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    188宝金博页面版: 分布式流域水文模型研究中的几个问题

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    内容提示： 第 22 卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2002 年 6 月 分布式流域水文模型研究中的几个问题 芮孝芳， 朱庆平 (河海 大学水文水 资源及环境学 院 ， 江苏 南 京210098) 摘要 ： 指 出数值计算、 GIS、 雷达测雨和卫星云 图等技 术的进步为分布式流域水文模 型的发展及 实际 应用提供 了条件 ． 论述分布式流域水文模型的结构有概念性和具有物理基础之分 ， 也有耦合式和非 耦合式之分． 为 了确定分布式流域水文模型的参数， 对现有几种建立产汇流参数与 自然地理 因子之 间的理论关 系的途径进行 了初步分析 ． 关键词 ： 分布式流域水文模型 ； GIS； 雷达气象学； 地貌水...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：8 | 上传日期：2013-10-13 13:18:54 | 文档星级：
    第 22 卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2002 年 6 月 分布式流域水文模型研究中的几个问题 芮孝芳， 朱庆平 (河海 大学水文水 资源及环境学 院 ， 江苏 南 京210098) 摘要 ： 指 出数值计算、 GIS、 雷达测雨和卫星云 图等技 术的进步为分布式流域水文模 型的发展及 实际 应用提供 了条件 ． 论述分布式流域水文模型的结构有概念性和具有物理基础之分 ， 也有耦合式和非 耦合式之分． 为 了确定分布式流域水文模型的参数， 对现有几种建立产汇流参数与 自然地理 因子之 间的理论关 系的途径进行 了初步分析 ． 关键词 ： 分布式流域水文模型 ； GIS； 雷达气象学； 地貌水文学 中图分类号 ： P338 ． 1 文献标识码 ： A 文章编号 i 1006— 7647(2002)03— 0056— 03 模拟并 预测流域 对气候 输入所 产生 的水 文 响 应 ， 是 科学 水 文 学 和 工 程 水 文 学 的 基 本 问题 ． 自 1 7 世纪末建立 了水文循环和流域水量平衡的基本概念 后 ， 流域 对暴 雨 的 响 应 ， 即 产 汇 流 问 题 ， 就 成 为地 表 水文学的一个中心课题? 1 ． 长期以来 ， 由于受科学技 术发展水平的制约 ， 水文学一般 只能将 流域作 为一 个整体 ， 由流域的平均降雨量 过程和平 均状 态参 数 来推求流域 出口断面的流量过程 ． 这种集总式流域 水 文模 型 虽 然 对 水 文 学 的 发 展 起 到 了历 史 性 的作 用， 但与实际流域 的情况并不相符 ． 因为不仅暴雨具 有随时变化的空间分布 ， 流域的土壤、 植被 、 地形、 地 貌、 地质、 水文地 质等条 件在 空间上也 呈不均 匀分 布， 人类活动的影 响一般也是时空变化 的， 因此， 将 这种下垫面条件本不均匀的流域硬性地作为一个空 间均化 的整体来处理 ， 显然只能提供流域产汇流过 程空间均化的结果 ， 因此 ， 集总式流域水文模型的使 用精度往往不能令人满 意 ． 分布式 流域水文模型有 望尽可能真实地模 拟流域产汇流过程 的空间变化 ， 故已成为流域水文模型新 的发展方 向． 1模型的技术支撑 分布式流域水文模型之所以能成为近年来具有 吸引力的水文学研究热点之一 ， 一是因为地理信息 系统( GIS)技术 的不断完善 ， 使得描述下 垫面因子复 杂的空间分布有 了强有力 的工具 ； 二是因为计算机 技术和数值分析理论 的进一 步发展 ， 为用数值方法 求解描述复杂的流域产汇流过程的偏微分方程组奠 定了基础 ； 三是因为雷达测雨技术 和卫星云 图技术 的进步 ， 为提供降雨量实时空间分布创造 了条件 ． GIS 是一种在 计算机 硬件 和软件 支持下 ， 基于 系统工程和信息科学的理论 ， 进行 管理和综合分析 具有空间分布性质的地理数据 的系统 ． 与流域产汇 流有关的地理数据主要有地 面高程和反映土壤、 植 被 、 地质 、 水文地质特性 的参数 等 ． 其 中以数字高程 模型( DEM)最 为有用 ， 因 DE M 不仅表达 了地 面高程 的空间分布， 而且据 此可以 自动生成流域水 系和分 水线 、 自动提取 地形坡 度和其 它地貌参 数 ． 将 DEM 与表达土壤、 植被 、 地质 、 水 文地质特性 的参数 的空 间分布叠加在一起 ， 还 可以描述这些下垫面参数与 地面高程之间的关系 ． 描述流域产汇流过程 的偏微分方程组一般是耦 合的， 至今没有解析解 ， 数值 解法也很 困难 ， 但 近十 多年 来 情 况 有 了 变 化 ， 例 如 ， 据 文 献 [ 1] 报 导 ， Goodrich 和 Woolhiser 在 1989 年研 制成功 了演算超 渗雨沿坡 面流动的二维数值 方法 ； 同年 ， Brath 等人 使用表征河 网水力 几何学 的比尺特性 ， 研制成功了 演算河 网中单 一 河 道 水 流 的一 维 数值 方 法 ； 1991 年， Paniconi 等人提 出了分布式流域水文模型中三维 非饱和水流的非线性 Richards 方程 的数值解法 ． 偏 微分方程组 的数值解法 的前提 是实施时、 空离散化 是与分布式流域水文模型的要求相一致的 ． 传统 的观测降雨量 的方法是在流域上布设雨量 站网， 试图通过布设若 干个 固定点雨量 的观测来推 知降雨量的空间分 布． 由于降雨量 的空间分布随时 基金项 目： 国家 自然科学基 金重大项 目资助项 目(50099620) 作者简介 ： 芮孝芳( 1 939一 ) ， 男 ， 江苏溧阳人 ， 教授 ， 从事水文学及水 资源研 究 ·56 · 维普资讯 http://www.cqvip.com

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