6 新安江模型汇总
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一、模型的结构与参数三水源新安江模型的流程图如图1所示.图1 三水源新安江模型流程图图1 中输入为实测雨量P ,实测水面蒸发EM ;输出为流域出口流量Q ,流域蒸散发E.方框内是状态变量,方框外是参数变量。
模型结构及计算方法可分为以下四大部分.1. 蒸散发计算用三个土层的模型,其参数为上层张力水容量UM ,下层张力水容量LM ,深层蒸散发系数C ,蒸散发折算系数K ,所用公式如下:当上层张力水蓄量足够时,上层蒸散发EU 为EM E EU ⨯=当上层已干,而下层蓄量足够时,下层蒸散发EL 为LM WL EM K EL /⨯⨯=当下层蓄量亦不足,要触及深层时,蒸散发ED 为EM K C ED ⨯⨯=2. 产流量计算据蓄满产流概念,参数为包气带张力水容量WM ,张力水蓄水容量曲线的方次B ,不透水面积的比值IM ,所用公式为)1/()1(IM B WM WM -+⨯=))/1(1()1/(1B W M W MM A +--=当0≤⨯-EM K P ,则R=0不然,则当MM A EM K P <+⨯-,B MM A EM K P W M W W M EM K P R ++⨯--⨯++-⨯-=1)/)(1(不然,则W WM EM K P R +-⨯-=式中 R ——产流量;MM ——流域最大点蓄水容量。
3. 分水源计算分三种水源,即地面径流RS 、地下径流RG 和壤中流RI 。
参数为表层土自由水蓄水容量SM ,表层自由水蓄水容量曲线的方次EX ,表层自由水蓄量对地下水的出流系数KG 及对壤中流的出流系数KI,所用公式为SM EX MS ⨯+=)1())/1(1()1/(1EX SM S MS AU +--⨯=)/())((EM K P EM K P IM R FR ⨯-⨯-⨯-=FR KG S RG ⨯⨯=FR KI S RI ⨯⨯=当 0,0=≤⨯-RS EM K P不然,当MS AU EM K P <+⨯-,则FR MS AU EM K P SM S SM EM K P RS EX ⨯+⨯--⨯++-⨯-=+))/)(1((1当MS AU EM K P ≥+⨯-,则FR SM S EM K P RS ⨯-+⨯-=)(4. 汇流计算地下径流用线性水库模拟,其消退系数为CG ,出流进入河网。
第八章新安江模型8.1 概述新安江模型是由原华东水利学院(现为河海大学)赵人俊教授等(赵人俊,1984)提出来的。
从降雨径流经验相关图研究开始(华东水利学院水文系,1962),投入了水文预报教研室的十余位教师、研究生和上百的本科生前后经历了约20年才形成了蓄满产流概念、理论及其二水源新安江模型。
之后提出三水源新安江模型(赵人俊,1984),并开始在水情预报和遥测自动化的实时洪水预报系统中开始大量应用,通过对模型的结构、考虑的因素不断改进和完善,发展至今已形成了理论上具有一定系统性、结构较为完善、应用效果较好的流域水文模型,并被联合国教科文组织列为国际推广模型而广为国内外水文学家所了解和应用。
新安江模型研究概括起来可以分为二水源新安江模型、三水源新安江模型和新安江模型改进研究三个阶段。
8.2 二水源新安江模型二水源新安江模型包括直接径流和地下径流,产流计算用蓄满产流方法,流域蒸发采用二层或三层蒸发,水源划分用的是稳定下渗法,直接径流坡面汇流用单位线法,地下径流坡面汇流用线性水库,河道汇流采用马斯京根分河段演算法。
8.2.1 前期研究降雨径流相关图是径流估计最早使用的方法之一。
考虑前期气候指数的降雨径流相关图是蓄满产流概念形成的基础,见图8-1。
图中P为降雨量,R为径流深, ,0a P为前期气候指数。
在实际应用中,要计算一次降雨所产生的洪水径流总量,为配合汇流计算,还需求出逐时段的净雨量。
利用上述相关图推求时段净雨量的具体步骤如下。
(1)求本次降雨开始时的,0aP;(2)按逐时段累积降雨量在关系图上查得累积径流量;(3)由相邻时段的累积径流量之差得时段净雨量。
在这相关图应用过程中发现两个问题,一是前期气候指数不是一个物理量,二是关系不满足水量平衡方程。
为此,提出由土壤含水量W 来反应前期气候的湿润情况,点关系图(,)R f P W =,经大量的实践发现,在湿润地区W 曲线簇的上段均接近45°直线,若点绘成PE W +与R 关系(PE 是扣除雨期蒸发后的净雨量),则呈现如图8-2所示的关系。
新安江模型的应用张利茹河海大学水文水资源学院,南京(210098)摘要:新安江降雨径流模型应用在梁辉水库上,采用2002年至2006年五年的降雨和蒸发资料对该流域进行日模和次模的模拟,得出的结果还比较满意。
为了找出新安江模型的敏感性参数,本文在其他研究人员的基础上,选出公认的比较敏感的参数,把它们的值分别变成初始值的80%、90%和110%(CG除外)后进行模拟计算,得出的结果证实了学者们的说法。
关键词:新安江模型,梁辉水库,敏感性分析1. 新安江模型简介新安江模型始建于1973年,采用蓄满产流的概念,以土壤含水量达到田间持水量后才产流,是个分布式的概念性模型,30多年来在我国湿润与半湿润地区有广泛应用,并发展改进为三水源的以及其他多水源的模型【1】。
几十年来,很多专家和学者都致力于新安江模型的应用和发展上,发表了数以百计篇文章(像赵仁俊,1992;程等人,2002),但很少有用一个实际例子来研究新安江模型参数的敏感性问题的,实际上,新安江模型参数的命感性分析会有助于该模型的更广泛的应用,例如,对于无资料的地区或是资料不全的地区,参数的敏感性分析将显得更加有用。
2. 新安江模型结构新安江模型是分散性的模型,常按泰森多边形法把全流域分成许多单元流域,产流部分采用蓄满产流模型,另增加了流域不透水面积占全流域面积之比的参数IMP。
蒸发部分采用三水源蒸散发模式。
河道洪水演算采用马斯京根法。
地面径流的汇流采用经验单位线,并假定每个单元流域上的无因次单位线相同,简化结构。
地下径流的汇流采用线性水库。
对每一个单元流域作汇流计算,求得单元流域出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算,得出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[2]。
新安江模型流程图如图1。
基于概念型降雨径流蓄满产流的新安江模型,其参数可大致划分为四种类型,如下述:(1)蒸散发。
此部分的参数包括K、C、WUM、WLM。