐ ３ ３ ８ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５ ５ ９ — ９ ３ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ｌ １ — ０ ０ ０ ６ － ０ ５
Ｔ ０Ｐ ＫＡＰ Ｉ ［ ］ 是 一 个 以 物 理 概 念 为 基 础 的 ，具 有
下 层非 饱 和土 壤层 临 时消 失 。
１ ． ３ 壤 中流
壤 中流 的 运 动 可 以 近 似 用 运 动 波 方 程 模 拟 ［ ８ １ 。 将 点 尺 度 上 的 运 动 波 方 程 沿 水 流 运 动 方 向 在 网 格 上 积 分 ， 得 到 非 线 性 水 库 方 程 ，并 采 用 数 值 法 和 解 析 法 来 求 解 ，根 据 水 量 平 衡 原 理 计 算 出 地 面 产 流 量 ｆ ３ 】
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔ ＯＰ ＫＡＰ Ｉ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｘｉ ｎ ＂ ａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
Ｌ Ｉ Ｚ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｘ ｉ ｕ ｑ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｕ Ｙ ａ ｎ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｌ ｉ ｚ ｈ ｅ ， Ｌ Ｉ Ｌ ａ ｎ ｒ ｕ （ 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 ， Ｈ ｏ 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 ）
在 地 形 、土 壤 、植 被 或 土 地 利 用 等 资 料 的 基 础 上 获
得 。 目前 ．该 模 型 已在 水 文 领 域 获 得 了 比较 广 泛 的
每个 单 元 格 均是 体 现 模 型 物 理特 征 （ 质 量 平 衡 和 动
量 平 衡 ）的 一 个 计 算 节 点 ＿ ５ ］ 。 径 流 路 线 和 坡 度 根 据
ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｅ ｄ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｏ ｎ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ ａ ｎ ｄ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ｄ ｓ ｉ ｓ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ Ｔ ＯＰ ＫＡＰ Ｉ ｉ ｓ ａ
４ １ １ ０ １ ０ １ ７ ） ； 国 家博 士 点基 金 资 助 项 目（ ２ ｏ ０ ９ ｏ ０ ９ ４ ｌ １ ０ ｏ Ｏ ５ ） 作 者 简 介 ：李 致 家 （ １ ９ ６ ２ 一） ，男 ， 山 西 运 城 人 ，教 授 ， 博 士