四种水文模型的比较
摘要:水文模型是用数学的语言对现实水文过程进行模拟和预报,在进行水文规律的探讨和解决水文及生产实际问题中起着重要作用。本文分别介绍了新安江模型、萨克拉门托(SAC)模型、SWAT模型以及TOPMODEL模型,并对这四种水文模型的蒸发计算、产流机制、汇流计算、适用流域、参数以及模型特点等不同方面进行了比较分析。并结合对着4种模型之间的比较,作出了总结分析和展望。
关键词:新安江模型;SAC模型;SWAT模型;TOPMODEL模型;模型比较
引言
流域水文模型在进行水文规律研究和解决生产实际问题中起着重要的作用。新安江模型是一个概念性水文模型,1973年由赵人俊教授领导的研究组在编制新安江预报方案时,汇集了当时在产汇流理论方面的成果,并结合大流域洪水预报的特点,设计出的我国第一个完整的流域水文模型,至今仍在我国湿润和半湿润地区的洪水预报中得到广泛应用;萨克拉门托水文模型,简称SAC模型,是RC伯纳什(Bur
ash)和RL费雷尔(Ferral)以及RA麦圭儿(Mcguire)于20世纪60年代末至70年代初研制的,是一个连续模拟模型,模型研制完成时间相对较晚,其功能较为完善,兼有蓄满产流和超渗产流,广泛应用于美国水文预报中;SWAT模型是美国农业部农业研究中心研制开发的用于模拟预测土地利用及土地管理方式对流域水量、水质过程影响的分布式流域水文模型;TOPMODEL为基于地形的半分布式流域水文模型,于1979年由Beve
和Kirkby提出,其主要特征是将数字高程模型(DEM)的广泛适用性与水文模型及地理信息系统(GIS)相结合,基于DEM数据推求地形指数,并以此来反映下垫面的空间变化对流域水文循环过程的影响,描述水流趋势。
本文对这四中水文模型从蒸发计算、产汇流计算、适用流域以及参数等方面进行分析比较,并得出结论。
1模型简介
11新安江模型
新安江模型是赵人俊等在对新安江水库做入库流量预报工作中,归纳成的一个完整的降雨径流模型。20世纪70年代初提出了新安江二水源模型,80年代提出了新安江三水源模型。新安江模型可用于流域的降雨径流的洪水模拟和预报以及水资源模拟,主要适用于我国湿润和半湿润地区。
新安江模型是一个分散性模型,把流域分成多块,对每块分别计算产汇流,总和后求得出口断面流量过程。模型有蒸散发、产流、分水源和汇流4个模块,产流计算采用蓄满产流模型,将水源划分为地表径流、壤中流和地下径流3种,流域汇流计算采用线性水库法和瞬时单位线法,河道汇流计算采用马斯京根分段r