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HYMOD模型的参数不确定性分析的开题报告一、选题背景及研究意义水文模型的研究对于水文过程的预测和水资源管理等具有重要的理论和现实意义。
其中HYMOD（HYdrological MOdeling system in Fortran）模型是一种广泛应用的水文模型，能够对流及土壤水文过程进行预测，并被广泛用于水文过程的模拟和预测。
然而，模型参数选择中的不确定性问题是水文模型研究的核心问题之一。
本研究旨在研究HYMOD模型的参数不确定性分析方法，对于提高模型精度和水资源管理等具有理论和实践意义。
二、研究内容1. HYMOD模型原理及模型参数HYMOD模型是一种半分布式水文模型，其基本原理是将流域划分为多个均质单元，并将雨量和蒸发作为流域输入，通过计算流域内的径流过程，将径流输出量计算出来。
该模型中需要确定的参数包括：天文水蒸发模型参数、PDM模型参数、线阻抗模型参数和蓄滞模型参数等。
2. 参数不确定性分析方法参数不确定性分析方法是用来评估模型参数的可信度和稳定性。
常用的参数不确定性分析方法包括：Morris方法、Sobol方法、LHS方法等。
本研究将对这些方法进行评估和比较，并结合HYMOD模型参数进行不确定性分析并提出改进方法。
三、预期成果1. 研究和比较常用的HYMOD模型参数不确定性分析方法，提出适合该模型的不确定性分析方法。
2. 对HYMOD模型进行参数不确定性分析，评估模型参数的可信度和稳定性，并提出改进方法。
3. 为提高水文模型精度和水资源管理提供理论和实践参考。
四、研究计划1. 研究相关文献，深入了解HYMOD模型、参数不确定性分析方法及其在水文模型研究中的应用。
2. 根据研究目的，确定模型参数和不确定性分析方法，并进行模型建立和参数设定。
3. 进行实验和结果分析，评估模型和参数的可信度和稳定性，并提出改进方法。
4. 撰写毕业论文并进行答辩。
五、参考文献【1】 CLARKE RT，ROUSE JW.Filtering of Fivera from Modelling Procedures--The use of Anova and Lntegral Analysis Techniques [J] .Water Resources Research，1961 ，27(6)：1553-1564.【2】 YALCIN A，KALAYCI S，KAYA Y，et al . Comparison of Neural Network and Regression Models for Peak Daily Flows [ J ] . Journal of Hydrologic Engineering，2011，16 ：698-703.【3】 WANG Wen-jie，GUO Sheng-lian，LIU Chuang-liang . Comparison of ANFIS models based Lognormal and Gamma Probability Distributions in Estimation of PM10 Concentrations [ J ] . Journal ofEnvironmental Sciences，2014，26(2)：257-262 .。
第六章分布式水文循环模型近年来，水文模型研究的重点已从集总式流域水文统计模型转向分布式水文模型的研究，分布式水文机理过程模型的开发成为人们关注的焦点。
分布式水文模型的研制首先需要获得大量的流域空间分布数据，目前的水文模拟技术则趋向于将水文模型与地理信息系统（GIS）的集成，以便充分利用GIS在数据管理、空间分析及可视性方面的功能。
而数字高程模型（DEM）是构成GIS的基础数据，利用DEM可以提取流域的许多重要水文特征参数，如坡度、坡向、水沙运移方向、汇流网络、流域界线等。
因此，基于DEM 的流域分布式水文模型是水文模拟技术发展的必然趋势，也是本文水资源量可再生性的理论与评价研究的重要基础。
6.1 流域数字高程模型DEM及在水文中的应用数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)是由美国麻省理工学院Chaires ler教授于1956年提出来的，其目的是用摄影测量或其他技术手段获得地形数据，在满足一定精度的条件下，用离散数字的形式在计算机中进行表示，并用数字计算的方式进行各种分析。
DEM作为地理信息系统的基础数据，已在测绘、地质、土木工程、水利、建筑等许多领域得到广泛应用。
本节将介绍DEM的基本知识及其在水文中的应用。
6.1.1 DEM的基本知识(1) 地形的数字描述20世纪中叶，随着计算机科学、现代数学和计算机图形学等的发展，各种数字的地形表达方式得到迅猛的发展。
1958年Miller和Laflamme提出了数字地形模型DTM(Digital Terrain Mold)的概念，并给出了以下的定义：数字地形模型是利用一个任意坐标场中大量选择的已知X、Y、Z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示。
实际上，数字地形模型DTM是通过地表点集的空间直角坐标(x,y,z)并视需要进一步伴随若干专题特征数据来表示地形表面的。
它的更通用的定义是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列，从数学的角度，可以用以下二维函数系列来概括地表示数字地形模型的丰富内容和多样形式：()),,3,2,1;,,3,2,1( ,n p m k v u f K p p k p === （6.1.1）式中：K p ——第p 号地面点（可以是单一的点，但一般是某点及其微小邻域所划定的一个地表面元）上的第人类地面特性信息的取值；u p ,v p ——第p 号地面点的二维坐标，可以是采用任一地图投影的平面坐标，或者是经纬度和矩阵的行列号等；m ——地面特性信息类型的数目（m ≥1）；n ——地面点的个数。
水文与水资源中的模拟与分析技术研究水资源是人类生活中不可或缺的重要资源，而水文与水资源中的模拟与分析技术是保障水资源合理利用和管理的基础。
本文将探讨水文与水资源中的模拟与分析技术研究，并介绍其应用于水资源管理中的重要性。
一、水文与水资源中的模拟技术水文模拟技术主要通过数学模型和计算机仿真，对水文过程进行模拟和预测。
通过模拟，可以分析不同情景下的洪水、干旱、水库调度等水文事件，并为水资源管理决策提供依据。
1.1 水文模型水文模型是对水文过程的抽象和计算描述，常见的有半分布式模型、全分布式模型和物理模型等。
半分布式模型适用于流域级别的水文模拟，能较准确地计算水文过程，并预测洪涝、干旱等极端事件的发生概率。
全分布式模型则更关注细节，可以模拟具体的水文流程，并反映地形、土壤、植被等要素对水文过程的影响。
物理模型则通过实验室试验等手段，模拟水文过程中的流体力学行为。
1.2 水文数据的获取与处理水文模拟需要大量的水文数据，如降雨、蒸发、径流等。
而这些数据往往需要通过气象站、流量站等监测设备进行采集。
在数据获取的过程中，还需要注意数据的质量控制和修正，以提高模拟的准确性。
此外，对水文数据进行处理和分析，能更好地理解和解释水文过程。
二、水资源中的分析技术水资源分析技术主要通过对水资源系统的分析和评估，预测其变化趋势，为水资源管理提供科学依据。
水资源分析涉及到多种指标和方法，以下将重点介绍几种常见的分析技术。
2.1 水量平衡分析水量平衡是对水资源系统中水量收支进行评估的方法。
通过对降水量、蒸发量、径流量等要素的分析，可以了解水资源的累积状况以及可利用水量的变化趋势。
水量平衡分析的结果能够揭示水资源供求的状况，为制定合理的水资源调度和管理政策提供参考。
2.2 水资源评估模型水资源评估模型是对水资源系统进行定量评估和预测的方法。
这些模型可以利用多个指标和参数，对水资源系统的可持续性、脆弱性等进行评估，帮助决策者了解水资源系统的风险和演变趋势。
水文模拟及流域演化研究一、引言水文模拟和流域演化研究是水文学和水资源管理领域中的重要分支，可以为水资源管理决策提供有价值的信息。
随着水资源需求的不断增长和环境变化的不断发展，需要不断发展和完善相关研究，以推动水文模拟和流域演化的进一步深入。
二、水文模拟水文模拟是通过数学模型计算来模拟水文过程，包括降雨、蒸散发、地表流和地下水等过程。
水文模拟的目的是预测水文过程的变化情况，以帮助水资源合理利用和管理。
1.水文模型的分类目前常用的水文模型主要有分布式水文模型、半分布式水文模型和集中式水文模型三种。
分布式水文模型广泛应用于大尺度流域，包括经验物理模型、统计模型和物理模型。
半分布式水文模型适用于中等尺度的流域，主要应用于区域雨量径流模拟和山地洪水预测。
集中式水文模型主要用于小尺度流域和内陆河流的径流计算。
2.水文模型的评价水文模型评价包括两个方面，分别为模型结构评价和模型结果评价。
模型结构评价主要是对模型基本理论和参数选择进行评价，而模型结果评价主要是对模型预测结果进行评价。
三、流域演化研究流域演化研究是研究流域地貌、地理和水文变化的过程，其核心在于对区域水文过程和人类活动的综合分析。
1.流域演化机制流域演化主要是由水循环、沉积和风化过程驱动的。
这些过程的相互作用，导致地形的变化和流域的演化。
水循环是流域演化的核心驱动力，而沉积和风化过程则是水文过程和人类活动的重要决定因素。
2.流域演化研究的应用流域演化研究可以帮助了解土地利用变化、水资源变化、水环境变化和气候变化等对水文系统的影响。
同时，这些研究结果也有助于推动水资源管理和决策，以及保护水资源和生态环境。
四、水资源管理水资源管理是通过科学规划、有效组织和优化管理来实现水资源保护、开发和利用的重要手段。
水文模拟和流域演化研究为水资源管理提供了有价值的信息，可以帮助合理分配和利用水资源，推广可持续发展。
1.水资源管理的策略水资源管理必须遵循可持续发展的原则，注重水文环境保护、节约用水和提高水资源利用效率。
《分布式水文模型的现状与未来》篇一一、引言分布式水文模型作为水文学和水资源管理的核心工具，对于深入理解流域水文过程和有效利用水资源具有至关重要的作用。
在气候变化的背景下，研究和分析分布式水文模型的现状及未来发展趋势显得尤为重要。
本文将探讨当前分布式水文模型的应用现状、所面临的挑战以及未来的发展趋势。
二、分布式水文模型的现状1. 模型发展与应用分布式水文模型通过将流域划分为多个子流域或网格单元，模拟每个单元的水文过程，从而更准确地描述流域的时空变化特性。
自分布式水文模型诞生以来，其发展迅猛，已被广泛应用于水文学、水资源管理、环境监测和保护等多个领域。
在流域洪水预测、水质评估、水资源合理配置等方面取得了显著成果。
2. 技术手段与算法改进随着计算机技术的发展，分布式水文模型在技术手段和算法方面不断取得突破。
例如，利用遥感技术、地理信息系统（GIS）和大数据技术等手段，提高了模型的输入数据精度和空间分辨率；同时，模型算法的改进也使得模型能够更好地模拟复杂的水文过程。
此外，集成多源数据和多种模型的耦合方法也得到了广泛应用。
三、面临的挑战1. 数据获取与处理尽管遥感技术和GIS等技术为分布式水文模型提供了丰富的数据来源，但数据的获取和处理仍面临诸多挑战。
例如，数据的时空分辨率、数据质量、数据同化等问题都需要在模型应用过程中得到妥善解决。
此外，如何将多源数据进行有效整合和利用也是当前研究的重点。
2. 模型复杂性与计算效率分布式水文模型具有较高的复杂性，需要大量的计算资源。
随着模型精度的提高和模拟尺度的扩大，计算效率问题日益突出。
如何在保证模型精度的同时提高计算效率是当前研究的热点问题。
四、未来发展趋势1. 模型精细化与智能化未来，分布式水文模型将更加注重模型的精细化和智能化。
通过引入人工智能、机器学习等技术手段，提高模型的自学习和自适应能力，使模型能够更好地模拟复杂的水文过程。
同时，随着遥感技术和GIS技术的不断发展，模型的输入数据将更加丰富和准确。
分布式水文模型(日志)分布式水文模型是在分析和解决水资源多目标决策和管理中出现的问题的过程中发展起来的，所有的分布式水文模型都有一个共同点：有利于深入探讨自然变化和人类活动影响下的水文循环与水资源演化规律。
一、分布式水文模型-特点与传统模型相比，基于物理过程的分布式水文模型分布式可以更加准确详细地描述流域内的水文物理过程，获取流域的信息更贴近实际。
二者具体的区别在于处理研究区域内时间、空间异质性的方法不一样：分布式水文模型的参数具有明确的物理意义，它充分考虑了流域内空间的异质性。
采用数学物理偏微分方程较全面地描述水文过程，通过连续方程和动力方程求解，计算得出其水量和能量流动。
二、分布式水文模型-尺度问题、时空异质性及其整合尺度问题指在进行不同尺度之间信息传递（尺度转换）时所遇到的问题。
水文学研究的尺度包括过程尺度、水文观测尺度、水文模拟尺度。
当三种尺度一致时，水文过程在测量和模型模拟中都可以得到比较理想的反应，但要想三种尺度一致是非常困难的。
尺度转换就是把不同的时空尺度联系起来，实现水文过程在不同尺度上的衔接与综合，以期水文过程和水文参数的耦合。
所谓转换，包括尺度的放大和尺度的缩小两个方面，尺度放大就是在考虑水文参数异质性的前提下，把单位面积上所得的结果应用到更大的尺度范围的模拟上，尺度缩小是把较大尺度的模型的模拟输出结果转化为较小尺度信息。
尺度转换容易导致时空数据信息的丢失，这一问题一直为科学家所重视，却一直未能得到真正解决，这也是当今水文学界研究的热点和难点。
尺度问题源于目前缺乏对高度非线性的水文学系统准确的表达式；于是对于一个高度非线性的、且没有表达式的系统，人们用“分布式”方法来“克服”它。
然而事实上，无论是“subwatersheds”是“rid Cells”其内部仍然是非线性的且没有表达式。
但是，人们认为他们是“均一”的，于是就产生了尺度问题。
比如，自然界中水文参数存在很大的时间、空间异质性，野外实验证明，传统上认为在“均一”单元，且属于同一土壤类型的小尺度土地上，其水力传导度的变化范围差异可以达到好几个数量级。
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。
分布式水文模型的误差分析探讨分布式水文模型以其具有明确物理意义的参数结构和对空间分异性的全面反映，能够准确详尽地描述和模拟流域内真实的降水径流过程而被广泛需求和关注。
在模拟土地利用、土地覆盖、水土流失等各种变化过程的水文响应，面源污染、陆面过程、气候变化影响评价等诸多领域都有广泛的应用。
模型的预报精度和误差至关重要，决定了模型的应用和推广。
标签：分布式；水文模型；误差分析；参数水文模型是研究水文自然规律和解决水文实践问题的重要工具。
在水利工程规划设计、水资源评价、水土保持等方面的研究和发展中得到广泛的应用。
近年来，随着社会的进步、科技的发展，传统的水文经验模型、概念模型已经不能满足需要，对先进的分布式模型的需求在不断增长。
1、分布式水文模型1.1分布式水文模型的概念从水文信息学的角度来讲，水文模型是符号的综合体。
从反映水流运动的空间变化能力而言，水文模型可分为集总式模型和分布式模型两类。
分布式水文模型是充分考虑了模型中变量和参数空间变异性的基于自然物理过程的水文模型。
1.2建模原则水文模型的建立和使用必须按照一定的步骤和顺序进行，即是建模原则。
建模原则在原则上是灵活的，适用的，即使形式化后，也应该是易改变的。
分布式水文建模一般原则如图1所示。
1.3建模思路分布式流域水文模型建模主要思路是：将整个流域划分成足够多的若干网格，每个网格降雨、植被、土壤和高程等均有差异，对每个网格采用不同的产流计算参数分别计算产流量；通过比较相邻網格的高程确定各网格的流向，根据各网格的坡度、糙率和土壤等因素确定参数，将其径流演算到流域出口断面得到流域出口断面的径流量。
1.4分布式水文模型的一般结构分布式水文模型一般可分为纯物理模型和半物理模型两种形式。
从功能上来说，分布式水文模型包括功能不同且相对独立的子系统，每一个子系统从数学上描述水文循环的一个子过程。
尽管可用不同的方式描述水文过程，但模型的基本构架大同小异。
1.5模型验证分布式模型参数多，数据输入量庞大，计算时间长，模型验证困难。
分布式水文模型研究简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。
46半分布式新安江模型应用研究朱子唯，杨 侃（河海大学水文水资源学院，江苏 南京 210098）摘要：在利用数字高程模型技术（DEM ）的基础上提取数字流域，将分布式单位线模型应用于新安江模型汇流计算模块，构建基于分布式单位线模型的半分布式新安江模型预报方案。
在河南省竹竿河流域的应用结果表明：率定期洪峰流量合格率为88.24%，洪峰时间合格率为94.12%；检验期洪峰流量合格率为85.71%，洪峰时间合格率为85.71%。
因此，将该模型应用于新安江模型汇流计算模块切实可行，且得出的半分布式新安江模型模拟精度较高，具有一定的实际应用价值。
关键词：数字高程模型；分布式单位线模型；半分布式新安江模型；竹竿河流域中图分类号：TV122+.5 文献标识码：B 文章编号：1007-7839（2018）11-0046-07Application research of semi-distributed Xin'anjiang modelZHU Ziwei，YANG Kan（College of Hydrology and Water Resources ，Hohai University ，Nanjing 211098，Jiangsu ）Abstract：On the basis of digital elevation model technology（DEM）, the digital watershed was extracted, and the distributed unit hydrograph model was applied to the Xin'anjiang model convergence calculation module to construct a semi-distributed Xin'anjiang model prediction scheme based on the distributed unit hydrograph model.The application results in Zhugan River Basin of Henan Province showed that in the calibration period, the qualified rate of flood peak discharge was 88.24% and the qualified rate of flood peak time was 94.12%. In the verification period, the qualified rate of flood peak discharge was 85.71% and the qualified rate of flood peak time was 85.71%. Therefore, it was feasible to apply the model to the Xin’anjiang model confluence calculation module, and the semi-distributed Xin’anjiang model has higher simulation accuracy, which had certain practical value. Key words：digital elevation model；distributed unit hydrograph model；semi-distributed Xin'anjiang model；Zhugan River Basin收稿日期：2018-03-28作者简介：朱子唯（1994—），男，硕士，研究方向为水文学及水资源。
水文模型的研究与应用随着人类的不断发展，环境问题越来越受到关注。
自然灾害的频繁发生，已经成为了人们共同面临的问题。
其中，洪涝灾害影响着全球的许多国家和地区。
水文模型的研究与应用，是解决洪涝灾害问题的一个重要途径。
一、水文模型的定义水文模型是描述水文过程的数学模拟工具，能够模拟降雨径流等水文过程。
它是依据水文学原理，并通过数学方法来建立对水文循环系统的简化描述，以达到研究水循环、水资源评价与规划、防洪减灾等多种目的的一种技术手段。
二、水文模型的分类将水文模型根据模拟的水文过程分为以下几类：1. 单参数水文模型：这种水文模型只考虑一个水文参数的影响，如蓄水量影响，降雨径流系数影响等。
2. 模拟过程水文模型：这种水文模型是根据水文学原理，模拟水文过程的完整过程，如两块土地流域模型等。
3. 分布式水文模型：这种水文模型将流域分成小块，使用数学方程组描述每个块的水文过程，如TOPMODEL等。
三、水文模型的应用1. 洪水预报运用水文模型对降雨量和其他相关因素进行分析，可以预测洪水的可能发生时间和发生程度，从而指导社会公众采取有效的防范措施。
洪水预报的主要依据就是水文模型的建立和模拟。
2. 水资源规划水文模型能够对流域内的水资源的分布、产生和消耗进行模拟，从而合理规划水资源使用，实现水资源可持续利用。
3. 水文工程设计水文模型可用于水库、水电站、水闸等水利工程的设计、施工和管理。
对于不同水工程项目，根据其实际情况，可选择合适的水文模型，进行灵活应用。
4. 洪涝灾害预警及抗洪减灾洪涝灾害预警是指以洪涝灾害预报为依据，及时向公众发布预警信息，引导人们采取相应措施。
水文模型可预测洪涝灾害的发生和发展趋势，提供实时预警信息，为抗洪救灾提供有力的技术支持。
四、水文模型存在的问题1. 模型参数不确定性水文模型建立过程中，需要获取许多关键参数，这些参数都有一定的不确定性。
如果这些参数不准确，就会导致水文模型的建立和结果偏差。
分布式水文模型理论与方法研究一、本文概述Overview of this article随着全球气候变化和人类活动对水文循环的深刻影响，传统的水文学研究方法已经难以满足日益复杂的水资源管理需求。
分布式水文模型作为一种新兴的水文学研究方法，以其对流域空间异质性的精细刻画和对复杂水文过程的深入模拟，逐渐成为国内外水文学研究的热点和前沿。
本文旨在全面系统地探讨分布式水文模型的理论基础、方法体系、应用实践及其未来发展，以期为水文科学研究和水资源管理工作提供新的思路和方法。
With the profound impact of global climate change and human activities on hydrological cycles, traditional hydrological research methods are no longer able to meet the increasingly complex water resource management needs. Distributed hydrological models, as an emerging method of hydrological research, have gradually become a hot topic and frontier in domestic and international hydrological research due to their precise characterization of spatial heterogeneity inwatersheds and in-depth simulation of complex hydrological processes. This article aims to comprehensively and systematically explore the theoretical basis, methodological system, application practice, and future development of distributed hydrological models, in order to provide new ideas and methods for hydrological science research and water resource management.本文将首先回顾分布式水文模型的发展历程，阐述其产生背景和基本原理。
分布式水文模型研究与应用进展发表时间：2018-05-22T17:18:26.593Z 来源：《基层建设》2018年第6期作者：李东旭张靖雪[导读] 摘要：自20世纪以来全球水资源危机日益加深，为了研究在特定气候和人类活动影响下的水文规律，水文研究从流域水循环的模拟即集总式水文模型扩展到分布式或半分布式水文模型再到使用专业水文模拟软件进行协同分布式模拟计算。
佳木斯市水利勘测设计研究院黑龙江佳木斯 154002摘要：自20世纪以来全球水资源危机日益加深，为了研究在特定气候和人类活动影响下的水文规律，水文研究从流域水循环的模拟即集总式水文模型扩展到分布式或半分布式水文模型再到使用专业水文模拟软件进行协同分布式模拟计算。
水文模型是水文科学的重要的研究方法和手段。
关键词：分布式；水文模型；应用1 构建分布式水文模型的难点问题1.1 尺度问题水文现象在不同时空尺度上呈现出性质迥异的变化特征，如何从一种尺度水文变量及其变化特性去认识和推证另一种尺度的水文变量及其变化特性在理论上和实践上都有重要的意义，是当前水文科学研究的前沿，至今还没有形成完整的理论和方法体系。
随着理论和技术的不断发展，水文尺度问题研究呈现出以下发展趋势：（1）借助GIS技术和遥感观测数据对不同时空尺度上流域水文过程对地貌、土壤、植被等流域特征参数的响应进行研究；（2）加强不同尺度上水文过程特征的研究，使水文模拟在不同尺度上得到与观测尺度相符的描述；（3）利用中小尺度上建立的分布式水文模型进行尺度转换研究，探讨较大尺度上的水文过程和规律；（4）应用新技术和新方法提高不同尺度上水文观测的精度和分辨率，从而揭示不同尺度上的水文规律和过程；（5）结合生态、气象等领域的方法、资料和原理拓展水文尺度研究的思路，不断完善尺度理论、方法和技术。
1.2 数据与建模水文循环过程的高度非线性和复杂性，及其与时空尺度的高度相关性，使得不论是一般的还是特殊的分布式水文模型都需要大量的观测数据或水文过程参数，不仅有降水、气温、DEM、地质、土壤、植被等大量的自然环境要素数据，而且还有复杂的地下水取用、水电站径流调节、农业灌溉、污染物排放等人类活动数据。
基于HSPF半分布式水文模型的新立城水库流域水环境模拟及预测研究基于HSPF半分布式水文模型的新立城水库流域水环境模拟及预测研究摘要：本文基于HSPF半分布式水文模型，针对新立城水库流域的水环境问题进行模拟与预测研究。
通过对水库周边的水环境监测数据进行分析，建立了HSPF半分布式水文模型，并进行了水环境模拟与数据对比验证。
随后，通过模型对未来水环境的预测，为新立城水库流域的水资源管理与保护提供科学依据。
关键词：HSPF半分布式水文模型；新立城水库；水环境模拟；预测研究第一章绪论1.1 研究背景与意义水资源是人类社会生存与发展的基础，但由于人口增长、工业化进程加速等因素，水资源面临着日益严峻的挑战。
新立城水库作为一个重要的水源地，其流域的水环境问题直接关系到城市的供水安全与生态保护。
因此，对新立城水库流域水环境进行科学的模拟与预测研究，具有重要的理论和实际价值。
1.2 国内外研究现状目前，国内外学者已经在水文模型领域取得了一系列研究成果。
其中，HSPF（Hydrological Simulation Program-Fortran）作为一种半分布式水文模型，被广泛用于流域水资源管理与预测。
国外的一些研究已经应用HSPF模型进行了水环境模拟与预测研究，但在国内，相关研究还相对较少，尤其是针对新立城水库流域的水环境模拟与预测方面的研究还较为缺乏。
第二章研究方法2.1 数据获取与处理为了进行水环境模拟与预测研究，首先需要获取与水环境相关的数据，包括流量、水质、土壤类型、降雨等。
通过调研与实地采样，收集了新立城水库流域的水环境监测数据，并对其进行了初步处理与分析。
2.2 模型建立与验证在本研究中，采用HSPF半分布式水文模型进行水环境模拟与预测。
通过整理与处理采样数据，建立了新立城水库流域的水文模型，并结合实际情况对其进行了合理的参数设置。
随后，通过对过去历史数据的模拟，与实际监测数据进行对比，验证了模型的可靠性与准确性。
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s o 图1 TOPMODEL 模型结构
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s o 图2 MIKE SHE 模型结构
3ANSWERS(Areal Nonpoint Source Watershed Environment
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o 图3 ANSWERS 和AGNPS 水文模型结构
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b 图5 VIC 模型结构图
5 SWAT 水文模型
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5.2 SWAT 水文循环机理
如图所示：SWAT 水文循环过程主要包括四个过程：地表水过程；蒸散发过程；土壤水过程；地下水过程.
降雨
回流 传输损失
深含水层
浅含水层
土壤湿度 再分布
蒸腾
典型 深度
灌溉
地表径流
蒸发
土壤剖面 植物根区
地表 浅层渗流/补给深层
渗流/补给
侧向 流动
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b下渗锋面与下层土壤含水量分界面明显，不连续.
c饱和土壤柱高度，只有在土壤全部达到饱和后，才开始增加.
下渗速率和积水时间地方程：
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e ，
式中：
为流域实际蒸散量（；
为冠层自由水地蒸发量（为潜在蒸散（；
为冠层截持地初始水量（；
为冠层截持
如果潜在蒸散大于冠层截留地水量：，
剩余蒸散：
，0≤LAI≤3；
，式中：
最大蒸腾（
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A
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g 式中：
为最大土壤蒸发（；
为土壤盖度指数式中：为土层地凋萎点含水量；为土层粘粒含量地百分比（％）式中：
为土层中可排除地水量（式中：
为渗漏到下层土壤地水量（；
为时间步长（为渗漏地传输时间（。
