流域水文模型——水文学

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123456 分类b (1)随机性模型(非确 把水文事件当成与 定性模型) 时间无关的随机变量 ? A、概率模型 ,常见的概率模型有 ? B、随机模型 对数正态模型等。b (2)确定性模型 ? “黑箱”模型 ? 概念性模型 ? 整体模型 ? 过程模拟模型 ? 集中模型 ? 分散(块)模型 7b (1)随机性模型(非确 把水文事件当成 定性模型) 与时间有关的随机过 ? A、概率模型 程。 ? B、随机模型b (2)确定性模型 ? “黑箱”模型 ? 概念性模型 ? 整体模型 ? 过程模拟模型 ? 集中模型 ? 分散(块)模型 8 数学模型的分类:b (1)随机性模型(非确 定性模型) ? A、概率模型 ? B、随机模型b (2)确定性模型 ? “黑箱”模型 ? 概念性模型 ? 整体模型 ? 过程模拟模型 ? 集中模型 ? 分散(块)模型 9b (1)随机性模型(非确 指在建立模型时 定性模型) ,基本上不考虑径流 ? A、概率模型 形成的物理过程,而 ? B、随机模型 仅作一些必要的假设b (2)确定性模型 ,至于假设是否合理 ? “黑箱”模型 几乎全部依赖于实测 ? 概念性模型 的输入和输出资料。 ? 整体模型 仅输入为已知的,其 ? 过程模拟模型 他均为未知——“黑 ? 集中模型 箱”,该模型又称为 非参数模型。 10 ? 分散(块)模型1112 数学模型的分类:b (1)随机性模型(非确 先对径流形成过 定性模型) 程中每个子过程进行 ? A、概率模型 数学模拟,然后按照 ? B、随机模型 各子过程在径流形成b (2)确定性模型 过程中内在的联系组 ? “黑箱”模型 合成一个数学模型。 ? 概念性模型 ? 整体模型 ? 过程模拟模型 ? 集中模型 ? 分散(块)模型 13 数学模型的分类:b (1)随机性模型(非确 把全流域作为一 定性模型) 个整体研究,忽略输 ? A、概率模型 入变量与参数的时空 ? B、随机模型 分布的差异。b (2)确定性模型 ? “黑箱”模型 ? 概念性模型 ? 整体模型 ? 过程模拟模型 ? 集中模型 ? 分散(块)模型 14 数学模型的分类:b (1)随机性模型(非确 先把全流域按径 定性模型) 流形成的要求,划分 ? A、概率模型 成几个单元流域(或 ? B、随机模型 单元面积),分别对b (2)确定性模型 每一个单元流域的径 流形成过程进行数学 ? “黑箱”模型 ? 概念性模型 模拟,然后综合,它 ? 整体模型 考虑了输入变量及参 数在时间空间上的分 ? 过程模拟模型 布的差异。 ? 集中模型 ? 分散(块)模型 15 随机性模型 确定性模型概率模型 随机模型 概念性模型 黑箱模型 整体模型 过程模型 集中模型 分散模型 161718192021222324 蒸散发 降雨 实测水面 E 蒸发Ew,0 透水面积 不透水面积 土壤湿度 W EU 上层WU 直接径流 直接径流过程 EL 下层WL Rd QdED 深层WD 单元面积 流域出口 径流 总出流过程 总出流过程 R 地下径流 地下径流过程 Rg Qg 25新安江流域单元面积图 26计算程序1.单元面积的产流量计算、直接径流与地下径流 的划分;2.单元面积上直接径流及地下径流汇流过程计算;3.单元面积以下河槽汇流计算。b 这里有三个划分:流域分块;径流分为直接径 流及地下径流两种水源;汇流分为单元面积内 部及单元面积以下两个阶段。 27(二)各个分部结构的计算方法 1、单元面积划分及代表性流域 2、产流量计算及水源划分 3、单元面积流域汇流计算 4、河糟汇流计算 28单元面积划分b 主要是考虑降雨在面上分布的不均匀性, 要求单元面积大小适当,使得每块面积 上降雨比较均匀,并有一定的雨量站。b 其次,应尽可能使单元面积与自然流域 相吻合,使单元面积自然条件相近,并 便于利用流域上小流域的实测水文资料。 29新安江流域单元面积图 30新安江水库以上流域单元面积 31衢县流域单元面积的划分 32代表性流域 流域划分单元后,不是每个单元面积都具有水文资料,原则上属于无资料地区。模型采用代表性流域的方法,即在流域内或自然条件相近的附近地区找一个面积与单元面积相近,具有实测资料的小流域,作为代表性流域,移用它的分析成果到各单元面积,作为计算的初值。 33 产流量计算b 应用蓄满产流模型,但增加了不透水面积IMP, 即流域上不透水面积占流域面积之比。有了这 个参数,则: Wm=Wm’(1-IMP)/(1+b) Wm=Wm’/(1+b) Rg=Fc[R-IMP×(P-E)]/(P-E) Rg=Fc[R/(P-E)] Rs=R-Rgb 蒸散发计算采用三层模型,产流及蒸散发计算 框图见下图。 3435抛物线型流域蓄水容量曲线 F W 0 ?1? (1? m )b F Wm ' 36散 新发 安计 江算 模框 型图 产 流 量 及 蒸 37模型参数 模型参数计有Kc、WM(及其分量)、b、Fc、 IMP。 IMP:对半干旱地区及湿润地区的干旱季节有 影响,原则上可由地图量测,实用上常采用分 析的方法。取干旱期小洪水,如完全由不透水 面积产生,可求其径流系数作为IMP。 b: 蓄水容量曲线的方次,与流域地形地质条件 相关; Kc:蒸发能力换算系数; Wm:流域平均蓄水容量; Fc:稳定下渗率 38单元面积流域汇流计算-地表b Qd采用时段单位线法。 根据代表性流域求得单位线(UH)后, 计算式应为 m Q d , t ? ? h n q i i ? 1 39单元面积流域汇流计算-地下b Qg采用线性水库演算法。 具体进行时可简化,不对单元面积分别演算, 而是全流域总算。由于地下径流的汇流历时很 长,大大超过河槽汇流历时,所以不考虑地下 径流在流域面上分布的不均匀性,误差不大。 如新安江水库流域,分析得K为84h,而单元面 积至流域出口的最大汇流历时只有9h.b 这部分计算参数为UH及K。 404142434445464748蒸发 降雨量 蒸发 透水面积 不透水面积 不透水面径流 张力水 自由水 地面流 蒸发 UZTW UZFW 壤中流
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