分布式水文模型

2021温黄平原中分布式流域水文模型的运用范文 沿海平原河网区地势平坦，河湖串联，其洪水受上游山丘区来水、当地降雨、下游顶托（如河口潮汐顶托、台风增水顶托等）和人类活动等综合影响，产汇流机制复杂。

通过建立全流域水文水动力学数学模型，选取平原区水位站作为控制断面，以计算水位与实测水位的拟合进行模型的率定验证。

在陆地水循环中，水的迁移转化受地形、地貌与下垫面等影响，不同地区的产汇流规律是不同的，研究方法与手段需要有针对性。

本文探讨反映温黄平原河网和山丘区产汇流特征的模拟计算方法，以0509号 “麦莎”台风、“20090929”短历时暴雨过程为率定和验证洪水，检验模型结构的合理性和参数的准确性。

1研究区域和模型原理 1.1研究区域概况 温黄平原位于浙江省的椒江及灵江干流以南，乐清湾以北，东部和东南部濒临东海，总面积约2358km2,其中山丘区、平原区各占1/2,区域内有永宁江和金清2大重要水系，河道全长4 352km,水域总面积78.09km2,多年平均降雨量1 683mm,雨量多集中在4-9月，阶段雨量占全年雨量的70%~80%,多年平均水资源量22.07亿m3,产水系数0.56,产水模数93.6万m3/km2. 1.2模型的构建与输入 流域降雨推求流域出口的河川径流的模拟主要分为产流与汇流2部分。

产流过程是指降雨经过扣损变成净雨，汇流过程是指各分区净雨汇集到出口控制断面或排入河网。

温黄平原水文模型中，平原区降雨产流按水面、旱地、水田和城镇4类下垫面分别计算、汇流按经验汇流曲线计算；山丘区产流采用河海大学赵人俊等人开发研制的新安江模型计算，汇流采用麦克锡于1938年提出的马斯京根法计算。

1.2.1平原区产汇流模型 针对下垫面的空间分布差别较大，根据现有的资料条件，平原区产流模型将流域平原区下垫面分为水面、旱地、水田、城镇4类，分别采用各自的产流模型进行产流模拟。

各水利分区的产流量为分区内各种下垫面产流量的加权平均，即：R=f1RW+f2RR+f3RL+f4RC（1）式中：R为水利分区产流量（mm）;RW,RR,RL,RC为水面、水田、旱地及城镇产流量（mm）;f1,f2,f3,f4为水面、水田、旱地及城镇面积的比例。

SWAT分布式流域水文物理模型的改进及应用研究SWAT分布式流域水文物理模型的改进及应用研究摘要：随着水资源管理需求的提高，分布式流域水文物理模型在水资源管理中发挥着重要的作用。

本文以SWAT分布式流域水文物理模型为研究对象，对其进行改进，并探讨了其在水资源管理中的应用。

1.引言流域水文物理模型是表征流域水循环过程和水资源利用的重要工具。

SWAT（Soil and Water Assessment Tool）是一种常用的分布式流域水文物理模型。

通过模拟和预测流域内不同土地利用类型对水文过程的影响，可以为流域的水资源管理和决策提供重要的参考。

2.SWAT模型的结构和原理SWAT模型是基于物理学原理的模型，它将流域划分为许多亚流域，并通过描述亚流域内水文过程的参数来模拟和预测流域水文循环。

模型的输入包括降雨、温度、蒸散发等气象数据，以及土地利用、土壤信息等地理环境数据。

模型通过计算水文过程，如降雨入渗、地表径流、蒸散发等，来模拟流域的水文过程。

3.SWAT模型的改进为了提高SWAT模型的准确性和适用性，研究者们对其进行了一系列的改进。

首先，针对降雨入渗和土壤蒸发等关键过程，改进了模型的计算方法和参数。

其次，引入了水库组分，增加了水库调节对流域水文过程的影响。

此外，考虑到人类活动对流域水文过程的影响，模型还加入了人类活动组分，如灌溉、排污等，以更准确地模拟实际情况。

4.SWAT模型在水资源管理中的应用4.1.水资源管理决策支持SWAT模型结合现代计算机技术，可以实时模拟和预测流域内的水文过程，为水资源管理决策提供科学依据。

通过模拟不同管理方案对流域水资源的影响，可以评估其潜在的效益和不利影响，为决策者提供参考。

4.2.流域水资源规划与分配SWAT模型可以模拟流域内水资源的时空分布，为流域水资源规划和分配提供科学依据。

通过模拟不同规划方案对流域水资源的需求和供应进行评估，可以帮助决策者制定合理的水资源分配方案。

基于SWAT模型的平原河网区水文过程分布式模拟SWAT模型（Soil and Water Assessment Tool）是一种被广泛应用于水文过程模拟的分布式模型。

它可用于评估不同地区的水文循环、水质和土地利用变化对水资源管理的影响。

在平原河网区，SWAT模型可以用来模拟降雨、蒸发、径流和溶质输移等水文过程，以帮助决策者了解和预测水资源的可持续利用。

本文将重点探讨基于SWAT模型的平原河网区水文过程分布式模拟的方法和应用。

首先，进行SWAT模型的建立是模拟平原河网区水文过程的第一步。

SWAT模型基于GIS技术，以分布式方式对流域进行划分，并将流域划分为许多亚区。

每个亚区包括水文过程的输入和输出点，如降雨、蒸散发和流出等。

模型还需要准备输入数据，如降雨数据、土壤类型、植被覆盖和地形等。

这些数据可以通过气象站、遥感和地形分析等手段来获取。

运行模型时，可以使用不同的模型参数来模拟不同的水文过程，如径流系数、蒸发系数和土壤含水量等。

当SWAT模型建立完成后，下一步是对平原河网区的水文过程进行模拟。

模拟需要考虑不同的情景和条件，如不同的降雨强度、土地利用变化和气候变化等。

通过运行模型，可以得到不同时期和不同条件下的降雨和蒸发量、径流系数和溶质输移等参数。

模型的输出可以用来预测水资源的可持续利用、水质污染和洪水风险等问题。

在应用方面，基于SWAT模型的平原河网区水文过程分布式模拟可以用来辅助水资源管理和决策。

模拟结果可以揭示流域的水文循环特征、水资源利用情况和水质状况等信息。

例如，模拟可以帮助决策者了解不同流域区域的水资源供需情况，评估不同水利工程对水资源利用的影响，制定合理的水资源分配计划。

此外，模拟还可以用于预测洪水风险，指导防洪措施的制定和调整。

需要注意的是，基于SWAT模型的平原河网区水文过程分布式模拟需要精确地获取输入数据，并对模型进行合理的参数调整和验证。

此外，模型的运行需要大量的计算资源和时间。

分布式水文模型研究概况由于传统的流域水文模型本身所具有的局限性，同时随着水文循环中各个组成要素的深入研究，以及计算机、地理信息系统（GIS）和遥感技术的迅速发展，使构造具有一定物理基础的流域分布式水文模型成为可能。

流域分布式水文模型充分考虑流域下垫面空间分布不均对水文循环的影响。

在水平方向上将流域划分成许多单元网格和子流域（一般基于DEM），在垂直方向上将土壤分层，并依据流域产汇流的特性，使用一些物理的、水力学的微分方程（如连续方程与动量方程）求解径流的时空变化。

与传统的流域概念性集总水文模型相比具有以下显著的优点：①具有物理机理，能描述流域内水文循环的时空变化过程；②其分布式结构，容易与GCM嵌套，研究自然和气候变化对水文循环的影响；③由于建立在DEM基础之上，所以能及时地模拟人类活动和下垫面因素变化对流域水文循环过程的影响。

下面我简单介绍一下国内外的著名的分布式水文模型。

主要从模型名称，模型结构，输入输出变量，网格还是子流域为计算单元，适用性和范围等方面来描述。

一、分布式水文模型研究的发展现状----国际在国外，分布式水文模型的研究可以认为始于 Freeze 和 Harlan 于 1969 年发表的《一个具有物理基础数值模拟的水文响应模型的蓝图》这篇文章。

该文章提出了分布式水文物理模型的基本概念和框架。

随后，Hewlett 和 Troenale 在 1975 年提出了森林流域的变源面积模拟模型(简称 VSAS)。

1979 年 Bevenh 和 Kirbby 提出了以变源产流为基础的TOPMODEL 模型（TOPgraphy based hydrological MODEL）。

1 TOPMODEL 模型［1]（TOPgraphy based hydrological MODEL）该模型基于DEM推求地形指数，并利用地形指数来反映下垫面的空间变化对流域水文循环过程的影响，模型的参数具有物理意义，能用于无资料流域的产汇流计算。

分布式水文模型区域分解并行计算方法及其应用分布式水文模型区域分解并行计算方法及其应用分布式水文模型区域分解并行计算方法是近年来在水文领域备受关注的研究方向。

在水文模型的应用中，对于大规模复杂水文系统进行计算和模拟往往需要耗费大量的时间和计算资源。

传统的串行计算方法已难以满足大规模水文系统的快速准确模拟需求，因此分布式水文模型区域分解并行计算方法成为一种重要的研究方向。

在本文中，我们将对分布式水文模型区域分解并行计算方法进行深入探讨，并结合实际应用案例，展示其在水文领域的重要性和价值。

一、分布式水文模型区域分解并行计算方法概述分布式水文模型是一种基于地理信息系统和数学模型相结合的水文模拟方法，能够对流域内的水文过程进行精细化描述和模拟。

而区域分解并行计算方法则是将复杂的水文模型系统分解成多个子模型，每个子模型分别进行并行计算，最后将结果整合得到最终的模拟结果。

通过这种并行计算方法，可以显著提高水文模型的计算效率和模拟精度。

二、分布式水文模型区域分解并行计算方法的关键技术1. 分布式水文模型的网格化划分分布式水文模型需要将流域进行网格化划分，将流域划分成多个网格单元，并对每个网格单元进行水文过程模拟。

针对不同的水文过程模拟需求，可以采用不同的网格化划分方法，如等距网格划分、基于地形的网格划分等。

2. 区域分解并行计算方法的任务分配在区域分解并行计算方法中，需要将计算任务合理地分配给不同的子模型进行并行计算。

通常可以采用静态任务分配或动态任务分配的方法，根据实际情况动态调整计算任务的分配，以实现负载均衡和计算效率的最大化。

3. 子模型之间的信息交换和整合在分布式水文模型区域分解并行计算过程中，不同的子模型之间需要进行信息交换和结果整合，以确保模拟结果的一致性和准确性。

因此需要设计高效的信息交换和整合算法，以降低通讯开销和提高计算效率。

三、分布式水文模型区域分解并行计算方法的应用案例分布式水文模型区域分解并行计算方法已在多个水文模拟系统中得到了成功的应用，极大地提高了水文模型的计算效率和模拟精度。

分布式水文模型未来之大势——以MIKE SHE模型为例[摘要] 作为目前最强大的综合性物理分布式水文模型，MIKE SHE适用于30m2到5000km2的流域，几乎能模拟所有的水文过程。

该模型在欧美等得到广泛运用。

经过三十年的研究和运用发展，全球相关学者和技术人员研究并运用了多模型，多参数，多手段方式方法对MIKE SHE进行诸多领域范围的适用开发和研究。

而在中国该模型的研究和运用鲜有问津。

随着地理信息系统的发展、模型自身的完善和自动化发展，尤其是今年环境问题的激化，分布式水文模型必将成为流行全球的解决办法和工具。

作为一个最强大的分布式水文模型之一，MIKE SHE也必定是未来的趋势。

[关键字]分布式水文模型MIKE SHI 大势所趋环境问题解决办法随着电脑和水资源管理需求的发展，水资源管理已经步入一个数字时代。

为研究流域系统的，人们研发出了各式各样的水文模型。

这些模型大致可以分为：集中式模型和分布式模型。

由于分布式水文模型的参数是由遥感数据解译而来，其可以节省大量的野外调查花费，因此可以推广，广泛运用于土地利用，覆盖，水文对土壤侵蚀的响应，非点源污染，气候变化影响以及地表过程。

近些年对该模型的研究也逐步深入。

然而，这种模型系统一般需要详细的数据，电脑分析过程也很复杂，另外，许多参数在适用前也都需要验证。

所以分布式水文模型研究进展不快，仍然处在研究阶段，距离广泛使用还有很长的路要走。

1 MIKE SHE 概述MIKE SHE 模型最早在1982年由丹麦液压研究所开发，基于物理的确定性的分布式模型系统。

几乎可以模拟所有的水文过程。

1998，美国农业工程学会会议上提交了几分评估材料，MIKE SHE 模型也凭借其广泛的适用性和可编辑性也在此引起了整个学会的注意。

2典型运用MIKE SHE 最初是为欧洲的水资源管理和环境保护的用户设计的。

直至目前，MIKE SHE 已经比较广泛的运用于高校，研究机构，咨询公司。

分布式水文模型子流域划分方法张峰;廖卫红;雷晓辉;蒋云钟;黄晓敏;王宇晖【摘要】子流域划分是构建分布式水文模型的重要工作之一,它关系到水文模拟和预报精度的好坏.通过综述分布式水文模型子流域划分方法的国内外研究进展,总结了现有子流域划分方法在不完整流域的子流域划分、无分叉长河段的子流域划分、水文站和水库控制范围确定以及子流域划分软件等方面存在的问题,提出了水文实践对子流域划分方法的需求,最后针对该问题从开发适用性更高的子流域划分算法、开发通用的子流域划分软件和加强子流域划分层次或水平的研究等三个方面对子流域划分研究方向进行了展望.%Sub-basin delineation is one of the most important steps during building a distributed hydrological model, which is related to the hydrological simulation and forecasting precision.This paper reviews the research progress on sub-basin delineation methods for distributed hydrological models worldwide and summarizes problems about the existing sub-basin delineation methods in terms of incomplete basin delineation, no bifurcate and long reach basin delineation, sub-basins under the control of reservoirs and hydrologic gauging stations and so on.This paper puts forward a hydrological practice demand for sub-basin delineation methods.Finally, this paper discusses the research direction of sub-basin delineation methods from the following three aspects:designing higher applicability sub-basin delineationmethods,developing general-purpose sub-basin delineation softwares and strengthening the research on sub-basin delineation level【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2011(009)003【总页数】5页(P101-105)【关键词】子流域划分;编码;算法;Pfafstetter法;DEM;软件;问题【作者】张峰;廖卫红;雷晓辉;蒋云钟;黄晓敏;王宇晖【作者单位】东华大学环境科学与工程学院,上海201620;中国水利水电科学研究院,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038;东华大学环境科学与工程学院,上海201620;中国水利水电科学研究院,北京100038;东华大学环境科学与工程学院,上海201620;中国水利水电科学研究院,北京100038【正文语种】中文【中图分类】P333;TV12分布式水文模型是从水循环的动力学机制来描述流域水文问题,且能够分析流域下垫面变化后的产汇流变化规律的数学模型。