流域水文模型综述当今社会科学技术进展越来越迅猛,人们对于数字化的要求也越来越高。水文学作为一门历史悠久的学科也越来越趋向于数字化与定量化。在这样的大背景下,水文模型则应运而生。水文模型是在防洪与水利工程的实际运用和实践中逐渐进展起来的,它早期用于实时洪水与实时水位预报中。现在,水文模型的作用范围更加广泛,它在防洪减灾、水库调度、生态环境需水、水资源开发利用、道路、城市规划、面源污染评价、人类活动的流域响应等诸多方面起到了不可或缺的重要作用。因此,水文模型的讨论已经成为水文学的热点问题。并且相应于河口水文模型,山坡水文模型等其他水 文模型而言,流域水文模型的讨论更加具有实际意义。1 定义根据何长高,董增川等发表的论文,流域水文模拟是用数学的方法描述和模拟水文循环的过程,即将流域概化成一个系统,根据系统输入条件,对流域内发生的水文过程进行模拟计算,求解输出结果。更进一步,流域水文模型就是用于流域水文模拟的这个系 统。流域水文模型是基于人们对客观世界的长期观测和理解认 识所提出能够高度概化现实世界,并用于预测未来的工具。2 基本架构不管是何种流域水文模型,以机制为基础还是以模式为基础,流域水文模型都包含着几个必不可少的模型阶段,即坡面产流阶 段,坡面汇流阶段和河网汇流阶段。2.1 坡面产流阶段1933年霍顿提出了超渗产流理论,相应在国外的产汇流计算中有了超渗产流机制。霍顿提出:当雨强 I 大于下渗能力 fp 时,雨强一部分根据下渗能力 fp 下渗到土壤当中,另一部分产生地面径流 rs;当雨强I 小于下渗能力 fp 时,雨强根据其自身的强度全部下渗到土壤当中。在实际的勘测与实践中,人们发现在植被覆盖良好,地表疏松的地方即使雨强 I 小于下渗能力 fp,也会存在地面径流。邓恩在六十年代提出了蓄满产流机制。邓恩认为:土壤在垂直结构上并不是仅有一个层次,实际上土壤上层是有较大土壤颗粒的淋溶层,而土壤下层是有较小土壤颗粒的淀积层,这两层之间存在一个相对不透水层。当雨强 I 小于下渗能力 fp 时,雨强会在相对不透水层上产生饱水带,随着饱水带厚度逐渐增加直至充满整个上土层,多余的水量会溢出产生地面径流。超渗产流机制一般适用于包气带较厚,植 被覆盖率较差的地区。而蓄满产流机制则适用于湿润地区。2.2 坡面汇流阶段在坡面产流阶段,有的模型会通过两水源或是三水源划分出各径流成分的径流量,如新安江模型;另外一些则一...