流域水文模型自学指导书

《流域水文模型自学指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、流域水文模型自学指导书任课教师李杰友教授河海大学水文水资源学院2010年01月第一部分课程简介及学习要求一、课程简介H然界屮的水文现彖是由众多因素相互作用的复朵过程，水文现彖虽然发生在地表范围内，但与大气圈、地壳圈、生物圈都有着十分密切的关系，属于综合性的自然现象，水文科学属于地学范畴。迄今为止，人们还不可能对所有水文现象的有关要素进行实际观测，不能用严格的物理定律來描述水文现象各要素间的因果关系，还有许多问题未解决，严格的水文规律有待人们去认识和探索。随着现代科学技术的飞速发展，以计算机和通信为核心的信息技术在水文水资源及水利工程科学领域的广泛应用，使流域水文模型的研究得以迅

2、速发展并广泛应用于水文基木规律研究、水灾害防治、水资源评价与开发利用、水环境和生态系统保护、气候变化及人类活动对水资源和水环境影响等领域。因此，流域水文模型的开发研究是现代水文模拟的重要组成部分，具有广泛的科学意义和实际应用价值。国内外开发研制的水文模型众多，结构各异，分类方法也有所不同。按模型构建的基础分类，流域水文模型可分为物理模型、概念性模型和黑箱子模型三类;按对流域水文过程描述的离散程度分类，流域水文模型可分为集总式模型、分布式模型和半分布式模型三类；按数学处理方法分类，流域水文模型可分为确定性模型和随机模型；按模型结构分类,流域水文模型可分为线性模型和非线性模型;按模

3、型参数分类，流域水文模型可分为时不变模型和时变模型。近年来，随着水文水资源学科领域基本理论的发展和高新技术（测控技术、计算机与通信技术、计算技术）在水文水资源学科领域的广泛应用，为获取大范围详细的空间信息和资料创造了有利的条件，为水文模拟（流域水文模型）研究提供了重耍的理论和技术支撑，能够考虑流域特征空间变异性的分布式流域水文模型成为具有良好发展前景的新一代水文模型，受到水文学家们□益广泛的关注。由上可知，流域水文模型的种类很多，但目前在水文学科领域研究时间长，影响大，发展快，付之实用的主要还是概念性流域水文模型。所谓概念性流域水文模型，就是将实际发生的水文规律，具体的研究对彖

4、和口的，寻找影响规律的各因索，并区别主要因索和次要因数，进而提岀假设和概化；建立尽可能符合水文实际，结构和参数均有较为明确物理意义的模型。概念性水文模型的核心是模型的结构和参数。二、学习要求通过本课程的学习，要求同学们了解国内外比较典型，应用较为普遍的新安江模型（中国）、SAC模型（美国）、7XNK模型（日本）、陕北模型（中国）、和分布式流域水文模型各口的基木结构、产流机制、模型参数和参数调试步骤与方法以及流域模型的检验与比较。第二部分教学内容一、第二章概念性模型的物理基础1、了解降雨形成径流过程中，各种径流成分产生的基本物理过程；霍尔顿（Horton）流域产流的三种类型。2、

5、了解蕎满产流和超渗产流（不語满产流）的产流机制和如何判断一个流域的产流方式。3、了解流域汇流、河道汇流的基木方法和方法的物理基础。二、第三章新安江模型1、了解新安江模型的层次结构，各层次参数和参数的物理意义；各层次的计算方法和计算步骤。2、了解二水源新安江模型存在的主要问题，三水源新安江模型作了哪些改进。3、掌握模型参数初值的确定方法及参数调试步骤。三、第四章陕北降雨径流模型1、了解霍尔顿（Horton）和菲利浦（Philip）下渗方程。2、了解陕北降雨径流模型的基木结构和参数的物理意义，适用条件。3、掌握模型产汇流计算方法及参数调试步骤。!1!第五章萨克拉门托（Sacrame

6、nto）模型1>了解萨克拉门托（Sacramenlo）模型的基本结构。2、了解萨克拉门托（Sacs心加。）模型水源划分和上下土层间连接的结构；结合新安江模型，了解其参数的物理意义。3、掌握模型产汇流计算方法及参数调试步骤。五、第六章水箱(九必)模型1、了解水箱(Tank)模型的基本结构。2了解水箱(Tank)模型的土壤水分结构。3、了解水箱(Tank)模型考虑河槽调蓄作用的结构。4、掌握模型产汇流计算方法及参数调试步骤。六、第七章流域模型的检验与比较1、了解流域模型检验与比较的方法与途径。2、了解模型结构设计的基木考虑与要求。3、了解分布式流域水文模型的理论与方法。因为传统的流

7、域水文模型大多数是集总式流域水文模型。不同的集总式流域水文模型虽然各i具有不同的结构和参数，但最基本的特征是将流域作为一个单元体模拟，在产汇流等坏节上采用概念性模拟或经验函数关系的描述，尽可能地用有一定物理意义的参数描述流域特征的空间分布不均匀性，对模型输入的空间分散性和不均匀性没有充分考虑。所以,集总式流域水文模型一般都不具备从机制上考虑降雨和下垫面条件空间分布不均对流域径流形成影响的功能，使其在模拟流域降用径流过程屮必然存在一定的局限性。分布式流域水文模型是在系统水文模型和概念性水文模型