2022年水文模型作业终版 .pdf

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1、水文模型总结列表1. 概述根据我的理解， 水文模型就是根据生态系统质量、动量、能量守衡原理， 或根据经验观测， 采用数学公式表达整个水分循环过程，包括从大气降水至流出流域的时空动态过程。 不论是开发一种新的水文模型，还是将已有的水文模型应用于不同的研究领域，均以此最为研究原理。2. 水文模型分类方式传统的水文模型是基于野外水文观测方法，多以单一水文过程或要素进行。而现代新型的水文研究手段以流域模拟模型为主。它是野外数据综合分析、 尺度转换的有效手段， 很好的弥补了传统方法的不足。我想我们在收集各种水文模型之前对先了解一下流域模型的分类方法，可以有助于我们对各种不同类型模型的理解和比较。分类方法

2、模型类型特点主 要 研 究领域森林水文模型森林占土地利用的主体，考虑到森林林冠截留、林地土壤大空隙、管流等林地等特殊水文过程，Hortonian 地表径流非主要产流机理，模型多基于Hewlett “变水源概念” 。农业水文模型农地占土地利用的主体，Hortonian 地表径流多为主要产流机理城市水文模型透水性差的城市用地占土地利用的主体，Hortonian 地表径流为暴雨洪水产流机理，包括城市排水系统汇流过程。水质（泥沙、养分）模型模拟径流污染物浓度、排放总量，水文过程生态系统模型模拟生态系统生产力，C、N 循环及蒸发量；流域产水量多定义为径流流出根系层的水分总量，不考虑地下水和沟道汇合过程。

3、模 拟 空 间尺度集总式假定流域空间性质均一；所需模型参数较少，但必须校正分布式考虑流域空间异质性，将流域网格化处理模 拟 时 间尺度日或更短时间用于模拟洪峰或日水量平衡；需要较短时段气象输入数据月主要用于区域或全球长时间水量平衡计算年用于长时间区域或全球水资源计算模拟手段基于自然规律和水文过程机理的理论模型构建较复杂、有物理意义、有利于揭示影响大气土壤水文要素之间的因果关系名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 经验

4、性，基于历史资料较简单、需要流域参数少、预测结果较好，但是不能反映变化条件下的水文规律1 孙阁，张志强，周国逸，魏晓华. 森林流域水文模拟模型的概念、作用及其在中国的应用. 北京林业大学学报, 2007,5 29(3) 3. 概念性日降雨径流模型HYDROLOG 1971 年，澳大利亚人 Porter 提出了概念性日降雨径流模型HYDROLOG 。该模型是以一天或一小时为时间间隔，对降雨径流过程进行描述的数字化计算模型。它试图合成一个组件程序嵌入到一个与流域物理特性高度相关的系统中。同时它试图通过与非线性流域疏导过程和非线性地下水存储过程相关的飞利浦渗透理论尝试在工程范围内使用。该模型通过日降

5、雨量和蒸发能力数据模拟日流量, 结果较好 , 但是它的参数众多, 也给实际应用带来不便。（注：这个模型我不是看得太懂， 过程比较复杂而且水文背景很强。我因为没学过水文， 所以只能从下面的参考文献的摘要和介绍中提炼这些信息，望老师理解。）1 PORTER J W, MCMAHON T A. A model for the simulation of streamflow data from climatic records J.Journal of Hydrology, 1971, 13 ; 297- 324. 4. SIMHYD 模型2002年，Chiew 等提出了 HYDROLOG 的简化版

6、本 SIMHYD 。该模型属于简单集总式水文模型。该模型的1 个特点是考虑了超渗和蓄满2 种产流机制。20 世纪 60 年代, 以赵人俊为首的我国学者通过大量的试验和分析研究，指出湿润地区以蓄满产流为主和干旱地区以超渗产流为主。因此，SIMHYD 模型可以在多个干旱、湿润流域得到广泛的应用。并且，SIMHYD 把 HYDROLOG 模型的 17 个参数简化为7 个参数 , 具有概念清晰、结构合理、参数较少、调参方便和计算精度较高等优点。1 石教智，陈晓宏. 流域水文模型研究进展J. 水文， 2006, 26(1) : 18- 23. 2 蔡文君，张卫华. SIMHYD模型在 Goulburn流

7、域中的应用 . 安徽农业科学，2008, 36( 11) : 4591- 4594 5. CREAMS/GLEAMS 模型CREAMS(chemical runoff and erosion from agricultural management systems)模型是由美国农业部Kinsel于 1980 年提出来的，用来分析控制农业污染的最佳名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 管理措施， 是一个田地或田块模型。

8、 它以日为单位开计算径流量、洪峰流量、 渗流、蒸发、土壤水含量和渗透。GLEAMS(groundwater loading effects of agricultural management systems) 也是由美国农业部农业研究署开发的， 它是 CREAMS 模型为研究水位线以上地区的组件，它由 3 个主要组件构成：水文组件、侵蚀（产沙）组件和杀虫剂组件。CREAMS 被广泛地应用于各种水文和水质研究，包括模拟营养元素在土壤中的迁移规律和变化范围， 还有评价植被过滤带对土壤侵蚀和营养元素迁移和截留作用等方面都取得了较好的效果。但 CREAMS/GLEAMS 模型所能模拟的最大面积只限于

9、小块土地；而且，模型在数据管理上有所限制，不能模拟河道内过程。1 张运生， 曾志远， 李硕 . 农业非点源污染水质模型进展. 水资源研究 24卷，2003,3 86(1) 2 马蔚纯，张超. 基于 GIS的水质数值模拟以上海市苏州河为例. 地理学报， 1998,53(S6); 6675 6. SWRRB 模型及 ROTO 模型SWRRB(simulation for water resources in rural basins)模型是由 Williams et al.(1985)和 Arnold et al.(1989)发展的用来评价流域规模水质的模拟模型。它以日为单位可以用来模拟天气、水文

10、、庄稼增长、沉淀物、氮、磷和农药的迁移。它将流域划分为多个子流域并单独模拟。为“连接”各个子流域的运行结果，Arnold 等开发了 ROTO (Routing Outputs to Outlet) 模型，来进行河道和水库调洪演算。 但此模型仍有局限性： 在进行演算时，必须将多个 SWRRB 模型单独运行的结果输入到ROTO模型，这样不仅输入输出文件繁琐，且对计算机的存储容量要求较高。1 张运生， 曾志远， 李硕 . 农业非点源污染水质模型进展. 水资源研究 24卷，2003,3 86(1) 2 曾志远，潘贤章，李硕. 潋水流域产水产沙自然过程的计算机模拟. 土壤学报， 2006(3) 3 孙瑞

11、，张雪芹. 基于 SWAT 模型的流域径流模拟研究进展. 水文， 2010,6. 30(3) 7. SWAT 分布式流域水文物理模型SWAT ( Soil and Water Assessment Tool )模型融合了 SWRRB 模型和 ROTO模型，是一个集成遥感 (RS) 、地理信息系统 (GIS) 和数字高程模型 (DEM)技术的先进的分布式流域水文物理模型。它是Arnold J. G. 博士等为美国农业部(USDA) 下属的农业研究局(ARS) 开发的大、中尺度的长时段流域环境模拟模型，该模型具有很强的水文物理机制， 可以预测在不同的土壤条件、 土地利用类型和管理措施下人类活动对流

12、域水文过程、 河道产输沙变化、 农药化学污染在流域内的传播、迁移等的长期影响。因此，模型本身也是一个优秀的分布式水文模型。模型由站点的气象资料驱动，以水文响应单元(Hydrologic Response Units, 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - HRUs )为最小水文模拟单元进行流域水文过程模拟，在HRUs上利用水量平衡理论描述陆相水文循环过程， 计算得到模拟单元内每一天的产流，然后利用改进的推理方法计算单

13、元产流对主河道的水量贡献；在河道内采用变动储水系数模型或者马斯京根法计算河道的汇流， 扣除水面蒸发、传输损失以及流域内人、 畜用水，得到河道出口的逐日断面流量。 同时可以得到各子流域的其它水文参量如降水融雪量、潜在蒸散量、实际蒸散量、土壤含水量、下渗水量、地表径流、地下径流等。SWAT 采用先进的模块化设计思路,水循环的每一个环节对应一个子模块,十分方便模型的扩展和应用。1 Arnold J G, Srinivasan R, Ramanarayanan T S, et al. Water Resources of the Texas Gulf Basin J . Wat. Sci. Tech,

14、 1999, 39 (3) : 121 - 133. 2 刘昌明， 李道峰， 田英等 . 基于 DEM 的分布式水文模型在大尺度流域应用研究 J . 地理科学进展， 2003, 22 (5) :437445. 3 张东，张万昌，朱利，朱求安. SWAT分布式流域水文物理模型的改进及应用研究. 地理科学， 2005 , 25 (4) 4 陈军锋，陈秀万. SWAT 模型的水量平衡及其在梭磨河流域的应用. 北京大学学报(自然科学版 ) ， 2004,3 40 (2) 5 王中根， 刘昌明， 黄友波 . SWAT模型的原理、 结构及应用研究. 地理科学进展， 2003,1 22 (1) 8. WEP

15、P 模型随着对侵蚀机理研究的深入和计算机技术的发展，基于机理的模型开始出现。其中最为突出的是美国四家政府部门与普度大学在20 世纪末期 (1995 年美国官方正式出版 )联合开发的 WEPP (the Water Erosion Prediction Project) 模型。它可用于长江流域内紫色土坡面的侵蚀预报等。坡面(单一或几个坡度的复合 )的侵蚀过程是WEPP的研究对象。主要物理参数包括土壤，坡面，管理模式以及气象因素。输入气象、土壤、管理方式、坡度等参数的数据资料，根据要求，WEPP模型可计算长序列和单次降雨的过程，输出相应期间的径流量、侵蚀量和沉积量等参数结果。1 莫放水蚀模型WEP

16、P与 GIS的联合应用 D西安理工大学硕士毕业论文，20043 2 景卫华，贾忠华，罗纨，赵健，席伟彦. WEPP模型在黄土地区的适用性分析. 水资源与水工程学报，2006,4 17(2) 9. AGNPS模型AGNPS(Agricultural Non-point Source Pollution)模型是由美国农业部农业研名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 究署和土壤保护署以及明尼苏达州的污染控制处于1986 年

17、联合开发的。它是基于降水事件的分布式参数模型，可以模拟农业区内径流、泥沙和化学径流（氮、磷），其主要模型组件有4 个（其中包括化学传输模型），此模型采用格网离散化并与 GRASS 进行了集成。该模型在美国被广泛应用于评价非点源污染，例如在爱达荷州用此模型来评价土壤侵蚀和水质情况； 或利用它来制定水质计划。 但此模型不能模拟杀虫剂污染，而且营养物的传输和河道内过程不在模型模拟的范围之内。1 张运生， 曾志远， 李硕 . 农业非点源污染水质模型进展. 水资源研究 24卷，2003,3 86(1) 2 孙金华，朱乾德，颜志俊，陆海明，王会容. AGNPS 系列模型研究与应用综述. 水科学进展， 20

18、09(6) 10.HSPF模型HSPF(hydrological simulation programfortran) 模型是由Johanson et al.于1981年提出的， 它起源于 1966年斯坦福模型的水文例行程序的发展，并最终结合了许多美国环保署雅典试验室非点源模型研究的成果，是一个用来模拟流域水文和水质（包括常见的污染物和有毒有机物质）的综合包。 它将流域规模的 ARM和 NPS模型嵌入到一个基本的分析框架（包括在一维河道中污染物的传输），是唯一的一个允许用水动力学和沉积化学共同作用来模拟路面和土壤污染物径流过程的综合模型。 HSPF模型除了模拟单一的有机化学物质及其转变的其它形

19、式外还模拟了 3 种沉积物： 沙、粉沙和粘土。 模型中包括的污染物转移和再反应过程有水解作用、氧化作用、光解作用、生物降解作用脚、 挥发作用和吸收作用。HSPF模型及其早期模型被广泛应用于水文和水质研究，其中包括农药径流试验、农业最佳管理措施的分析等等。其不足之处在于： HSPF模型存在两个假设条件，一个是假设其中的斯坦福流域模型的水文模型对被模拟地区是适用的；另一个是其河道内模型假设接受水体是均匀的。 这两个假设条件限制了它对河流和水库的模拟。而且，由于这个模型的复杂性，使得模拟所需的工作量很大。1 张运生， 曾志远， 李硕 . 农业非点源污染水质模型进展. 水资源研究 24卷，2003,3

20、 86(1) 2 薛亦峰，王晓燕 . HSPF 模型及其在非点源污染研究中的应用. 首都师范大学学报(自然科学版 )，2009(3) 11.PRZM 模型PRZM(pesticide root zone model) 模型是美国环保局环境研究实验室研制开发出来的，是一个一维的动力学分区模型，用来模拟非饱和地区和植物根部以下地区化学径流的。 模型被分为水文和化学传输两个组件，水文组件基于土壤保持署的径流曲线数方法和通用土壤流失方程，用来模拟非饱和地区的水移动；化学传名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

21、- - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 输组件用来模拟施到土壤或植物叶面上的农药，它综合考虑了同步发生的植物吸收、表面径流、侵蚀、腐蚀、挥发、叶面冲刷和阻止作用。该模型的局限性在于它是垂直方向的一维模型，不能模拟侧面流。而且，模型仅能模拟有机化学物污染，如农药等。1 张运生， 曾志远， 李硕 . 农业非点源污染水质模型进展. 水资源研究 24卷，2003,3 86(1) 12.UTM-TOX 模型UTM-TOX(unified transport model for toxic materials) 模型是由美国国立橡树岭实验所和华盛顿美国国家环保

22、局农药和有毒物质办公室研制并开发的。它是一个多媒介模型，它用同一种计算机代码把水文、 大气和沉积物的传输连接在一起。该模型中的大气传输模型(ATM)可以以月为单位计算点源、 线源和面源的污染物。陆地生态和水模型描述了土壤植物系统中水的流动、阻滞作用和渗流以及暴雨和地下水流；其水文模型（威斯康辛水文传输模型WHTM）是斯坦福流域模型的修改版本， 包括斯坦福水文模型的全部水文过程，同时也可以模拟可溶性化学物移动、植物对化学物质的截留、 土壤和垃圾中化学物质的降解及土壤顶层的吸收。1 张运生， 曾志远， 李硕 . 农业非点源污染水质模型进展. 水资源研究 24卷，2003,3 86(1) 13.TO

23、PMODEL 水文模型1979年， Beven和 Kirkby提出了以地形为基础的TOPMODEL 模型(topography based hydrological MODEL) ， 它基于 DEM推求地形指数来反映流域水文响应特性，体现了降雨径流模拟的最新思想。此模型是基于土壤含水量和地形指数的概念性分布式参数的水文模型，它以数学方式表示水文循环过程， 是基于物理的半分布式流域水文模型。该模型结构简单， 参数较少并且具有明确的物理意义。 模型主要适合在山区进行产汇流计算。它的一个突出特点是提供了一个地表和浅层地下水变动的产流贡献面积，易于和其它模型结合进行二次开发。 目前它已广泛应于中小流域

24、的流域径流模拟，或与其它的一些模型结合研究流域内的生态问题，取得了很好的效果。 但模型的主要应用范围仅限于流域的径流模拟，模型能够模拟的流域的范围有限，模拟的精度与模拟所选取的范围有很大的关系，模型在一定的程度上自动优化模拟的结果，降低了各参数的物理意义。Topmodel 模型的控制因素为流域的地形、 土壤水力传导率和地下水埋深。模型的产流机制为蓄满产流。 径流类型有饱和面上的饱和坡面流和非饱和区域饱和层中的壤中流。 降在饱和区域的降雨直接产生饱和坡面流，降雨期间饱和面积随时间而变化。 径流首先在地势较低的河道附近产生，然后向河道两边的坡地延名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -

25、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 伸，汇水面积大而坡度小的地方容易产流。1 M. ROde, K. - E. L indenschmidt. Distributed Sediment and Phosporus Transport Modeling on a Medium Sized Catchment in Central Germany J . Pergamon, 2001, 26 (7 /8) : 635 - 640 2 陈仁升， 康尔泗， 杨建平等 . T

26、opmodel模型在和黑河干流出山径流模拟中的应用 J . 中国沙漠， 2003, 23 (4) : 428 434 3 刘志勇，赖格英 . 分布式 Topmodel模型主要应用及改进分析. 黄石理工学院学报， 2006(6), 22(4) 4 刘青娥，杨芳. TOPMODEL 水文模型理论及其应用. 广东水利电力职业技术学院学报，2005,9. 3(3) 14.VIC(VIC-2L,VIC-3L) 模型VIC(Variable Infiltration Capacity)可变下渗能力水文模型是美国Washington 大学、 California大学 Berkeley分校以及 Princet

27、on大学共同研制的陆面水文模型，是一个基于空间分布网格化的分布式水文模型。该模型可同时进行陆气间能量平衡和水量平衡的模拟， 也可只进行水量平衡的计算， 弥补了传统水文模型对热量过程描述的不足。 该模型已分别用于美国的Mississippi、 Columbia、 Arkansas-Red 等流域以及德国的Delaware 等流域的径流模拟。利用该模型对中国的淮河、渭河、黄河、海河流域的模拟，都取得了较好的效果。VIC 模型最初由 Wood 提出，仅包括一层土壤。 梁旭等在原模型基础上发展为二层土壤的 VIC-2L模型。 VIC-2L 基于简化的 SVATS 植被覆盖分类，用空间动力学的方法来表示

28、地表潜热和显热通量。VIC-2L模型在水平方向上， 其陆地表面由 N + 1种地表覆盖类型描述；在垂直方向上，和每种地面覆盖种类联系在一起的是单层的地表植被层、 第一层土壤和第二层土壤。 对于裸地，没有植被覆盖层。VIC模型中考虑了 3 类蒸发：冠层湿部蒸发、叶丛蒸腾及裸地蒸发。在裸地蒸发中，当第一层土壤湿度饱和时,按照 Penman-Monteith 公式蒸发潜力蒸发，当上层土壤不饱和时，采用可变下渗曲线来解决次网格裸地土壤水分空间不均匀性的问题。裸地地表径流用计算入渗的公式来计算。模型中对基流的描述采用的是ARNO模型方案 ,它表示在某一阈值以下基流是线形消退过程，而土壤水分含量高于这个阈

29、值时基流是非线性的。经改进 ,在 VIC-2L 顶层分出一个顶薄层 (通常情况为 0.1m) 而成为 VIC-3L , 它允许土壤层与层之间的土壤水的扩散， 并在一个计算网格内分别考虑裸土及不同植被覆盖类型。VIC-3L 模型用 Richards方程来描述垂向一维土壤水运动，土壤各层间的水汽通量服从Darcy 定律。 谢正辉等人发展了VIC新的地表径流参数化方法，它同时考虑了蓄满产流和超渗产流机制以及土壤性质的次网格非均匀性对产流的影响，并分别用土壤蓄水容量面积分配曲线和下渗能力面积分配曲线来表示土壤不均匀性对产流的影响，并在此基础上建立了地下水动态表示方法。综上， VIC系列模型主要特点是：

30、同时考虑陆气间水分收支和能量收支过名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 程；同时考虑两种产流机制 （蓄满产流和超渗产流）； 考虑次网格内土壤不均匀性对产流的影响；考虑次网格内降水的空间不均匀性。1 LIANG X ,LETTENMAIER D P ,WOOD E F. Surface soil moisture parameterization of the VIC-2L model . Elevation and

31、modificationJ . Global Plant Change ,1996 ,13 (1) :195 206. 2 YUAN F ,XIE Z ,L IU Q ,et al . An application of the VIC-3L land surface model and remote sensing data in simulating stream flow for the Hanjiang River basin J . Canadian Journal of Remote Sensing , 2004, 30(5) :680690. 3 吴波，张万昌 . 基于栅格产汇流

32、的TOPMODELJ . 长江流域资源与环境，2007, 16(5) :661666. 4 张利平，陈小凤，张晓琳，宋星原. VIC模型与 SWAT 模型在中小流域径流模拟中的对比研究 . 长江流域资源与环境，2009,8. 18(8) 15.IHDM 模型1980 年英国人 Morris 提出的英国水文研究所分布式模型IHDM(Institute of Hydrology Distributed Model)。随后 Beven和 Calver等对 IHDM 模型进行了改进。这种分布式水文模型认为坡面上垂直于水流方向的一定宽度范围内的土壤和地表特征都是均一的。 认为这是可以用一个参数概化的基本

33、的计算单元，而在坡面上不同的计算单元之间充分考虑流域下垫面因素（地表糙率、 土壤、植被、地形等）空间异质性。 Calver和 wood(1995)介绍了他们应用 HIDM 模型的经验：在实地获取模型需要的准确数据是很困难的。比如，所测的水力传导度值一般都不能充分估算地下水分快速流问题。此类模型采用有限元的方法解决地表水、地下水运动的数学模拟问题。1 CalverA. WoodW L. The institution of hydrology distributed modelA Water resources publication, 1995(17): 595-626 2 王旭东，蒋云钟等.

34、 分布式水文模拟模型在流域水资源管理中的应用. 南水北调与水利科技， 2004(1) 3 王中根，刘昌明. 基于 DEM的分布式水文模型构建方法. 地理科学进展，2002. 21(5):430-439 16.SHE 模型及其赶紧版本MIKESHE 模型SHE模型(system hydrologic of European)是一个典型的完全分布式水文模型。SHE模型于 1986 年由丹麦水工所、英国水文研究所和法国的SOGREEAH 联合研制开发及改进而成， 是知名度最大、 应用最广泛的分布式水文模型之一。它能够模拟水文循环的所有重要过程。模型将研究流域分成若干方格或矩形格。这些网格是模型最基本

35、的计算单元， 网格之间在进行模拟时通过不同的水分物理方程建立联系。此类模型采用有限元的方法解决地表水、地下水运动的数学模拟问题。MIKESHE模型是 SHE模型的改进版本。 MIKESHE模型是由丹麦水工试验所名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - DHI(Danish Hydraulic Institute) 在 SHE模型的基础上开发的针对流域整体水循环的基于物理过程的分布式参数水文模型。MIKESHE 模型有很强

36、的物理过程基础， 能模拟流域内整个水循环过程，包括水流运动、水质和泥沙输移。1 Band, L E, Peterson,D, Running,S, et al. Forest ecosystem processes at watershed scale basis for distributed simulation. Ecological Modeling , 1991(56):171-180 2 陈军峰，李秀彬. 森林植被变化对流域水文影响的争论. 自然资源学报，2001, 16(5):474-480 17.DTVGM 模型我国著名水文学者夏军等研究员针对分布式水文模拟问题，提出了将水文循

37、环空间 数字化 信息 与水文 系统理 论相结 合的分 布式 时变增 益水循 环模型(DTVGM) 。DTVGM将单元时变增益水文非线性模型(TVGM)拓广到由 DEM划分的流域单元网格上建立非线性地表水产流模型，基于水量平衡方程和蓄泄方程建立土壤水产流模型， 并应用运动波方法建立分级网格汇流模型，从而得到流域水循环要素的时空分布特征以及流域出口断面的流量过程。DTVGM是建立在 GIS/DEM的基础上，通过GIS/RS提取陆地表面单元坡度、流向、水流路径、河流网络、流域边界和土地覆被等信息。DTVGM 包括输入数据处理、网格单元产流模型及分级网格汇流模型。1 Xia J. A system a

38、pproach to real time hydrological forecasts in watersheds. Water International, 2002, 27(1):87-97 2 夏军，王纲胜，吕爱锋，谈戈 . 分布式时变增益流域水循环模拟. 地理学报， 2003,9 58(5) 18.ANSWERS模型ANSWERS(Areal Nonpoint Source Watershed Enviroment Response Simulation)模型是由普度大学农业工程系Beasley和 Huggins于 1981 年提出的，它也是一个基于降水事件的分布式参数模型，能够预测农

39、业流域规模的水文和侵蚀过程，营养物（氮、磷）用化学浓度、产沙量和径流三者之间的关系来模拟。此模型是基于格网的， 即把流域划分成格网， 每个格网内的重要参数值被认为是一致的，为了实际应用，格网大小一般为14hm2。模型被 Beasley(1986) 在印第安纳洲成功地应用于评价流域农业最佳管理措施(BMPS) 。该模型是一个暴雨事件模型， 输入数据非常复杂而不易准备，雪融过程和杀虫剂污染不能被模拟， 对氮和磷来说模拟的水质要素是非常有限的，在模型中氮、磷的传输过程没有被考虑。1 张运生， 曾志远， 李硕 . 农业非点源污染水质模型进展. 水资源研究 24卷，2003,3 86(1) 名师资料总结

40、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 19.WATLAC 模型我国水文工作者刘健等在考虑同类模型在模拟大尺度流域时存在的一些弱点，开发了基于单元网格， 并且结构较为简单、 参数数量较少的分布式水文模型WATLAC 。WATLAC 模型在降雨和蒸发驱动下，模拟流域地表和地下径流过程。模型包含地表、 地下径流两个子模型。 地表径流模型采用基于空间离散的栅格单元来模拟土壤蓄水、 降雨产流、 坡面流和河道径流； 地下径流模型采用解析方程

41、模拟非饱和土壤层与基于有限差分离散饱和含水层相结合的方法来拟，避免了采用变饱和度方程 (如 Richard 方程)模拟整个地下区域 (包括饱和与非饱和层 ) 带来的求解微分方程的高度非线性。 地表的平面网格单元与地下的有限差分网格单元在水平面上的投影相吻合。流域的空间非均匀性(降雨、蒸发、土壤类型、土地利用等 ) 由单元网格离散并模拟，对单个单元，流域的属性和降雨、蒸发等条件认为不变。地表和地下径流模拟可采用不同的时间步长，地表径流以日为时间步长，地下径流根据实际情况可采用从数日到数月不等的时间步长，这既体现了地表、地下径流存在的流速差异，又减少了地下水模拟的运算量。1 刘健，张奇 . 一个新

42、的分布式水文模型在鄱阳湖赣江流域的验证. 长江流域资源与环境，2009,1. 18(1) 20.21.CASCZD和 HILLFLOW 等。基于坡面单元的分布式模型有IHDM 、KINEROS 和 GB。基22.于水文响应单元的分布式模型有著名的S矶阴汀 (王纲胜等，2004) 。分布式水文模型的空间23.参数网格化有区域分析法和等值线插值分析法，前者建立网格模型与相似流域模型参数的24.函数关系，进行模型参数的移植，后者绘制模型参数的等值线，根据等值线图确定网格参数(张建云， 1998) 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -