新安江模型计算_基于遗传算法的多目标优化

新安江模型计算_基于遗传算法的多目标优化2流域水文预报模型2.1流域产流方案模型的选定:竹溪坡流域属东亚季风副热带暖湿气候区,湿润多雨,多年平均年雨量为1400mm~1800mm,年内降雨量主要集中在4~8月,一次洪水历时可达7~8天

文章转自:http://blog.csdn.net/superwen_go/article/details/

2流域水文预报模型

2.1  流域产流方案

模型的选定:竹溪坡流域属东亚季风副热带暖湿气候区,湿润多雨, 多年平均年雨量为1400mm~1800mm, 年内降雨量主要集中在4~8月,一次洪水历时可达7~8天。流域内植被良好,符合蓄满产流模型的应用条件。

    蒸发的计算:流域蒸发采用三层蒸发模式,蒸发资料采用附近柘溪站E601型蒸发器实测值,以1980~1988年9年资料进行统计,分别求出各月晴天和雨天多年平均日蒸发量,见表2。晴、雨天的区别标准以日雨量3mm为控制,日雨量小于3mm为晴天,否则为雨天。

水源的划分:地面以下的径流由多种产流机制形成,在流域出口断面流量的退水过程线上常呈现这些水源的退水特性。退水坡度反映了退水段径流受流域调蓄作用的差异,根据竹溪坡流域多年的退水过程线特点,采用三水源划分的方法。

2.2  流域汇流方案

三水源汇流方案

1)根据水源的划分,将流域汇流分地面汇流、壤中出流和地下汇流。

2)壤中流和地下汇流采用地下水库调蓄演算的方法。

3)地面汇流采用时段地面经验单位线法, 用竹溪坡实测雨洪资料分析的单位线见表3。

2.3模型参数

      新安江模型可分为蒸发、产流、水源划分和汇流等4个层次。每个层次的参数一般具有明确的物理意义。表4是新安江三水源模型主要参数的物理意义。

2.3.1 蒸散发参数: K、WUM、WLM、WDM、C

K:为蒸散发能力折算系数,是指流域蒸散发能力与实测水面蒸发值之比。此参数控制着总水量平衡,因此,对水量计算是十分重要的。

WUM:为上层蓄水容量,它包括植物截留量。在植被与土壤比较发育的流域,约为20mm;在植被与土壤颇差的流域,约为5~6mm。

WLM:为下层蓄水容量。可取60~90mm。

WDM:为深层蓄水容量。由WM = WUM+ WLM+WDM关系可以省去此参数的率定。

C:为深层蒸散发系数。它决定于深根植物占流域面积的比数,同时也与WUM+WLM值有关,此值越大,深层蒸散发越困难。一般经验,在江南湿润地区C值约为0.15~0.20左右,而在华北半湿润地区则在0.09~0.12左右。

2.3.2 产流量参数: WM、B

WM:为流域蓄水容量,是流域干湿程度的指标。一般分为上层WUM、下层WLM和深层WDM,约为120~180mm。

b:为蓄水容量曲线的指数。它反映流域上蓄水容量分布的不均匀性。一般经验,流域越大,各种地质地形配置越多样,b值也越大。在山丘区域,很小面积(几平方公里)的b值为0.1左右,中等面积(300平方公里以内)的b值为0.2~0.3左右,较大面积(数千平方公里)的b值为0.3~0.4左右。

2.3.3 水源划分参数: SM、EX、KI、KG

SM:为流域平均自由水蓄水容量,本参数受降雨资料时段均化的影响,当以日为计算时段长时,一般流域的SM值约为10~50mm,当所选取的计算时段长较小时,SM要增大,这个参数对地面径流的多少起着决定性作用,因此十分重要。

EX      :为自由水蓄水容量曲线指数,它表示自由水容量分布不均匀性。通常EX取值在1~1.5之间。

KI:为自由水蓄水库对壤中流的出流系数,KG为自由水蓄水库对地下径流出流系数,这两个出流系数是并联的,其和代表着自由水出流的快慢。一般来说,KI+KG=0.7,相当于从雨止到壤中流止的时间为3天。本流域中选择对KI进行率定,KG有以上关系式得出。

2.3.4 汇流参数: KKI、KKG

KKI:为壤中流水库的消退系数。如无深层壤中流时,KKI趋于零。当深层壤中流很丰富时,KKI趋于0.9。相当于汇流时间为10天。

KKG:为地下水库的消退系数。如以日为计算时段长,此值一般为0.98~0.998,相当于汇流时间为50~500天。

表2  竹溪坡流域晴、雨天多年平均日蒸发量 (mm)

月份

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

晴天

0.71

0.68

0.93

1.57

2.29

2.65

3.41

2.76

2.44

1.75

1.21

0.87

雨天

0.60

0.31

0.55

0.97

1.49

1.71

2.34

2.45

1.03

0.77

0.60

0.36

 

 

表3   竹溪坡6h10mm单位线

时段

(△t=6h)

0

1

2

3

4

5

6

7

单位线q(m3/s)

0

12.4

102.4

51.9

39.7

33.5

24.4

18.8

时段

(△t=6h)

8

9

10

11

12

13

 

 

单位线q(m3/s)

13.7

9.4

6.3

3.4

1.7

0

 

 

 

 

表4   新安江三水源模型主要参数的性质和约值

层次

参数符号

参数意义

敏感程度

取值范围

蒸发

K

蒸散发能力折算系数

敏感

0.5-1.5

WUM

上层蓄水容量

不敏感

10-20

WLM

下层蓄水容量

不敏感

60-90

C

深层蒸散发系数

不敏感

0.09-0.20

产流

WM

流域蓄水容量

不敏感

120-200

b

蓄水容量曲线的指数

不敏感

0.1-0.4

水源划分

SM

流域平均自由水蓄水容量

敏感

5-25

EX

自由水蓄水容量曲线指数

不敏感

1.0-1.5

KI

自由水蓄水库对壤中流的出流系数

敏感

0-0.7

汇流

KKI

壤中流水库的消退系数

敏感

0-1.0

KKG

地下水库的消退系数

敏感

0-1.0

 

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