新安江预报模型java代码新安江模型计算案例

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编程小匠人 2023-12-26 19:00:15

2流域水文预报模型

模型的选定：竹溪坡流域属东亚季风副热带暖湿气候区，湿润多雨, 多年平均年雨量为1400mm～1800mm, 年内降雨量主要集中在4～8月，一次洪水历时可达7～8天。流域内植被良好，符合蓄满产流模型的应用条件。

蒸发的计算：流域蒸发采用三层蒸发模式，蒸发资料采用附近柘溪站E601型蒸发器实测值,以1980～1988年9年资料进行统计,分别求出各月晴天和雨天多年平均日蒸发量,见表2。晴、雨天的区别标准以日雨量3mm为控制,日雨量小于3mm为晴天,否则为雨天。

水源的划分：地面以下的径流由多种产流机制形成，在流域出口断面流量的退水过程线上常呈现这些水源的退水特性。退水坡度反映了退水段径流受流域调蓄作用的差异，根据竹溪坡流域多年的退水过程线特点，采用三水源划分的方法。

三水源汇流方案：

1）根据水源的划分，将流域汇流分地面汇流、壤中出流和地下汇流。

2）壤中流和地下汇流采用地下水库调蓄演算的方法。

3）地面汇流采用时段地面经验单位线法, 用竹溪坡实测雨洪资料分析的单位线见表3。

新安江模型可分为蒸发、产流、水源划分和汇流等4个层次。每个层次的参数一般具有明确的物理意义。表4是新安江三水源模型主要参数的物理意义。

K：为蒸散发能力折算系数，是指流域蒸散发能力与实测水面蒸发值之比。此参数控制着总水量平衡，因此，对水量计算是十分重要的。

WUM：为上层蓄水容量，它包括植物截留量。在植被与土壤比较发育的流域，约为20mm；在植被与土壤颇差的流域，约为5～6mm。

WLM：为下层蓄水容量。可取60～90mm。

WDM：为深层蓄水容量。由WM = WUM+ WLM+WDM关系可以省去此参数的率定。

C：为深层蒸散发系数。它决定于深根植物占流域面积的比数，同时也与WUM+WLM值有关，此值越大，深层蒸散发越困难。一般经验，在江南湿润地区C值约为0.15～0.20左右，而在华北半湿润地区则在0.09～0.12左右。

WM：为流域蓄水容量，是流域干湿程度的指标。一般分为上层WUM、下层WLM和深层WDM，约为120～180mm。

b：为蓄水容量曲线的指数。它反映流域上蓄水容量分布的不均匀性。一般经验，流域越大，各种地质地形配置越多样，b值也越大。在山丘区域，很小面积（几平方公里）的b值为0.1左右，中等面积（300平方公里以内）的b值为0.2～0.3左右，较大面积（数千平方公里）的b值为0.3～0.4左右。

SM:为流域平均自由水蓄水容量，本参数受降雨资料时段均化的影响，当以日为计算时段长时，一般流域的SM值约为10～50mm，当所选取的计算时段长较小时，SM要增大，这个参数对地面径流的多少起着决定性作用，因此十分重要。

EX :为自由水蓄水容量曲线指数，它表示自由水容量分布不均匀性。通常EX取值在1～1.5之间。

KI:为自由水蓄水库对壤中流的出流系数，KG为自由水蓄水库对地下径流出流系数，这两个出流系数是并联的，其和代表着自由水出流的快慢。一般来说，KI+KG＝0.7，相当于从雨止到壤中流止的时间为3天。本流域中选择对KI进行率定，KG有以上关系式得出。

KKI：为壤中流水库的消退系数。如无深层壤中流时，KKI趋于零。当深层壤中流很丰富时，KKI趋于0.9。相当于汇流时间为10天。

KKG：为地下水库的消退系数。如以日为计算时段长，此值一般为0.98～0.998，相当于汇流时间为50～500天。

表2 竹溪坡流域晴、雨天多年平均日蒸发量 (mm)

表3 竹溪坡6h10mm单位线

表4 新安江三水源模型主要参数的性质和约值