1、東南大學交通學院橋涵水文資料整理指導老師：許崇法姓名：郭趙元學號：21710131目錄第一章新安江模型TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 新安江模型簡介3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 新安江模型的基本原理3新安江模型結構4第二章陜北模型2.1陜北模型簡介6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 2.2陜北模型結構7 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 模型評述8第一章新安江模

2、型新安江模型簡介新安江模型始建于1973年，采用蓄滿產流的概念，以土壤含水量達到田間持水量后才產流，是個分布式的概念性模型，30多年來在我國濕潤與半濕潤地區有廣泛應用，并發展改進為三水源的以及其他多水源的模型。原華東水利學院的趙人俊教授于1963年初次提出濕潤地區以蓄滿產流為主的觀點，主要根據是次洪的降雨徑流關系與雨強無關，而只有用蓄滿產流概念才能解釋這一現象。上個世紀70年代國外對產流問題展開了理論研究，最有代表性的著作是1978年出版的山坡水文學，它的結論與趙人俊先生的觀點基本一致：傳統的超滲產流概念只適用于干旱地區，而在濕潤地區，地面徑流的機制是飽和坡面流，壤中流的作用很明顯。20世紀7

3、0年代初建立的新安江模型采用蓄滿概念是正確的。但對于濕潤地區，由于沒有劃出壤中流，導致匯流的非線性程度偏高，效果不好。80年代初引進吸收了山坡水文學的概念，提出三水源的新安江模型。新安江模型的基本原理新安江模型是分散性模型，可用于濕潤地區與半濕潤地區的濕潤季節。當流域面積較小時，新安江模型采用集總模型，當面積較大時，采用分塊模型。它把全流域分為許多塊單元流域，對每個單元流域作產匯流計算，得出單元流域的出口流量過程。再進行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量過程。把每個單元流域的出流過程相加，就求得了流域的總出流過程。該模型按照三層蒸散發模式計算流域蒸散發，按蓄滿產流概念計算降雨產生的總徑

4、流量采用流域蓄水曲線考慮下墊面不均勻對產流面積變化的影響。在徑流成分劃分方面，對三水源情況，按“山坡水文學”產流理論用一個具有有限容積和測孔、底孔的自由水蓄水庫把總徑流劃分成飽和地面徑流、壤中水徑流和地下水徑流。在匯流計算方面，單元面積的地面徑流匯流一般采用單位線法，壤中水徑流和地下水徑流的匯流則采用線性水庫法。河網匯流一般采用分段連續演算的Muskingum法或滯時演算法，但它一般不作為新安江模型的主體。新安江模型按泰森多邊形法分塊，以一個雨量站為中心劃一塊。這種分法便于考慮降雨分布不均，不考慮其它的分布不均。新安江模型的流程圖見圖。圖中輸入為實測降雨P和實測蒸散發能力EM,輸出為流域出口斷

5、面流量Q和流域蒸散發量E。方框內是狀態變量，方框外是常數常量。模型主要由四部分組成,即蒸散發計算、產流量計算、水源劃分和匯流計算。產ffli宜ft電而屈施as張力朮*-下宦門采盡帀VH環中fli低直TRg$QRSSVH榊.段徑帶濫*人療TRGQRG1.3新安江模型結構新安江模型是分散性的模型，常按泰森多邊形法把全流域分成許多單元流域，產流部分采用蓄滿產流模型，另增加了流域不透水面積占全流域面積之比的參數IMP。蒸發部分采用三水源蒸散發模式。河道洪水演算采用馬斯京根法。地面徑流的匯流采用經驗單位線，并假定每個單元流域上的無因次單位線相同，簡化結構。地下徑流的匯流采用線性水庫。對每一個單元流域作匯

6、流計算，求得單元流域出口流量過程。再進行出口以下的河道洪水演算，得出流域出口的流量過程。把每個單元流域的出流過程相加，就求得了流域出口的總出流過程，新安江模型流程圖如圖。（1）蒸散發。此部分的參數包括K、C、WUM、WLM。K：流域蒸散發能力與實測水面蒸發值之比。它反映蒸發皿蒸發量與流域蒸發能力的差別，也反映蒸發皿蒸發量對全流域（高程差）的代表性問題，對具體流域來說，以優選為宜，即選模擬徑流誤差最小時的K值。夏天其值一般取1.31.5，冬天一般取1.0oC：深層蒸散發系數。它決定于深根植物占流域面積的比值，同時也與WUM+WLM有關。一般經驗，在江南濕潤地區C值約為0.150.20之間，而在華

7、北半濕潤地區值則在0.090.12左右。WUM：上層蓄水容量，它包括植物截留量。在植被與土壤很好的流域，其值約為20mm；在植被與土壤頗差的流域，值約為510mm。WLM：下層蓄水容量。其值可取6090mmo（2）產流。通過降雨和土壤缺水量產生徑流。此部分包括的參數有WM、B和IMP。WM：流域平均蓄水容量，它是衡量流域干旱程度的指標且WM=WUM+WLM+WDM。B：蓄水容量的方次，它反映流域上蓄水容量分布的不均勻性。很小面積（幾平方公里）時B值為0.1左右，中等面積（300平方公里以內）時B值為0.20.3，較大面積時的B值為0.30.4。IMP:不透水面積占全流域面積之比。（3）分水源。

8、此部分把總徑流劃分為三部分，即地面徑流、壤中流和地下徑流。參數包括M、EX、KG和KIoSM：自由水蓄水庫容量（mm）oEX:自由水蓄水容量曲線的指數。其最佳取值范圍是1.01.5。KG+KI：自由水蓄水庫地下水日出流系數和自由水蓄水庫壤中流日出流系數，它們反應基巖和深層土壤的滲透性，對于一個面積約為1000Km2流域KG+KI=0.7。（4）匯流。此部分是對每個單元流域作匯流計算，求得單元流域出口流量的過程,涉及的參數有CI、CG、CS、L。CI：壤中流消退系數。CG：地下水消退系數。CS：河網蓄水的消退系數。L：河網匯流滯后演算法中的滯后時間，其值是一個經驗值。以上共有15個參數。如全流域

9、需分塊計算，則需進行河道演算，故就增加了KE、XE（單元河道的馬斯京根K、X值）及河道匯流段數N。這幾個參數可根據河道水力學法求出，一般不優選。第二章陜北模型2.1陜北模型簡介黃土高原地區，自然地理條件復雜，暴雨時空分布極不均勻，雨量及水文站網密度十分稀疏，長期以來給該地區暴雨洪水計算帶來很多困難。陜北模型是適用于干旱地區或是以超滲產流為主的地區。陜北降雨徑流模型流程框圖如下：透狀血思T陜北模型結構考慮降雨分布的不均勻性和下墊面分布的不均勻性，尤其是地面下滲能力的不均勻性，將流域劃分為若干塊單元面積；每塊單元面積內分為不透水面積FB和透水面積（1-FB）。在透水面積上的降雨量i扣除蒸散發量E后

10、，用霍爾頓下滲公式和流域下滲能力分配曲線計算徑流量R1,在不透水面積上的降雨i扣除蒸散發E,產生徑流量R2；次降雨產生的流域總徑流量為R=R1+R2。各單元面積的坡地匯流計算采用線性水庫或滯后演算法。河道匯流計算采用馬斯京根分段連續演算法。將各單元面積到達出口斷面的流量過程線性疊加即為流域出口斷面總的流量過程。陜北模型產流結構中若采用霍爾頓下滲方程，有11個參數：KC、8、FB、f、f、k、B、CS、L、KE、XEm0c主要參數有：KC、9、f、f、k、CS、Lm0c（1）蒸散發能力折算系數KC。因干旱地區資料等方面的原因，在實際計算中KC往往變化很大，最后需經調試后確定,必要時可分月份優選。

11、（2）張力水蓄水容量8m與參數KC一起，主要用于計算初始土壤含水量0，09二6080mm。m（3）最干旱時的下滲能力f0一般天然流域無土壤含水量和下滲資料，可用水文分析及下滲模型法分析，由實測資料驗證。一般f=lo2.0mm/min。0（4）穩定下滲率fc可用水文分析及下滲模型法分析，由實測資料驗證。一般f=0.30.5mm/minC霍爾頓下滲曲線方程系數k可用水文分析及下滲模型法分析，由實測資料驗證。一般k=0.040.05/min。地面徑流消退系數cs。詳見模型參數概念分析方法部分。(7)滯時L。參考模型參數概念分析方法。由于超滲產流時對雨強十分敏感，加之陜北地區暴雨歷時短促，流域坡陡，洪水陡漲陡落，所以在應用陜北模型時，計算時段At不能取得太長，一般At=25min模型評述陜北模型特點：為了考慮降雨分布的不均勻性和下墊面分布的不均勻性，將流域劃分為若干塊單元面積；在每塊單元面積內又將其劃分為不透水面