分布式水文模型的构建与应用比较研究

发布时间：2022-01-03 01:57

　　为了给分布式水文模型在陕西省中小流域的进一步推广与应用提供参考,在板桥流域和马渡王流域分别应用TOPMODEL、TOPKAPI以及CASC2D等分布式水文模型对2000—2009年间的洪水进行模拟,从两流域的降雨径流关系、地形指数特征以及土壤植被分布等方面进行了分析。结果表明:在常发生超渗产流的板桥流域CASC2D模型的模拟效果较好,而在蓄满产流发生概率较高的马渡王流域采用蓄满产流模式的TOPKAPI模型表现更优。 

【文章来源】：人民黄河. 2020,42(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 两流域的数字高程模型

基于美国地质调查局免费提供的全球90 m×90 m的原始DEM数据,将板桥流域和马渡王流域分别划分为若干个正交的网格单元。对于每一个网格单元,其水分运动规律如图2所示(P为降水量;E为蒸发量;S(i)为土壤饱和蓄水深;Srz为植被根系区的蓄水深;Srmax为植被根系区的最大蓄水深;Suz为土壤非饱和区蓄水深;qs为饱和坡面流量;qb为壤中流量;qv为下渗量)。在进行板桥流域和马渡王流域的产流计算时,TOPMODEL模型采用流域变动产流理论[28-29],在整个计算过程中,源面积是不断变化的,亦称变动产流面积理论。研究流域中源面积的位置受流域地形和土壤水力特性两个因素的影响,在一定意义上,变动产流面积可看作河道系统的延伸,如图3所示。

在进行板桥流域和马渡王流域的产流计算时,TOPMODEL模型采用流域变动产流理论[28-29],在整个计算过程中,源面积是不断变化的,亦称变动产流面积理论。研究流域中源面积的位置受流域地形和土壤水力特性两个因素的影响,在一定意义上,变动产流面积可看作河道系统的延伸,如图3所示。TOPMODEL主要通过流域含水量(或缺水量)来确定源面积的大小和位置。而含水量的大小可由地形指数来计算。土壤相对含水量与地形指数呈正相关关系,土壤相对含水量和地形指数随汇流面积的扩大及坡度的减小而增加。通过计算得到的板桥和马渡王流域的地形指数如图4所示,以此为基础描述两流域中的径流在重力排水作用下沿坡向的运动。

【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆水资源分布的空间匹配性分析——基于洛伦兹曲线和基尼系数[J]. 宋建,庄玮.  水利规划与设计. 2018(07)
[2]GIS技术在水利工程中的应用展望[J]. 王蕾,杨洋,赵彤彬.  水利规划与设计. 2018(02)
[3]CASC2D模型与GSSHA模型在栾川流域的径流模拟[J]. 李致家,屈晨阳,黄鹏年,姚成.  河海大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]城市节水与雨水资源化概述[J]. 石增福.  水利规划与设计. 2016(11)
[5]CASC2D-SED模型的DEM尺度效应[J]. 张传才,秦奋,肖培青.  地理与地理信息科学. 2016(02)
[6]CASC2D模型和新安江模型的应用比较[J]. 张汉辰,李致家,晁丽君,赵丽霞.  水力发电. 2015(08)
[7]基于CASC2D模型的县北沟流域径流模拟研究[J]. 晁丽君,李致家,李巧玲,沈洁.  水电能源科学. 2014(01)
[8]分布式水沙物理模型CASC2D-SED的应用研究[J]. 李致家,沈洁,张鹏程,李娟,姚成,郭元.  河海大学学报(自然科学版). 2013(02)
[9]基于物理基础与基于栅格的分布式水文模型研究[J]. 李致家,胡伟升,丁杰,胡余忠,吴勇拓,李京蔚.  水力发电学报. 2012(02)
[10]分布式地下水模拟模型MODFLOW介绍与应用[J]. 魏胜利,苏伟杰.  水利规划与设计. 2011(03)



本文编号：3565331