新安江流域水文模型.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑新安江流域水文模型 新安江流域水文模型 其次章 新安江流域水文模型 60年头初，河海大学(原华东水利学院)水文系赵人授等开头研究蓄满产流模型，合作确定的汇流计算，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人库流量预报的工作中，把他们的阅历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润湿地区和半润湿地区的润湿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年头初期，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，模型可以模拟地面径流、壤中流、地下径流1984至1986年，又提出了四水源新安江模型，可以模拟地面径流、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般应用效果较好，但模拟地下水丰富地区的日径流过程精度不够梦想在新安江三模型中增加慢速地下水布局就成为四水源新安江模型 当流域面积较小时，新安江模型采用集总模型，当面积较大时，采用分块模型分块模型把流域分成大量块单元流域，对每个单元流域做产、汇计算，得到单元流域的出口流量过程。

再举行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程把每个单元流域的出流过程相加，就求得了流域出口的总出流过程 划分单元流域的主要目的是处理降雨分布的不平匀性，因此单元流域应当大小适当，使得每块面积上的降雨分布对比平匀．并有确定数目的雨量站其次尽可能使单元流域与自然流域相一致，以便于分析与处理问题，并便于利用已有的小流域水文资料假设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由于各单元流域的产汇、流计算方法根本一致，以下只议论一个单元流域的处境 2.1新安江两水源模型 1．模型布局和参数 新安江两水源模型的产流子模型采用蓄满产流模型，蒸发计算采用三层蒸发计算模型利用稳定下渗率FC将径流划分为地面径流和地下径流两种水源地面径流采用单位线汇流，地下径流采用一次线性水库汇流模型把流域面积划分为透水面积和不透水面积两片面，不透水面积上的降水在得志蒸发后将直接转化为地面径流透水面积上将发生下渗，下渗的水量一片面存储于土壤层，后期耗于蒸发；得志了流域土壤蓄水容量后的下渗水量才能转化为径流 不透水面积用参数IMP表示，它是用流域内不透水面积占全流域面积的百分比表示的。

新安江模型的输出是流域出流过程Q～t和流域蒸散发过程E～t，输入那么为时段降雨量P、蒸发皿观测蒸发量EI 新安江两水源模型共有9个参数，一条单位线 K——流域蒸发折算系数，是流域蒸散发才能与蒸发皿蒸发量之比； C——深层蒸散发系数； 四川大学水电学院 - 9 - 新安江流域水文模型 IMP——不透水面积占全流域面积的百分比，％； Wm——流域平均蓄水容量(指张力水)，mm； WUM——流域平均上层蓄水容量, mm； WLM——流域平均下层蓄水容量, mm； B——蓄水容量曲线指数； FC——稳定下渗率mm/h； KKG——地下水消退系数； UH——单位线 模型布局如下图所示： 图0 新安江两水源模型布局示意图 图中方框内标注为状态变量，方框外标注的是模型参数 2．模型参数的调试 当模型初定后就可上机调试，在调试的过程中，应留神各参数的径流响应特征，以及参数之间相依性的影响，以便调试能有目的地顺遂举行。

以下简介的调试技术可供参考 流域蒸发折算系数K的调试，对一个概括流域来说，此参数完全靠优选调试此参数主要考察年径流模拟误差，当年径流模拟误差达最小时，此值最优，但个别参数的最优并不表示模型总体最优根据现有阅历，年径流模拟误差操纵在5％～8％左右就可以了 流域平均蓄水容量Wm的调试，一般根据实测的降雨径流资料分析或阅历选取后，适当微调即可阅历选定后，此值调试范围不大，对比轻易确定通常在南方润湿地区Wm可选80～150mm左右，江淮一带约在110mm左右,燕山东北东 四川大学水电学院 - 10 - 新安江流域水文模型 部地区，选150mm左右 流域平均上层蓄水容量WUM，一般取10～20mm，流域平均下层蓄水容量WLM一般取60～90mm 蓄水容量曲线指数的调试，B表示流域蓄水容量分布的不平匀性，当全流域蓄满后，这个参数就不起作用了，因此，理应选取流域没有达成蓄满的那些洪水点据作为调试的依据。

此值一般在0.2～0.5之间取值留神B值与Wm值之间有相依性，二者对径流模拟的结果相互有影响 稳定下渗率FC的调试，FC对水源划分起抉择性作用，但至今对FC的研究还不充分，目前可对FC作一些简朴处理，假设FC取为一个常数使模拟效果不好时，可考虑FC作为变动参数考察FC是否适合主要查看地下径流的模拟精度 地下水消退系数KKG的调试，主要查看洪水退水段的拟合精度 不透水面积参数IMP对模型拟合精度影响很小，一般取0～0.05 2.2新安江三水源模型 一、新安江三水源模型布局 新安江三水源模型包括4个计算环节：流域产流计算；径流的划分；蒸散发计算；汇流计算流域的产流计算和蒸散发计算与新安江二水源模型一致，水源划分那么完全不同，因此汇流计算也不一致新安江三水源模型布局示意图如下 蒸散发E降雨P、蒸散发才能Ep不透水面积IMP透水面积1-IMP上层蒸发EUSMEX地面径流RS地面径流汇流HUQS上层WU下层蒸发EL下层WL自由水KSS壤中流RIS壤中流汇流QI深层蒸发ED深层WDKG降雨径流总流量Q地下径流RG地下径流汇流QG图1. 新安江三水源模型示意图 二、新安江三水源模型流域产流计算 四川大学水电学院 - 11 - 新安江流域水文模型 新安江模型产流片面的计算是蓄满产流模式， 蓄满产流指在流域包气带土湿得志田间持水量以前不产流，全体的降雨都被土壤吸收；而在土湿达成田间持水量之后，全体的降雨（除去同期的蒸散发）都产流。

在产流后，流域包气带土壤的下渗才能为稳定下渗率，下渗的水分成为地下径流和壤中流，超蓄的片面成为地面径流考虑到流域内各点的蓄水容量并不一致，实际产流时往往是在片面面积上产流，新安江模型引入流域蓄水容量曲线来刻划流域内各点蓄水容量的不平匀性，把流域内各点的蓄水容量概化成如图2.3所示的一条抛物线（也可概化成其它函数形式），其方程为： '?fWm?1?? ?1?WFmm???? （2-1） ?b式中： f?FR为产流面积； F'——是点蓄水容量,mm； Wm'的全部点的面积,Km2； f——是蓄水容量小于等于蓄水量WmF——是单元流域面积, Km2； b——是蓄水容量曲线指数 Wmm——是流域内点最大蓄水容量,mm；其与流域平均蓄水容量WM的关系为: Wmm??1?b??WM （2-2） 引入蓄水容量曲线后，在降雨过程中，只有在得志了包气带蓄水容量的面积上才可能产生径流，其余面积上不产生径流扣除蒸发后的有效降雨量Pe中，未转化为净雨产流量R的水分通过下渗进入流域包气带土层，补充土层蓄水量W。

引入流域蓄水容量曲线后的产流计算式为： 当Pe?a?Wmm时为片面面积产流 ?Pe?a?R?Pe?WM?W0?WM???1?W??mm??当Pe?a?Wmm时为全流域面积产流 11?b （2-3） R?Pe?WM?W0 （2-4） 式中： Pe W’mW’mmPe——为有效降雨量，Pe?P?E ； △Pe△R△Wa——为与流域土壤初始蓄水量由下式计W0相应的前期影响雨量，aW0算 1.0f / F 图 2: 流域蓄水容量分布曲线 四川大学水电学院 - 12 - 新安江流域水文模型 a?Wmm??W0??1??1???WM???????11?b?? （2-5） ???三、新安江三水源模型水源划分 1．不考虑自由水蓄水容量分布不平匀的划分方法 求得的产流量R包括地面径流RS 、壤中流RI和地下径流RG 三片面。

新安江三水源模型用一个自由水蓄水库解决水源划分，自由水蓄水库有两个出流孔，底孔为地下径流RG出流孔，边孔为壤中流RI出流孔新安江模型考虑了产流面积（FR?R/Pe）的变化，自由水蓄水库实际只发生在产流面积上，其底宽为产流面积FR，鲜明它是随时间变化的产流量R进入水库即在产流面积上产生Pe的径流深，也就是自由水蓄水库所增加的蓄水深，当自由水蓄水深S超过其最大值Sm时，超过片面成为地面径流RS壤中流RI和地下径流RG按线性水库出流，其出流系数分别为KI和KG底孔出流量RG和边孔出流量RI分别进入各自的水库，并按线性水库的退水规律流出，分别成为地下水出流QG和壤中流出流QI模型认为蒸散发在张力水中消耗，自由水蓄水库的水量全部为径流水源划分示意图见图3水源划分计算式为： RRSSmFRSRIKGQIQG图3:自由水蓄水库布局地面径流计算式： 当Pe?S0?Sm RS?Pe?S0?Sm （2-6） 当Pe?S0?Sm RS??0 （2-7） 壤中流计算式： RI?KI?S （2-8） 四川大学水电学院 - 13 - — 9 —。