流域水文模拟的发展历程和趋势
-
作 者 姓 名：学科、 专业：学 号：指 导 教 师：完 成 日 期： ***
水文学与水资源工程 *** *** ***
流域水文模拟大作业
摘 要
对现行概念性集总式流域水文模型的结构和参数的特点进行了介绍,指出了这类流域水文模型存在的主要发展历程和功能。对新一代流域水文模型,即分布式流域水文模型,尤其是其中具有物理基础的分布式流域水文模型,进行了简介,指出其不同于传统水文模型的特点及作用。最后对流域水文模型的发展趋势及所面临的挑战进行了分析。
关键词:集总式流域水文模型;分布式流域水文模型;趋势
I
流域水文模拟大作业
目 录
1 水文模型研究成果及现状 ............................................................................................ 1
1.1 集总式水文模型 ................................................................................................. 1
1.1.1 新安江模型 ............................................................................................. 2 1.1.2水箱模型 ................................................................................................... 3 1.1.3萨克拉门托模型 ....................................................................................... 5 1.2 分布式水文模型 ................................................................................................. 7
1.2.1气候变化研究与分布式水文模型 ........................................................... 7 1.2.2土地利用/覆被变化水文响应与分布式水文模型 .................................. 8 1.2.3缺资料地区水文预报与分布式水文模型 ............................................... 9 1.2.4水资源管理与分布式水文模型 ............................................................. 10
2水文模型发展趋势及挑战 ........................................................................................... 11
2.1地理信息系统技术的应用 ................................................................................ 12 2.2遥感技术的应用 ................................................................................................ 13 2.3问题与挑战 ........................................................................................................ 14
- II -
流域水文模拟大作业
1 水文模型研究成果及现状
世界人口迅速增长，人们对生活水平的期望不断增长，同时大众对生态环境的关注也日益增强。人民生活水平的提高离不开自然资源开发和利用。地球上最基础的资源是空气、水和土地。这些资源对于维持地球上的生命至关重要，而又有限，无序开采和过度利用必然造成环境破坏，威胁人类的生存和社会经济的可持续发展。于是，加强综合自然资源管理，恢复生态环境整体性和生物多样性已成为当前的核心任务。
水在生态环境中发挥着血液的作用。人类的生活、生产以及其他资源的开发都离不开水。由于水极易受到污染，污染的水又在流动过程中污染土壤、植物、动物、甚至人体，因此，生态环境管理的核心是对水的管理。自然界的水是以流域为体系存在和循环运动着的，生态环境管理也就需要以流域为基础。管理过程将土地利用等人类活动与水体流动过程联系起来，通过预测各种水体的水量和水质，为人类生活、生产和生态的需水提供信息。这种预测需要定量描述流域降雨-径流，以及引水、渠系渗漏、灌溉、蒸发、作物耗水等水文过程，所以说水文模拟已成为生态环境管理的基础技术。
水文预报可以通过水文模型来实现的。数十年来，人们研制了各种水文模型，并在许多流域中广泛使用。流域水文模型的研究大约始于二十世纪五十年代叫，随着电子计算机的应用，近几十年已提出百余种模型。流域水文模型主要有三种类型:黑箱式、集总式、分布式(Kirkby，1988)。早期的水文模型多为黑箱模型，把流域看成黑箱，只有输入和输出，也就是一个流域降雨与径流的统计关系。在一个流域根据长期水文观测资料建立的黑箱模型，是对该流域地形、土壤、植被等众多要素及空间特征对水文影响的概括，但它忽略了流域内部的水文过程，无法在空间上外延和移用，当流域内部发生变化时也不能再使用原来的模型参数，需对模型参数重新订正(Andersno，1985)。随着对流域水分循环过程认识的深入，出现了集总式水文模型。
1.1 集总式水文模型
气候条件和下垫面条件，包括地貌、地质、土壤、植被等共同影响着区域水文过程，这些地理要素随空间和时间的变化而变化。然而集总式模型不考虑地理要素在流域内的空间分布，比如是在全流域均降10mm降雨，还是在三分之一的流域面积上降雨30mm。，在集总式模型中是不予区分的，而是把整个流域看成一个均匀一致的整体，降雨在全流域均匀产流。最早的集总式模型是Linslye和Crwaford建立的斯坦福流域模型(StnafordwatershedModel)，从1959年提出来到1966年完成第IV号模型，一共用了38
1