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ke SC)湖泊科学)，2021,33(2)：581-594DOI10.18307/2021.0223©2021by Jofnal of Lake Sciences新安江模型在资料匮乏的长江中下游山区中小流域洪水预报应用**龚f夫1**，陈红兵2,朱芳2,李永凯2,崔明2,李致家1(1:河海大学水文水资源学院#南京210098)(2：宜昌市水文水资源勘测局，宜昌443000)摘要：水文资料匮乏流域的洪水预报(PUBs)是水文科学与工程中一个尚未解决的重大挑战.中国湿润山区中小流域大多是水文资料匮乏的流域，在此地区进行洪水预报的重要手段之一就是水文模型参数的估计•对基于参数物理意义的估算方法(以下简称物理估算法)及两种区域化方法进行了研究，将其用于新安江模型参数的估算及移植•皖南山区的29个中小流域被选作水文资料丰富的测量流域，鄂西山区的3个中小流域被视为水文资料匮乏的目标流域#目的是研究目标流域与测量流域空间位置较远但物理条件相似时，区域化等方法是否可以有效估计模型参数.结果表明，即使目标流域与测量流域空间距离较远，区域化及物理估算法也能一定程度上减少参数估计导致的模型效率损失，且在研究区的最优参数估计方案为单流域物理相似法结合回归法及物理估算法.为长江中下游资料匮乏的山区中小流域提出了可行的新安江模型参数估计方案，为该地区的洪水预报提供指导•关键词：长江中下游;山区中小流域&无资料;新安江模型;参数估计;区域化Applicahon of Xio'njiong Modei io the flow pradiction of ungauged smal i-and mediumsized catchments io the middle and lower raaches of the Yangtze River Basio*Gong Junfu1**,Chen Hongbing2,Zhu Fang2,Li Yongkai2,Cui Ming2&Li Zhijia1(1:College of Hydrologd and Water Resources#Hohai University#Nanjing210098#P.R.China)(2：Hydrologd and Water Resources Surved Bureru of YicCang#YicCang443000#P.R.Rhina)Abstrach:FU w prediction in ungauged basins(PUB)J as impoUant as it J ddicult.PUB J a major unsolved chW U nge in scientific and engineeJng hydrology.So far,empiwcal and stochastic methods have mainly been used for PJ pujose.Many smal l catchments in humid mountainous areas of Chine are with little os no hydrological data.The principal method of Jood forecasting in this area is the parameter estimation of the hydrological model.Xin'anjiang Model was used to predict Jow in this study,and Xin'anjiang Model parameters were estimated based on tUe physical meaning of Pem and regionabzationi Regression and physical similaJty approach were included in regionalization metUods in this study.The29small basins in mountainous areas in southern Anhui Province were selected for gauged catchments,and three small basins in mountainous regions in westem Hubei Province were treated as ungauged catchments.The main goal of this approach was to research whePes regionalization and oPes methods couad e o e ctoeeayestomatemodeapaameteswhen thespatoaaaocatoon oothegauged catchmentsand theungauged catchmentsweCe far away,but the physical conditions were similes.It is shown that:(1)Xin'anjiang Model has high accuracy in Jow prediction of study areas•(2)Even J the space distance of gauged catchments and ungauged catchments J far,regionalization and physicalbased estimation method can also reduce the e/iJency loss caused by parameter es/mabon to some extent.(3)WiP the increase in the number of donor catchments,the etiJency of the physical similaJty approach J reduced.(4)The optimal parameter estimation scheme in the study area is Pe ingenious combination of physical similaJty approach(only one donor catchment),regression approach and physical-based estimation method.A feasible parameter estimation scheme of the Xin'anjiang Model J proposed in this study,which provides guidance for Jow forecasting in smal l ungauged catchments in humid mounWinous areas among Pe middle and Uwes reaches of the Yangtze RJeSi*2019-10-10收稿&2020-06-23收修改稿•国家自然科学基金项目(51679061)和国家重点研发计划项目(2018YFC1508103)联合资助.**通信作者;E-mail:gon/junfu321@.ke Sd(湖泊科学)，2021,33(2)Keywords：The middle and Uwes reaches of the Yangtze Rives；smal l and medium catchmenb in the mountainous area;ungauged；Xin'anjiang Model¶meter estimation®ionalization可靠的洪水预报是防洪决策中的重要依据［1］，是减少甚至避免洪水破坏的第一道防线.在水文学研究及实际工程应用中,相较于水文资料充足的地区，更常见且更有挑战性的是对资料匮乏流域进行洪水预报.国际水文学会（IAHS）曾在20世纪初提出了水文资料匮乏流域的洪水预报（PUBs）10年计划［2］,期间涌现了大量研究成果+ 3A,-资料匮乏流域的洪水预报研究一般被概括为以下两部分［6］:（1）直接针对径流或径流指标进行区域化；！2）针对水文模型参数进行区域化.两者都是基于回归方法或目标流域与测量流域之间的某种距离度量.首先，简单的回归模型显示出较高的应用价值，如Maz/weei等在非洲52个流域建立了径流指标与流域属性的多元线性回归模型，以期通过年平均降雨、流域平均坡度、河网密度和土地覆盖等流域属性估计无资料流域的年平均径流量、基流指数、历时曲线和月平均径流量等径流指标.Marsh—等⑷基于英国土壤类型水文计划（HOST）的土壤数据，使用了一个简单的回归方法较精确地预测了未测量流域的基流指数等径流指标.也有部分研究基于更复杂的回归模型，如Laahe等［10-11］揭示了根据区域特点定制回归模型而不是使用全局模型的好处，其研究表明基于按季节性分组的流域回归模型提供了鲁棒性更强的区域化结果.同样地,地质统计学方法也被用于估计资料匮乏流域的水文变量，比如Sk~ien等阳提出了拓扑克里金法，可以用于解释水动力及地貌特征的空间离散性，该方法避免了输入数据的误差和参数可识别性问题.部分研究［13］认为该方法提供了比回归模型更稳健的估计.另一方面，研究者们越来越认识到，流域空间上的接近不一定导致流域产流模式的相似［14］，当使用更具有水文学意义上的距离量度时，基于距离的方法的估计效果会显著提高［15］-如Mew等［16］将拓扑克里金法与流域特征相结合，提高了该方法的预测性能. Domes等®认为只要保证流域之间的水文相似性，水文模型的参数甚至可以传递数千千米.时至今日，资料匮乏地区的水文预报获得了长足进步，但仍有大量难题无法解决［18］-我国有防洪任务的重点中小河流（汇流面积小于3000km2）有5186条问.近年来，受气候变化影响，由局地强降水造成的中小河流突发性洪水频繁发生，已成为造成人员伤亡的主要灾种.据统计,我国中小流域涝灾害和山洪地质灾害损失约占全国洪涝灾害经济损失的70%~80%，对人民群众的生命财产安全构成了严重的威胁［20］-由于大部分中小河流源短流急，洪水具有历时短、上涨快的特点，加之水文资料短缺，传统的预报方案通常难以对这些地区的洪水做出有效的预报［21］-区域化方法是解决此问题的思路之一，目前针对无资料中小流域的区域化研究较少,姚成等［22］使用区域化方法（空间临近法和回归法）将API模型和新安江模型应用于大别山区及皖南山区的29个中小流域，得到了较高的预报精度.但是在现有的区域化研究中，测量流域与目标流域大多空间分布均匀且空间距离较近.在这些地区,基于空间距离的区域化方法（以下称为空间临近法）由于操作简单且所需资料少而多被使用.同时，基于水文属性距离的区域化方法（以下称为物理相似法）和回归方法也被用来提高预测性能.在自然条件与历史因素的限制下［23］，设立在我国湿润山区中小流域的水文测站分布稀疏,可能导致某一具体区域内的测量流域数量较少.是否可以通过其他资料充足但相隔较远地区的测量流域作为参证流域进行参数估计？为了回答此问题,本研究关注于目标流域与测量流域空间位置较远时,区域化方法是否可以有效估计参数.此时，测量流域与目标流域之间显著的空间差异导致空间临近法无法使用，物理相似法及回归方法是否适用，需要接下来进一步的研究.本研究将皖南山区与鄂西山区分别作为已观测区及未观测区，选用新安江模型进行洪水模拟，并验证区域化方法（物理相似法及回归法）在研究区的适用性-正如PUetc等［24］所言，单独使用参数区域化有诸多弊端，本研究基于新安江模型参数的物理意义先估算出部分参数，剩余参数使用区域化方法（物理相似法及回归法）估计,并比较不同参数估计方案的效果，提出在研究区内最为适用的参数估计方案，为长江中下游资料匮乏的山区中小流域水预供参.1研究区概况及资料来源研究区域为长江中下游地区的32个山区中小流域,其中位于皖南山区的29个流域为有观测资料的测量流域，鄂西山区的3个流域被视为资料匮乏的目标流域，研究区域见图1.各流域面积均不超过1000km2,龚f夫等：新安江模型在资料匮乏的长江中下游山区中小流域洪水预报应用583均为自然闭合流域，受水工建筑物的影响较小，流域平均海拔多在400-1000m,其中雾渡河流域平均海拔最高，为1109mi各流域年平均降水量均在1200-1500m叫年平均蒸发量均在600-800m叫年平均气温14-1601研究流域大多地势，密集，平均坡度大在10-30°,密度大多在00~10km/km2.研究区内型和黏土为主，饱和渗透系数大多在3~12mm/h.土地利用（LUCC）以林地为主，大流域林地面积占比70%以上，甚至达到100%i研究区内植被类型为主，大为常绿针叶林、常阔叶林及灌木i图1研究区地理位置FigO Locations of the research catchments降雨、径流及蒸发资料来自当地水文局，时间步长均为1hi29个测量流域均具有至少30年的观测资料.3个目标流域中，有20082017间共11场观水，有20162018年间共5场观水，下仅有2016共2场观测洪水.DEM来自中国科学院地理空间数，分辨率为30m，用取流域地形、地貌属性;土地利用数据来自中国科学院遥感的2010年LUCC图，分辨率为1km，用取流域土地利用属性；数自于HWSD（世界数）的型图，分辨率为1km，用取流域土属.2研究的研究思路大致如下：在量流域进行新安型的校准，得到量流域的新安型校参数集.然流域物理属性的筛选，筛的流域物理属，运用区域化（回归法、物理相似法），将量流域的校准参数转移至目标流域.与此同时，使用参数物理意义的（以下简称物理），参数•最后，将理与区域化结合，针目标流域的参数案，并不同参数案的效果，得到在研究区内最为适用的参数案•本研究的线图图％22新安江模型及物理估算法2.1.1新安江模型新安江模型是赵人俊+25］于1984年前后提岀的概念性模型,在我国湿润及半湿润地区具有较高的预报精度，已到广泛应用+ 26气巴该模型共有16参数,各参数物理意［29］，其中不敏感ke SO.(湖泊科学)，2021,33(2)参数10个(WM、WUM、WLM、B、C、CP、EX、CC、KE、XE$，敏感参数7个(KC、SM、KI(KG)、CG、CS、L)-根据赵人俊等[3°]提岀的客观优选法，不敏感参数不参与率定，直接赋予固定值•敏感参数的率定使用人工优选结合SCE-NA算法[31],这样既可以快速稳定的优选参数，又能有效避免自动优选参数可能不合理的问题•选用洪峰相对误差、峰现时间误差,纳什效率系数(NSE)对参数率定结果进行评价.依据《水文情报预报规范》两，洪峰相对误差在20%以内，峰现时间误差在3h以内为合格-在目标流域，不敏感参数同样直接赋予固定值，敏感参数需要进行估计.在敏感参数中K与KG满足线性约束，只需估计K即可,因此本研究在目标流域需要估计的参数为6个，见表1-在新安江模型的待估计参数中，壤中流岀流系数K和河网水消退系数CS可以基于参数的物理意义进行估算(物理估算法)-表1目标流域待估计参数Tab.1Estimated parameters of ungauged basins参数参数意义参数取值范围KC蒸散发折算系数一般小于1SM自由水容量一般为10〜50mm,在土层较厚、透水性强的流域可取50mm或更大K/壤中流出流系数0〜06之间CG地下水消退系数0〜1之间CS水流系数0〜1之间L河网汇流滞时大于等于0,在山区中小流域一般小于10h276壤中流与地下水出流系数KC与KG土壤质地可以用来推断土壤的性质，进而估算自由蓄水量对壤中流及地下水的岀流系数(新安江模型中的K与KG).K和KG之和决定了自由水的排水速率，赵人俊等认为KI+KG的值可固定为0.5&KI/KG决定了壤中流与地下水岀流的比例，姚成等⑶〕在GXM模型中提岀了针对栅格的K/KG估计公式，将其修改成适用于新安江模型的形式：KC KG=0"K/=1+2(1_九)(1)KG表2不同质地土壤凋萎含水量Tab.2Wilting moisture content of various soil textures 土壤质地/p土壤质地&呷砂土0.04砂质黏壤土0.16壤砂土0.05粉质黏壤土0.24砂0.09黏0.21粉壤土0.15砂质黏0.21粉土0.11粉黏0.28壤土0.14黏0.28式中，m c为自由水岀流校正系数，根据前人的研究成果a35〕，在湿润流域m c可取为1;/为土壤凋萎含水量，以体积含水量表示，可根据土壤质地取值#见表2[36]-2.1.3河网水消退系数CS李致家等⑶〕针对二叉树结构河网，对河链进行编号，链接河源的河链编号记为厂=1，下游河链的编号等于该条河链的上游总链数+1•并根据矩形河道线性蓄泄关系(式！2))#引入一个无量纲时间i+：vQ(ftt=/(ft(2)式中，Q(ft为河链厂的岀流量,”3/s；W(ft)为河链厂的蓄量,m3&v为平均河道流速，”/s；L为平均河链长，”i在资料匮乏地区一般没有实测流速资料，可以使用经验公式估算.RodOguez-tturbe等+38〕基于运动波理论提岀如下流速公式：v=0.665-弓(p/A)(4)龚f夫等：新安江模型在资料匮乏的长江中下游山区中小流域洪水预报应用585tU—2\J丿o.D式中，P为次洪的平均雨强,c m/h；2为流域面积,km2;D为平均河宽,m；S。
小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究
陈洋波;朱德华
【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(044)003
【摘要】针对小流域洪水降雨强度大、历时短、汇流速度快的特点,提出了一种应用新安江模型进行小流域洪水预报及模型参数优化率定的方法.该方法以最小二乘法作为模型参数优选的准则,并采用逐次渐进网格寻优法优选模型参数.由于该方法同时优选所有模型参数,不需要对实测径流进行分割,从而可避免人工分割径流而出现的参数率定误差.最后,按照该方法,应用二水源、三水源新安江模型对广东省黄京塘流域进行了研究计算,优选出了模型参数.模型验证结果表明,二水源新安江模型效果比三水源新安江模型好.
【总页数】4页(P93-96)
【作者】陈洋波;朱德华
【作者单位】中山大学水资源与环境系,广东,广州,510275;中山大学水资源与环境系,广东,广州,510275
【正文语种】中文
【中图分类】P338+.8;P333.2
【相关文献】
1.新安江模型(三水源)参数的客观优选方法 [J], 王佩兰;赵人俊
2.新安江模型在资料匮乏的长江中下游山区中小流域洪水预报应用 [J], 龚珺夫;陈
红兵;朱芳;李永凯;崔明;李致家
3.新安江模型在江西省万安水库流域洪水预报的应用研究 [J], 黄国新;谢小华;黄煌
4.新安江模型在江西省万安水库流域洪水预报的应用研究 [J], 黄国新;谢小华;黄煌
5.半分布式新安江模型在石家庄西部山区小流域洪水预报中的应用 [J], 刘郁
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《流域水文模拟》结课报告新安江模型的原理、结构及应用、发展历程The principle, structure, application and development process of Xin anjiang Model作者姓名：孔旭学科、专业：水文学及水资源学号：21506149指导教师：王国利完成日期：2016年8月30日大连理工大学Dalian University of Technology摘要新安江模型是河海大学提出的一个概念性降雨径流模型，具有原创性，是我国为数不多的被国际上广泛认可的水文模型。
新安江水文模型在我国湿润与半湿润地区广为应用，取得了良好的效果。
经过近50年的发展，新安江模型已经从最初的专门从事水库入库洪水预报的单一功能模型发展为适合用于水文预报、水资源管理、水土资源评价、面源污染预测、气候变化和人类活动影响研究的多功能的水文模型；其部分参数已从靠经验率定发展为可以进行物理推求。
总之，新安江模型是一个不断发展的模型体系。
本文主要由三部分构成。
第一部分为新安江模型简介，回顾了新安江模型产生的历史背景和发展历程，介绍了新安江模型的基本原理和结构体系；第二部分讲述了新安江模型参数的物理意义及其率定；第三部分为新安江水文模型在英那河流域防洪规划编制当中的应用。
关键词：水文模型；新安江模型；洪水预报The principle, structure, application and development process of Xinanjiang ModelAbstractXin anjiang Model originally proposed by Hehai University is a conceptual rainfall runoff model and is also one of the few widely recognized international hydrological model in China. Xin anjiang hydrological model was widely used in our humid and semi-humid areas, and achieved good results.After nearly 50 years study, Xin anjiang model has been developed from the single-function of reservoir flood forecasting into multi-purpose model including hydrological forecasting, water resources management, water and soil resources evaluation, non-point source pollution prediction, climate change and human activities versatile hydrological model studies. And part of its parameters can be acquired through physical calculation instead of experience. In short, Xin anjiang model is an evolving model system.This paper consists of three parts. The first part is about the brief introduction of Xin anjiang model, which recalls the historical background and the development, as well as introduces the basic principles and architecture; the second part describes the physical meaning of Xin anjiang model parameters and calibration; the third part is about the application of Xin anjiang model in Ying Na River Basin flood control planning.Key Words: hydrological model; Xin anjiang model; Flood forecasting目 录摘 要 .............................................................. I Abstract .. (II)引 言 (1)1 新安江模型简介 (2)1.1 新安江模型起源 ............................... 错误!未定义书签。
小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究X陈洋波,朱德华(中山大学水资源与环境系,广东广州510275)摘 要:针对小流域洪水降雨强度大、历时短、汇流速度快的特点,提出了一种应用新安江模型进行小流域洪水预报及模型参数优化率定的方法。
该方法以最小二乘法作为模型参数优选的准则,并采用逐次渐进网格寻优法优选模型参数。
由于该方法同时优选所有模型参数,不需要对实测径流进行分割,从而可避免人工分割径流而出现的参数率定误差。
最后,按照该方法,应用二水源、三水源新安江模型对广东省黄京塘流域进行了研究计算,优选出了模型参数。
模型验证结果表明,二水源新安江模型效果比三水源新安江模型好。
关键词:洪水预报,新安江模型,参数优选中图分类号:P338+18;P33312 文献标识码:A 文章编号:0529-6579(2005)03-0093-04 小流域洪水具有降雨量集中、强度大、时间短、汇流速度快、汇流主要呈现山坡汇流的特征,因此小流域洪水往往出现峰高量大,历时短的特点,给小流域洪水预报带来了较大困难。
洪水预报一般采用降雨-径流模型(Rainfall_Runoff_Model)。
国内外目前使用的降雨径流模型主要是集总型模型,如爱尔兰的SLM 模型和SMAR 模型,意大利的CLS 模型和ARNO 模型,美国的斯坦福4号模型和HEC 模型,日本的水箱模型和我国的新安江模型等。
分布式物理水文模型是近年来出现的一类新模型,但在洪水预报方面的应用尚没有进入成熟实用期。
集总型模型目前仍然是主流的洪水预报模型。
新安江模型是一种广泛使用的降雨径流模型,在我国的南方湿润地区应用取得了较好的效果。
新安江模型又分成二水源新安江模型、三水源新安江模型和四水源新安江模型,不同水源新安江模型的不同在于对径流的划分上。
随着水源的增加,模型结构越来越复杂,参数率定越来越困难。
在新安江模型汇流参数率定中,一般将实测径流过程按照水源划分的方法进行分割,由于没有标准的径流分割方法,在进行径流分割时任意性较大,并可能引起模型参数率定的误差。
基于新安江模型的湖漫水库洪水预报调度应用分析发布时间：2021-04-20T15:36:08.367Z 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：林玲[导读] 通过对湖漫水库以上流域进行分析，选定适合于该地区的水文预报模型，利用水文预报模型对历史洪水进行模拟率定，率定一套适合该水库流域的模型参数，应用于温岭市中型水库洪水预报。
温岭市农业农村和水利局浙江温岭林玲 317500摘要：通过对湖漫水库以上流域进行分析，选定适合于该地区的水文预报模型，利用水文预报模型对历史洪水进行模拟率定，率定一套适合该水库流域的模型参数，应用于温岭市中型水库洪水预报。
由洪水预报结果进行洪水调度，比较不同调度模式下的调度方案，决策者可以根据需要选择适合的调度结果，达到优化水库洪水调度的时效性和提高水库防洪能力。
关键词：湖漫水库；洪水预报；调度1 工程概况湖漫水库位于温岭市城东街道、城南镇和石桥头镇境内，水库大坝拦截黄西岙、桐桥、彭家等溪水，是一座以供水、防洪为主，兼顾养鱼、灌溉等综合效益的中型水利枢纽工程。
水库集雨面积32.48km2（其中肖溪引水面积4.88km2），河道主流长度9.3km，河道平均比降7‰，水库总库容3529万m3，正常库容2671万m3，兴利库容2367万m3。
水库地处东南沿海，气候温和，雨量充沛，属中亚热带季风气候区，全年季节变化明显，流域降水量年际变化较大，且年内分配相当不均匀。
主要雨季为梅汛期（4月15日至7月15日）和台汛期（7月16日至10月15日）。
降水量相对集中于2~4月和6~8月，这六个月的累计雨量占年雨量的73.5%，其中7、8两月合计雨量占年雨量的36.5%。
形成本地区洪涝灾害的主要暴雨为台风雨，其来势猛、总量大、强度高，所造成的洪涝灾害特别严重。
水库所在区域属中亚热带季风气候区，冬夏季风交替显著，地势低平，河网密布，植被覆盖率高，属于中国南方典型的湿润地区，降雨一般较大且比较集中，一般发生蓄满产流，因此选用新安江模型作为水库洪水预报模型。
基于多种水文模型结构改进新安江模型章丽萍;蒋晓蕾;程娜;赫淑杰;付晓雷;胡乐怡【期刊名称】《灌溉排水学报》【年(卷),期】2024(43)2【摘要】【目的】针对水文模型结构的不足提出改进方法。
【方法】选择新安江模型、GR4J(mode′le du Ge′nie Rural a′4parame′tres Journalier)模型以及HYMOD模型在淮河流域进行应用对比分析,并基于GR4J模型与HYMOD模型的汇流结构对新安江模型进行改进,提出2种改进模型方法。
【结果】(1)3种概念性水文模型在淮河王家坝流域均具有较好的适用性,其中新安江模型效果最好,但该模型在大流量模拟时存在低估现象;(2)M2模型(HYMOD模型汇流结构下的新安江模型)与新安江模型的模拟结果相近,大流量的模拟同样偏小,改进效果不明显;(3)M1模型(GR4J模型汇流结构下的新安江模型)模拟效果最佳,可以有效改善新安江模型对大流量的模拟效果,改进效果显著。
【结论】M1模型可以有效改善新安江模型模拟径流时出现流量以及洪峰流量的低估现象,在研究流域内具有一定的应用价值。
【总页数】7页(P78-84)【作者】章丽萍;蒋晓蕾;程娜;赫淑杰;付晓雷;胡乐怡【作者单位】扬州大学水利科学与工程学院;水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室、南京信息工程大学;山东省防汛抗旱物资储备中心【正文语种】中文【中图分类】TV11【相关文献】1.改进新安江模型在资料缺乏流域的水文预报方法研究2.基于新安江模型的螺岭桥水文站洪水预报研究3.基于新安江模型的闽清水文站洪水预报4.基于新安江改进模型和NAM模型的通县站洪水预报研究5.新安江模型和改进BP神经网络模型在闽江水文预报中的应用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2新安江流域水文模型60年代初，河海大学(原华东水利学院)水文系赵人俊等开始研究蓄满产流模型，配合一定的汇流计算，将模型应用于水文预报和水文设计。
1973年，他们在对新安江水库做入库流量预报的工作中，把他们的经验归纳成一个完整的降雨径流流域模型——新安江模型。
模型可用于湿润地区和半湿润地区的湿润季节径流模拟和计算。
最初的新安江模型为两水源模型，只能模拟地表径流和地下径流。
80年代初期，模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中，用线性水库函数划分水源的概念引入新安江模型，提出了三水源新安江模型，模型可以模拟地面径流、壤中流、地下径流。
1984至1986年，又提出了四水源新安江模型，可以模拟地面径流、壤中流、快速地下径流和慢速地下径流。
三水源新安江模型一般应用效果较好，但模拟地下水丰富地区的日径流过程精度不够理想。
在新安江三模型中增加慢速地下水结构就成为四水源新安江模型。
当流域面积较小时，新安江模型采用集总模型，当面积较大时，采用分块模型。
分块模型把流域分成许多块单元流域，对每个单元流域做产、汇计算，得到单元流域的出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程。
把每个单元流域的出流过程相加，就求得了流域出口的总出流过程。
划分单元流域的主要目的是处理降雨分布的不均匀性，因此单元流域应当大小适当，使得每块面积上的降雨分布比较均匀。
并有一定数目的雨量站。
其次尽可能使单元流域与自然流域相一致，以便于分析与处理问题，并便于利用已有的小流域水文资料。
如果流域内有大中型水库，则水库以上的集水面积即应作为一个单元流域。
因为各单元流域的产汇、流计算方法基本相同，以下只讨论一个单元流域的情况。
新安江模型包括4个计算环节：蒸散发计算；流域产流计算；径流划分；汇流计算。
4个计算环节分别概化了流域降雨径流的主要产、汇流物理过程。
2.1流域蒸散发计算各种水源的蒸散发计算模型均可采用两层蒸发模型或两层蒸发模型，一般根据实际情况选用。
基于新安江模型的太平口水文站洪水预报摘要：本文运用太平口水文站2000年~2014年的历史降雨洪水摘录数据，构建新安江三水源预报模型，基于单纯形法的自动率定与人工经验结合的方法确定方案参数，各参数符合该地区的洪水特性。
对2000年~2009年共10年16场次洪水样本进行评定，洪峰流量合格率为87.5%，峰现时间合格率为93.75%。
对2010年~2014年6场次洪水样本进行检验，洪峰流量合格率为83.3%，峰现时间合格率为83.3%。
综合评定本方案为乙级方案，可用于发布正式预报。
关键词：洪水实时预报；参数率定；新安江模型；太平口水文站1.概述新安江模型是河海大学赵人俊教授等提出来的降雨径流预报模型，最初研制的是二水源新安江模型，经过改进和发展，现广为使用的是三水源新安江模型。
新安江模型的特点是认为湿润地区主要产流方式为蓄满产流，流域蓄水容量曲线是模型的核心，因此该模型适用于南方湿润地区与半湿润地区的湿润季节，现已成为与我国特色应用较为广泛的一个流域水文模型。
本文通过对大樟溪流域清凉溪洪水特性进行分析，探讨了基于该模型的太平口水文站的洪水预报方案编制。
2.案例应用2.1站点概况太平口水文站位于福建省福州市永泰县清凉乡太平口村，位于大樟溪流域清凉溪干流上。
清凉溪河源位于永泰县盘古乡洋里村，河口位于永泰县樟城镇城关村。
流域面积为254km2，河流长度为35km，平均比降为16.6‰。
流域全年降水量在1400~2000mm之间，多年平均降水深为1689.3mm，多年平均净流深为959.4mm。
溪谷低丘向高山递增。
流域多年平均4～9月的降水量占年总量的73.7%。
大樟溪洪水主要来自暴雨，主要出现在梅雨（4～6月）和台风雨（6～9月）两个季节。
太平口水文站是清凉溪干流上的控制站，集水面积为244km2。
2.3资料收集及处理本次收集到的资料主要包括太平口水文站2000年～2014年的降雨、洪水摘录数据；北山、白云、渔溪3个雨量站20005年～2014年降雨摘录数据。
新安江模型在瓦塘江流域短期洪水预报中应用
曾伟金
【期刊名称】《红水河》
【年(卷),期】2017(36)4
【摘要】为满足泵站科学调度运行的要求和对库区瓦塘江泵站防汛淹没损失的考核,贵港航运枢纽分公司以"集团公司水调自动化系统"数据库为基础数据来源,以新安江模型建立了瓦塘江流域短期洪水预报系统.通过对瓦塘江流域洪水预报进行实例检验,及对模拟结果的评价指标进行分析,研究结果表明该系统能取到较高精度,为瓦塘江泵站的48 h实时调度提供科学依据.
【总页数】4页(P53-55,71)
【作者】曾伟金
【作者单位】广西西江开发投资集团有限公司贵港航运枢纽分公司, 广西贵港537100
【正文语种】中文
【中图分类】TV122.9
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《湖南水利水电）2020年第4期基于新安江模型的螺*桥水文站洪水预报研究（长沙水文水资源勘测中心，湖南长沙410014）摘要：文章基于三水源新安江模型对螺岭桥水文站洪水预报方案进行构建，通过模型参数率定和检验，确定其预报方案达到预报要求，根据《水文情报预报规范》相关规定，新安江模型在螺岭桥站应用良好，可进行预报作业。
关键词：新安江模型；螺岭桥水文站；洪水预报1研究背景目前，三水源新安江模型在我国洪水预报得到了广泛使用，具有很强的适用性和代表性。
新安江模型是一种分散性模型，当流域面积较小时，新安江模型采用集总模型,当面积较大时，采用分块模型。
为了考虑降水和流域下垫面分布不均匀的影响，新安江模型的结构设计为分散性的，分为:蒸散发计算，产流计算，分水源计算和汇流计算四个层次结构。
长沙市地处山区湿润气候带,径流的来源是降雨。
的和实践表明地区的降雨产流是产流，新安江模型适用条件。
2预报断面基本情况螺岭桥水文站于长沙县高桥桥村，为河最大支流站，于1959年1水文总站设立,为国家基本站，控制集雨面积为327km$。
历史洪水调查最高水位57.31m（黄海基面,1954年7月23日）;实测最高水位29.66m（冻结基面，1995年6月23。
较顺直，两岸为山岭。
帀呈“U”型，为，，断面1。
」1000m有一座公路桥，并有一小溪汇入。
下游500m 和700m有一桥，洪水时，有一的水影响水下有沙和时的拦河堵坝（抽水抗旱），对低枯水测验有一定的影响。
站水采用结面，结面国面的算为结面+25.858m=面。
起点距/m图1螺岭桥站断面图3资料分析水文站的选用:螺岭桥水文站位于金井河,金井河为一流。
发源于长沙岭，长63km,流域面积726km2,平均坡降1.2"。
资料选取原则为优先近10年大洪水。
次预报方案1995年，1998-2002年＞2004-2006年共9年历史资料，采用收稿日期：2020-05-19作者简介：彭佑（1968-）,女，湖南平江人，大学专科，工程师，研究方向：水文水资源53彭佑//基于新安江模型的螺岭桥水文站洪水预报45新安江模型进行模型参数率定和检验/雨量站选用：本次采用1995-2012年有连续资料 的螺岭桥、蒲塘、团山、脱甲等4个雨量站的历史资料。
基于新安江模型的洪水预报系统对于预报方案的说明
何忠庆;徐磊;庄起文
【期刊名称】《水利科技与经济》
【年(卷),期】2016(022)007
【摘要】基于地理位置原因选取宁家屯站水文观测资料来做预报方案，宁家屯水文站是逊毕拉河支流沾河下游总控制站。
详细介绍了宁家屯站的流域概况、洪水情况以及利用中国洪水预报系统完成预报方案的具体操作过程。
【总页数】3页(P89-91)
【作者】何忠庆;徐磊;庄起文
【作者单位】黑龙江省黑河水文局，黑龙江黑河164300;黑龙江省黑河水文局，黑龙江黑河164300;黑龙江省黑河水文局，黑龙江黑河164300
【正文语种】中文
【中图分类】TV122
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基于新安江模型的中小河流洪水预警预报肖启英摘要：中小河流的洪水预报工作是我国防洪工作的重点和难点，为提高中小河流洪水预报的有效性与及时性。
文章阐述了中小河流洪水预警预报技术方法及其特点，并通过典型的实际案例，就具体的应用方法进行了论述，供参考。
关键词：洪水；防洪工作；水文预报模型洪水是我国频繁的自然灾害之一，不仅范围广、发生频繁、突发性强,而且损失大。
其中，中小河流一般位于山丘地区,洪水汇流时间短,突发性强,分布广,预见期短。
因此,中小河流洪水防治,首要的任务就是信息预警及预报，这也直接影响着我国整体经济的发展以及广大人民的人身安全和财产安全。
1 中小河流洪水预警预报技术方法及其特点预报模型与方法是水文预报系统的核心，可用于中小河流洪水预警预报的模型方法主要有新安江模型、水箱模型、API 模型、综合单位线法、地貌单位线法、河道汇流模型、参数移植法、雨量预警法、SHE模型、SWAT 模型、TOPMODEL、TOPKAPI 模型，以及其他缺资料地区的水文预报方法（PUB）等。
这些模型方法按照反映流域空间变化的能力可大致分为集总式水文模型、分布式水文模型和其他经验预报方法。
1.1 集总式水文模型集总式水文模型（Lumped Hydrologic Model）是将全流域当作一个整体，对流域参数（变量）进行均化处理，对流域表面任一点的水文过程用简单的基于水文规律的方程加以描述，其本质上只能反映有关因素对径流形成过程的平均作用。
常用的集总式水文模型有：Crawford 和Linsley（1966）提出的斯坦福模型，美国天气局Sittnr（1969）提出的API 模型，日本菅原正巳（1974）提出的Tank 模型，Robert 等（1979）提出的Sacramento 模型，爱尔兰国立大学工程水文系研制的SMAR 模型，以及最初由丹麦理工大学动力工程学院的Nielsen 和Hansen 提出（1973）、水力研究所在实践中逐渐完善的NAM 降雨径流模型，国内原华东水利学院赵人俊教授等（1980）提出的新安江模型等。
这些集总式水文预报模型大部分是概念性的降雨径流模型，将流域水文过程或雨洪转化过程概化为几个关键环节：产流、坡面汇流、河道汇流、下渗、蒸发等，如新安江模型和Tank 模型，相应的模型参数也可分为产流、汇流、蒸散发参数等。
集总式水文预报模型不考虑流域水文现象或要素的空间变异性，模型参数是流域概化值，没有实际的物理意义，通常不能实际测量，需要通过率定才能确定；模型输入一般有降雨、蒸发（或气温）、流量等观测资料。
现有的集总式水文预报模型的主要优点有：1）参数少，率定相对容易；2）模型简单，预报计算速度快；3）模型参数经过验证后，预报精度高。
由于集总式模型的这些优点，在中短期水文预报中仍然占有重要位置，如新安江模型依然是我国湿润和半湿润区大江大河流域洪水预报的主要工具之一。
但集总式水文预报模型也有其不足：1）参数从历史数据资料中率定出来，参数间的不独立性和不确定性问题无法解决；2）只适合于有资料的流域，且资料内插可以，若用于外延，预报误差较大；3）无法描述水文物理过程的空间变化信息；4）无法模拟变化环境中的陆面过程，在有水库调节或人工干扰强度大的流域需要考虑如何分块的问题，或重新率定参数；5）空间尺度无法与气候模型耦合，用于全球变化研究有困难。
1.2 分布式水文模型分布式水文模型是通过水循环的动力学机制来描述和模拟流域水文过程的数学模型，它一般根据流域下垫面（DEM、土地利用和土壤分布等）的差异性和降水的不均匀性等把流域分为若干个子流域或计算单元进行产汇流计算和河道演算。
它与集总式水文预报模型的本质区别是根据下垫面的异质性将水文参数进行离散化处理，其参数具有明确的物理意义，大部分可测量得到，可以更加准确的描述流域的空间分异性，反映流域内真实的水文过程。
其水文过程划分也更为详细，一般分为降水、融雪、蒸发、下渗、地面径流、壤中流、地下径流等多个模块，各模块用经验的或数学物理方程进行描述，计算单元（子流域）间有水力联系。
国内外的分布式水文模型也不下几十种，第一个具有代表性的分布式水文物理模型是SHE 模型、此后，国内外陆续开发和发展了一批水文物理模型用于流域水文预报，如1973 年由美国农业部农业研究所（USDA-ARS）组织相关人员开发并逐步改进的半分布式SWAT 模型、瑞典国家水文气象局（SMHI）于20 世纪70年代开发的半分布式HBV 模型，1979年由Beven 和Kirkby 提出的基于地形的半分布式TOPMODEL、由Todini 在2001 年提出TOPKAPI模型，以及THALES 模型、美国陆军工程师团水文工程中心研发的HEC-HMS 模型等；国内有正在由国家自然基金委重点资助开发的分布式新安江模型，李兰于2001 年左右提出并逐步改进的李兰模型（LL-Ⅰ、LL-Ⅱ、LL-Ⅲ）、贾仰文由2001 年正式提出的网格分布式流域水循环模型WEP 模型等。
分布式水文模型的主要优点有：(1)具有分布式参数和输入输出数据，能够充分利用雷达、卫星等遥感资料，耦合高分辨率数值天气预报模式，在水文预报中具有应用潜力；(2)对水文过程描述更细致、更复杂，并提供水文过程及其要素的时空分布；(1)模型具有一定的物理机制，能用于缺资料地区的水文预报。
但其缺点也不容忽视：(1)建模困难，需要大量数据或相关参数；(2)结构复杂，参数数量多，率定和验证工作量大；(3)需要在计算速度和模拟精度间权衡；(4)模型理论方法的完善与实用效果并不完全一致，具有固有的不确定性等影响因素，模拟精度受影响。
由于这些缺点，很难保证分布式水文预报模型对大、中、小各种洪水都有高精度的模拟预报结果，现阶段还不能大规模应用于实时洪水预报作业。
1.3 其他经验性水文预警预报方法可用于中小河流洪水预警预报的方法还有综合单位线法、地貌单位线法、相关图法、参数移植法、马斯京根汇流演算法、水力学模型法、趋势法、雨量预警法等。
综合单位线和地貌单位线法是通过建立单位线要素与流域地理特征值之间的关系推求单位线，利用单位线推求洪水汇流过程的方法；相关图法利用事先绘制的降雨径流，查出已知降雨对应的径流大小，该方法直观、简单易用，但前期绘制相关图所需资料多、工作量大；参数移植法指先在有资料地区进行模型参数率定，在参数达到较好效果后，将模型参数与流域的面积、河长及坡度、土地覆盖等流域属性建立相关关系，然后利用无资料地区的流域属性值反推参数，代入模型进行建模；分解法和参数移植法类似，分解法是根据下游预报断面的模型参数，利用水文变量信息本身与流域下垫面特性之间的关系，制定无资料流域的洪水预报方案；马斯京根汇流演算法和水力学模型法主要用于河道汇流演算；趋势法是根据专家经验，结合未来降雨、上下游来水和历史洪水，人工分析得出预报结果；雨量预警法是根据雨量站降水量划分等级进行预警，并不预报洪水过程。
这些经验预警预报方法是最早应用于洪水预报的传统方法，具有简明易用、效果较好的特点，在某些地区的预报精度甚至比复杂的产汇流模型精度更高，因此在洪水预报实践中，与其他水文预报模型一起为洪水预报提供了有力支持，特别是在流域面积小或缺资料地区的中小河流洪水预警预报作业中，仍然发挥了重要作用。
2 中小河流预警预报方法应用典型实例中小河流洪水预警预报方法应用的过程也是其预警预报方案形成的过程，按照流域水文站点布设情况，可将中小河流分为中小河流新建站、无站中小河流、现有水位站、现有水文站、平原河网区水文（位）站、水库站中小河流等。
预报方案的编制过程包括基础资料的收集和处理、流域汇流时间的确定、预报方案的模型选择和设计、模型参数的率定及预报方案的评定等内容。
某流域内有水库站预报断面、有新建站预报断面，流域面积小，汇流时间短，属于缺资料流域，故选作为中小河流洪水预警预报方法应用的典型案例。
2.1 资料收集整理该流域属于一级支流，东南流入当地地方水库，最后汇入水利枢纽工程配套的供水水库。
河流长42.4 km，自然落差707 m，平均坡降17.7‰。
该地方水库水位站为流域内重要的水库控制站，测站以上集水面积约100 km2；水位站为2010 年的新建站，集水面积225 km22.2 预警预报模型方法选择水库预报断面有1994 年以来的若干场入库流量资料，适合选用新安江水文模型、Tank 模型、TOPKAPI 模型等编制预报方案。
流域预报断面无流量资料，预报断面在水库预报断面以下，故仅能采用参数移植法、地貌单位线法和雨量预警法等。
本文采用三水源新安江模型建立水库断面的预报方法，流域预报断面移用水库断面的模型参数进行降雨洪水过程模拟。
根据流域特性、流域水系、测站分布等，将两个预报断面进行分块分单元建立新安江模型预报方案，预报方案配置见表1。
表1 流域断面预报方案配置表2.3 模型参数率定水库站有若干场典型洪水过程，可用于新安江模型参数率定和验证，以水库站以上流域验证好的参数移用到水库以下～水位站以上区间流域进行产汇流计算，水库的出库流量作为区间入流，采用马斯京根河道汇流演算法，叠加区间产汇流后推算到水位站预报断面。
经过模拟与实测径流过程对比、参数调整、再对比等过程，得到水库断面1 h 计算时段下的新安江模型参数，如表2 所示。
表2 水库断面1 h 时段预报方案新安江模型参数2.4 方案精度评定与修订根据规范要求和该省相关规范的规定，洪水预报精度评定项目包括洪峰流量（水位）、洪量（径流量）、洪峰出现时间和洪水过程。
水库预报断面率定期和验证期5 场洪水新安江模型预报方案精度统计见表3。
表3 水库断面1 h 时段预报方案率定期合格率统计由表3 中可以看出，以实测洪峰流量和实测洪量的20%、预报根据时间至实测洪峰出现时间之间时距的30%作为许可误差，水库预报断面参数率定期和验证期预报方案合格率均为100%，预报方案精度属于甲级。
移用水库块区的模型参数，入流河道马斯京根流量比重x 与水库块区相同，入流过程的河道汇流时间取1 h，断面预报方案新安江模型参数见表4。
表4 流域断面1 h 时段预报方案新安江模型参数注：“入流1n”表示入流块到预报或模拟断面的河道汇流分段数。
3 结束语总的来说，合理有效的河流洪水预报模型是防洪抗灾工作的重要环节。
中小河流洪水预报模型的选择以及信息预警预报是一项具有较高复杂性的工作，为了有效提高中小河流洪水预报的准确性，有关部门必须对中小河流洪水预警工作进行全面的分析，通过有效模型的建立，针对应用过程中的难点与重点，采取一系列有效的措施，对其进行合理的改进和完善。
参考文献：[1]陈国轩,梁海涛,林蓉璇. MIKE SHE分布式水文模型在广东省中小河流洪水预报中的应用展望[J].广东水利水电, 2016(5):34-36.[2]亚力昆•马合木提.探析中小河流洪水预报的难点与解决方案[J].黑龙江水利科技, 2014(3):70-71.。
