第二章 新安江模型PPT课件
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东南大学交通学院桥涵水文资料整理指导老师:许崇法姓名:郭赵元学号:21710131目录第一章新安江模型 (3)1.1 新安江模型简介 (3)1.2 新安江模型的基本原理 (3)1.3 新安江模型结构 (4)第二章陕北模型 (6)2.1陕北模型简介 (6)2.2 陕北模型结构 ............... .. (7)2.3 模型评述 (8)第一章新安江模型1.1新安江模型简介新安江模型始建于 1973 年,采用蓄满产流的概念,以土壤含水量达到田间持水量后才产流,是个分布式的概念性模型,30 多年来在我国湿润与半湿润地区有广泛应用,并发展改进为三水源的以及其他多水源的模型。
原华东水利学院的赵人俊教授于1963年初次提出湿润地区以蓄满产流为主的观点,主要根据是次洪的降雨径流关系与雨强无关,而只有用蓄满产流概念才能解释这一现象。
上个世纪70年代国外对产流问题展开了理论研究,最有代表性的著作是1978年出版的《山坡水文学》,它的结论与赵人俊先生的观点基本一致:传统的超渗产流概念只适用于干旱地区,而在湿润地区,地面径流的机制是饱和坡面流,壤中流的作用很明显。
20世纪70年代初建立的新安江模型采用蓄满概念是正确的。
但对于湿润地区,由于没有划出壤中流,导致汇流的非线性程度偏高,效果不好。
80年代初引进吸收了山坡水文学的概念,提出三水源的新安江模型。
1.2新安江模型的基本原理新安江模型是分散性模型,可用于湿润地区与半湿润地区的湿润季节。
当流域面积较小时,新安江模型采用集总模型,当面积较大时,采用分块模型。
它把全流域分为许多块单元流域,对每个单元流域作产汇流计算,得出单元流域的出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算,求得流域出口的流量过程。
把每个单元流域的出流过程相加,就求得了流域的总出流过程。
该模型按照三层蒸散发模式计算流域蒸散发,按蓄满产流概念计算降雨产生的总径流量,采用流域蓄水曲线考虑下垫面不均匀对产流面积变化的影响。
新安江模型介绍:三水源新安江模型蒸散发计算采用三层模型;产流计算采用蓄满产流模型;用自由水蓄水库结构将总径流划分为地表径流、壤中流和地下径流三种;流域汇流计算采用线性水库。
模型结构:模型计算:在新安江模型中,流域蒸散发计算没有考虑流域内土壤含水量在面上分布的不均匀性,而是按土壤垂向分布的不均匀性将土层分为三层,用三层蒸散发模型计算蒸散发量。
参数有流域平均张力水容量WM(mm),上层张力水容量UM(mm),下层张力水容量LM(mm),深层张力水容量DM(mm),蒸散发折算系数KC和深层蒸散发扩散系数C。
具体计算为若P+WU>=EP,则EU=EP,EL=0,ED=0;若P+WU<EP,则EU=P+WU;若WL>C*LM,则WL=(EP-EU)WL/LM,ED=0;若WL<C*LM且WL>=C*(EP-EU),则EL=C*(EP-EU),ED=0;若WL<C*LM且WL<C*(EP-EU),则EL=WL,ED=C*(EP-EU)-WL;水源划分中,本小组采用的是三水源划分。
三水源用自由水蓄水库结构解决水源划分问题,自由水蓄水库结构考虑了包气带的垂向调蓄作用,按蓄满产流模型计算出总径流量R,先进入自由水蓄水库调蓄,再划分水源。
模型参数调整:1蒸散发能力折算系数KCKC是影响产流量计算最为重要和敏感的参数,产流计算中KC控制着水量平衡,因此,对水量计算是最重要的。
KC主要反映流域平均高程与蒸发站高程之间差别的影响和蒸发皿蒸散发于陆面蒸散发间差别的影响。
在实际模拟计算中KC值往往变化很大,最后需经模型调试并验证后确定。
2流域平均张力水容量WM流域平均张力水容量WM表示流域干旱程度,分为UM,LM,DM。
根据经验,南方湿润地区WM约为120~150mm,半湿润地区WM约为150~200mm。
3流域蓄水容量—面积分布曲线指数BB值反映划分单元流域张力水蓄水分布的不均匀程度。
第二章新安江流域水文模型60年代初,河海大学(原华东水利学院)水文系赵人授等开始研究蓄满产流模型,配合一定的汇流计算,将模型应用于水文预报和水文设计。
1973年,他们在对新安江水库做人库流量预报的工作中,把他们的经验归纳成一个完整的降雨径流流域模型——新安江模型。
模型可用于湿润地区和半湿润地区的湿润季节径流模拟和计算。
最初的新安江模型为两水源模型,只能模拟地表径流和地下径流。
80年代初期,模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中,用线性水库函数划分水源的概念引入新安江模型,提出了三水源新安江模型,模型可以模拟地面径流、壤中流、地下径流。
1984至1986年,又提出了四水源新安江模型,可以模拟地面径流、壤中流、快速地下径流和慢速地下径流。
三水源新安江模型一般应用效果较好,但模拟地下水丰富地区的日径流过程精度不够理想。
在新安江三模型中增加慢速地下水结构就成为四水源新安江模型。
当流域面积较小时,新安江模型采用集总模型,当面积较大时,采用分块模型。
分块模型把流域分成许多块单元流域,对每个单元流域做产、汇计算,得到单元流域的出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算,求得流域出口的流量过程。
把每个单元流域的出流过程相加,就求得了流域出口的总出流过程。
划分单元流域的主要目的是处理降雨分布的不均匀性,因此单元流域应当大小适当,使得每块面积上的降雨分布比较均匀.并有一定数目的雨量站。
其次尽可能使单元流域与自然流域相一致,以便于分析与处理问题,并便于利用已有的小流域水文资料。
如果流域内有大中型水库,则水库以上的集水面积即应作为一个单元流域。
因为各单元流域的产汇、流计算方法基本相同,以下只讨论一个单元流域的情况。
2.1新安江两水源模型1.模型结构和参数新安江两水源模型的产流子模型采用蓄满产流模型,蒸发计算采用三层蒸发计算模型。
利用稳定下渗率FC将径流划分为地面径流和地下径流两种水源。
地面径流采用单位线汇流,地下径流采用一次线性水库汇流。