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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