分布式水文模型的水土保持水文水资源效应分析.docx

分布式水文模型的水土保持水文水资源效应分析传统的水土保持水文水资源常用的研究方法有两种，一 种是水文法，另一种是水保法。由于这两种研究方法还存在 一些不合理之处，无法系统全面的分析出水土保持对水循环 影响的作用关系，水资源评价口径只能通过水资源资料来开 展了解，其分析结果对水土保持水文水资源效应研究没有多 大的意义。文章首先对分布式水文模型、WEP-L模型开展了 分析，结合黄河治理区实例，探讨水土保持下的水文水资源 效应，具有一定的借鉴作用。1分布式水文模型的研究由于水体存在流动性、空间变异性的特点，现阶段水文 模型有两种，分别是集总式水文模型、分布式水文模型，这 两种水文模型最大的不同是其水体的水利学特征分布是否 均匀，根据水利学分布特征的不同，两种水文模型在概念上 有着很大的差异。分布式水文模型是通过水流的偏微分物理 方程来展示水体在流域时间、流域空间上的变化规律，考虑 到周边环境、初始条件等数据，采用一种离散化的计算方式， 对其开展分析求解。影响水循环的因素有很多，模型参数主 要依靠其水体移动介质的物理特性来测量、推算，分布式水 文模型可广泛应用于对流域下垫面的研究。1969年首次由国 外学者研究出分布式水文模型，随着时代和科技的开展，分 布式水文模型也越来越受到人们的关注，通过与计算机技术、 地理信息系统技术、遥感技术等相关技术的运用，提出了分 布式水文模型更多的功能与效用。2. WEP-L模型基本原理及水资源评价口径1 WEP-L模型基本原理WEP-L模型是一种具有物理机制的分布式水文模型，通 过参考WEP-L模型就能了解到自然界中水循环的各个要素模 拟情况，WEP-L模型的模拟对象包括天然与人工这两种，其 中天然的对象是坡面-河道的主循环过程，人工的对象那么是 供-用-耗-排的侧支循环过程，这两种模拟对象的耦合关系 需要水量平衡、各项循环要素间的水力联系得以实现。WEP-L 模型可由平面、垂直这两种构造形成，其平面构造由坡面汇 流计算出各项高带高程、坡度、Manning糙率系数等，通过 一维运动坡法计算流体的坡面径流，从其流域最上游开始计 算，直到追算至最下游，但凡河道内存在下游条件汇流就可 使用一维运动坡法。WEP-L模型垂直构造是按照从上到下的 方式，其研究对象包括融雪与冰川层、植被与建筑物截留层、 土壤表层、过渡带层以及深、浅层地下水层等，由于不均匀 的土地利用，通过使用马赛克法计算出每种土地类型平均面 积值的地外表水热通量，可反映出表层土壤含水率、土壤蒸 发以及草、作物、树木根系吸水等情况，为对生态需水中土 壤水作用的研究打下了根底。土壤、水面、植被蒸腾等各项 蒸发量在水循环系统各要素模拟中，可参考土壤-植被-大气 通量交换方法开展计算，根据地表径流的产流模式可分为超 渗、蓄满，其计算方式也要有所区别，例如超渗可采用 Green-Ampt模型，蓄满可采用Richards方程计算。山坡斜 面土壤层计算方法可采用壤中流法来计算，浅层地下水运 动主要的计算方法是二维数值法计算，浅层地下水运动与非 饱和土壤水、河水呈动态藕合关系，融化积雪的算法主要依 靠温度指数法，为进一步计算出蒸腾蒸发量，可通过WEP-L 模型模拟地外表-大气间能量循环过程，就能得出具体、准 确的蒸腾蒸发量。2.2水资源评价口径水资源有三种评价准那么，基于水资源准那么的有效性、可 控性、可再生性又可分为三种评价口径，分别代表了狭义、 广义水资源量、国民经济可利用量。本文从狭义、广义水资 源口径对水土保持水文水资源效应做出评价。不重复的有效 蒸散发量加上狭义水资源总量就可以得出广义水资源总量， 狭义水资源其中包括地表水资源量、不重复的地下水资源量, 符合现阶段水资源概念。3分布式水文模型应用实例研究1研究实例概况本文以黄河重点水土流失治理区为例，主要对基于分布 式水文模型的水土保持水文水资源效应开展研究，本次研究 区位于黄河中游的河龙区间，其中含有三个水资源三级区， 分别为河龙区间左岸、吴堡