本资料汇集了关于水文模拟的经典模型,包括广泛应用于中国东部地区的综合性水文模型新安江模型及适用于黄土高原地区径流生成过程描述的陕北模型的教学内容。
赵人俊于1984年编写的水文学教材介绍了国内两个经典的水文模型:新安江模型和陕北模型,这两个都是概念性模型,共184页。包括引言、产汇流基本概念、蓄满产流模型、超渗产流模型、蒸散法计算模型、马斯京根法、新安江模型、流域模型的检验和比较以及结束语等九个章节。
流域水文模型是近几十年来发展起来的一种新兴技术,它通过模拟流域上发生的水文过程建立数学模型,并在计算机上实现。这种技术对于解决实际中的水文问题及进行规律研究具有重要作用。
1. 概念性与确定性模型
流域水文学模型主要分为两类:确定性(或称“黑箱”)和概念化(也称为“白箱”)。前者通过输入数据和输出结果之间的关系建立,不涉及内部物理过程;后者则反映实际的物理机制,并模拟降雨径流形成。
2. 模型建立与应用
对于概念模型而言,研究对象通常是整个流域系统。已知输入为降水过程,出口断面流量是主要输出指标。另外还包括土壤湿度、蓄水池和地下水位等状态变量来描述其存储能力。为了构建这样的模型需要满足两个条件:一是现象相对简单且边界容易确定;二是有足够的数据支持。
3. 水文模型类型与方法
在概念化模型出现之前,应用水文学主要采用数学物理法、单位过程、经验相关和系统推理等手段。这些方法虽然基于严格的理论基础(如圣维南不稳定流方程组),但计算复杂度较高。随着计算机技术的发展,这一问题得到了缓解。
4. 新安江与陕北模型
新安江模型由华东水利学院水文预报教研组提出,考虑了降雨、蒸发、流域蓄水和排水等综合影响;而陕北模型则特别针对黄土高原地区的特殊性质设计。两者都有特定的结构参数,并可通过计算机程序模拟流程并进行评估。
5. 模型检验与比较
对新安江及陕北模型的有效性和可靠性进行验证,需通过对比分析实测数据和模型输出结果来完成。此过程旨在找出适用范围、优缺点以及改进空间,从而提高精度和实用性。
在实际应用中,研究人员会根据具体需求选择合适的模型,并不断优化和完善其功能。流域水文模型的研究与实践已成为当前水资源管理领域的重要方向之一。