水文模型介绍.ppt
汇报提纲1.水文模型的基本知识2.常用的水文模型水文模型水文模型定义：u据据 Di ski nDi ski n和和 ClarkeClarke对模型所下的定义对模型所下的定义 :模型是一模型是一个复杂系统的简化体现个复杂系统的简化体现 ,那么水文模型就是对复杂那么水文模型就是对复杂水文系统的一种简化体现水文系统的一种简化体现 。u具体地说具体地说 ,水文模型就是用一种特定的表达方式来水文模型就是用一种特定的表达方式来概化一定的水文系统概化一定的水文系统 ,使它能够代表实际的水文系使它能够代表实际的水文系统统 ,并在一定的目标下代替实际的水文系统并在一定的目标下代替实际的水文系统 。u通俗地说通俗地说 ,水文模型就是用数学语言或物理模型水文模型就是用数学语言或物理模型对现实水文系统进行刻划或比拟对现实水文系统进行刻划或比拟 ,并在一定的条并在一定的条件下对水文变量的变化进行模拟和预报件下对水文变量的变化进行模拟和预报 。水文模型水文模型水文模型水文模型水文模型水文模型分类：水文模型水文模型分类：uu按按水体对象水体对象分分 河流水文河流水文模型模型 ;湖泊水文模型湖泊水文模型 ;沼泽水文模型沼泽水文模型 ;冰川冰川水文模型水文模型 ;水文气象模型水文气象模型 ;地下水文模型地下水文模型 ;海洋海洋水文水文模型模型 ;冻土水文模型冻土水文模型 ;生态水文模型生态水文模型 ;土壤水文土壤水文模型等模型等 。uu按按研究手段分研究手段分 随机水文模型随机水文模型 ;模糊模糊水文模型水文模型 ;系统水文模型系统水文模型 ;遥感水文模型遥感水文模型 ;同位素水文同位素水文模型等模型等 。uu按按研究区域划分研究区域划分流域流域水文模型水文模型 ;河口水文模型河口水文模型 ;山地水文模型山地水文模型 ;坡地水文模型坡地水文模型 ;平原水文模型平原水文模型 ;干旱地区干旱地区水文模型水文模型 ;岩溶水文模型岩溶水文模型 ;寒区水文模型等寒区水文模型等 水文模型水文模型分类：u按照按照应用学科划分应用学科划分 工程工程水文模型水文模型 ;农业水文模型农业水文模型 ;土壤水文土壤水文模型模型 ;森林水文森林水文模型模型 ;都市水文模型等都市水文模型等 。u依照依照研究对象分类研究对象分类 降水模型降水模型 ;气温模型气温模型 ;蒸散发模型蒸散发模型 ;土土壤水模型壤水模型 ;地下水模型地下水模型 ;地表径流模型地表径流模型 ;水水资源模型资源模型 ;水质水质模型模型等等 。u按照研究对象的按照研究对象的目标分目标分 水量模型水量模型 ;水质水质模型模型 ;管理模型等管理模型等 。水文模型水文模型涉及过程：u降水过程模拟降水过程模拟u地表节流和入渗过程模拟地表节流和入渗过程模拟 u蒸散发过程模拟蒸散发过程模拟u地下水过程模拟地下水过程模拟u产产汇流过程模拟汇流过程模拟水文模型水文模型应用步骤：1)分析分析问题问题,确立确立目标目标;2)搜集资料搜集资料;3)确定计算设备及其计算能力确定计算设备及其计算能力;4)分析分析其他经济和社会约束条件其他经济和社会约束条件;5)从从一类可能需要一类可能需要的模型的模型中选择一种最恰当的中选择一种最恰当的模型；模型；6)率率定模型定模型,优选优选参数参数;7)检验检验模型并予以评估模型并予以评估;8)模型模型应用应用.作用：作用：u通过模拟水文循环的过程，了解流域内水通过模拟水文循环的过程，了解流域内水文因子的改变如何影响水循环的过程，例文因子的改变如何影响水循环的过程，例如人类活动和气候变化对水循环的影响。如人类活动和气候变化对水循环的影响。u将水文模型用于水文预报和水资源的规划将水文模型用于水文预报和水资源的规划和管理和管理水文模型水文模型汇报提纲1.水文模型的基本知识2.常用的水文模型概念性水文模型概念性水文模型新安江模型：u19731973年年赵人俊教授在对新安江水库做入流流量预赵人俊教授在对新安江水库做入流流量预报时提出了新安江模型，该模型是报时提出了新安江模型，该模型是一个一个松散性模松散性模型，水文模拟过程中，把一个流域分成若干单元型，水文模拟过程中，把一个流域分成若干单元流域分别进行汇流流域分别进行汇流计算计算和河道演算，再进行流量和河道演算，再进行流量叠加。叠加。u最初最初的新安江模型为两水源即只分的新安江模型为两水源即只分地表径流和地表径流和地地下径流下径流；u2020世纪世纪8080年代初期，模型研制者将萨克拉门托模年代初期，模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中型与水箱模型中的用的用线性水库函数划分水源的概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念引入新安江模型，提出了三水源新安江模型新安江模型新安江模型二水源新安江模型：u水源分为直接径流和地下径流水源分为直接径流和地下径流u产流产流计算方法用蓄满产流计算方法用蓄满产流u流域蒸发采用二层或者三层蒸发流域蒸发采用二层或者三层蒸发u水源划分用的稳定下渗法水源划分用的稳定下渗法u直接径流坡面汇流用的是单位线法直接径流坡面汇流用的是单位线法u地下径流坡面汇流用线性水库法地下径流坡面汇流用线性水库法u河道汇流采用河道汇流采用Muskingum method问题：u降雨空间分布不均匀降雨空间分布不均匀u稳定下渗率参数随洪水变化而变化稳定下渗率参数随洪水变化而变化三水源划分法以雨量站划分产流计算单元三水源新安江模型新安江模型新安江模型三水源新安江模型：1)蒸发计算蒸发计算2)产流计算产流计算3)水源划分水源划分 4)汇流计算汇流计算新安江模型新安江模型三水源新安江模型：1)蒸发计算蒸发计算 计算中假定土壤的吸湿及蒸发都遵循以下规律:降雨补充土壤蓄水(土壤蒸发)时，先补充(蒸发)上层，上层蓄满(蒸发殆尽)，再补充(蒸发)下层。同理，再由下层转至深层。各层蒸散发的计算原则是，上层按蒸散发能力蒸发，上层含水量蒸发量不够蒸发时，剩余蒸散发能力从下层蒸发，下层蒸发与蒸散发能力及下层蓄水量成正比，并要求计算的下层蒸发量与剩余蒸散发能力之比不小于深层蒸散发系数 C。否则，不足部分由下层蓄水量补给，当下层蓄水量不够补给时，用深层蓄水量补给。新安江模型新安江模型模型的输入为PE=P-E，参数包括流域蓄水容量WM 和抛物线指数B；输出为流域产流量R 及流域时段末蓄水量W 2 2）产流计算：蓄满产流：）产流计算：蓄满产流：新安江模型新安江模型三水源新安江模型：3 3）水源划分）水源划分 S为自由蓄水量，R为总径流量，SM为容量深度新安江模型新安江模型三水源新安江模型：3 3）水源划分）水源划分 SMF为产流面积FR上某一点的自由水容量；SMMF 为产流面积FR上最大一点的自由水蓄水容量；FS 为自由水蓄水能力 SMF值的流域面积；AU为相应平均蓄水深的最大蓄水深；EX 为流域自由水蓄水容量曲线的指数。新安江模型新安江模型三水源新安江模型：4 4）汇流计算）汇流计算 新安江新安江模型将流域汇流划分为两个阶段进行模型将流域汇流划分为两个阶段进行:河网河网汇流阶段，河道汇流阶段汇流阶段，河道汇流阶段。河网河网汇流阶段采用一个时变线性系统按地面、壤汇流阶段采用一个时变线性系统按地面、壤中和地下径流分别进行汇流中和地下径流分别进行汇流计算计算，然后将经过流域调，然后将经过流域调蓄的各径流成分累积，并将总的径流蓄的各径流成分累积，并将总的径流 Q Q 演算到单元流演算到单元流域域的出口。的出口。河道河道汇流采用马斯京根分段演算法。汇流采用马斯京根分段演算法。新安江模型新安江模型三水源新安江模型：4 4）汇流计算）汇流计算Muskingum method 新安江模型新安江模型三水源新安江模型：新安江模型新安江模型三水源新安江模型：新安江模型新安江模型三水源新安江模型：谢谢！24
