Page 108 - 水文预报与水资源优化管理技术

第三章 流域水文建模及预报方法研究

（2）分布式水文模型。
20 世纪 80 年代中期以来，随着计算机、地理信息系统和遥感技术的发展，

分布式水文模型逐步受到重视。按照子流域或子区域所采用的分析降雨径流形成
的理论和方法，分布式水文模型可分为概念性和具有物理基础两类。若按照各子

流域或子区域形成的径流过程转变为全流域径流过程的方法，可分为松散型和耦
合型两类。分布式概念水文模型多为松散结构，即假设流域各子流域或网格单元

上的水文响应是相互独立的，在每个单元上应用概念性集总模型来推求降雨产流
计算，然后再进行汇流计算，最后推求出口断面的流量，整个流域的水文响应是

各个单元的水文响应叠加得到的，代表性模型如 SWAT 模型。分布式物理水文模
型既有松散的也有耦合的，其中以水动力学为基础的几乎都是耦合的，其充分考

虑了水文过程、输入变量、边界条件和流域几何特征的空间差异性，认为流域面
上的各点水力学特征是非均匀分布的，计算时需要将流域按照 DEM 分布和水力

学特性划分为若干个单元，每个单元上用不同参数反映产汇流特性，同时考虑各
单元之间的横向交换过程，从而实现对流域面上各点水文过程的描述。其理论上

较为完善，但需要求解复杂的微分方程组，典型代表包括 SHE、MIKE-SHE 等。
此外，还存在一种半分布式水文模型，其介于集总式水文模型和分布式水文模型

之间，模型参数少、结构相对简单，并未考虑降水、蒸发等因素的空间分布对流
域产汇流的影响，典型代表如 TOPMODEL、TOPIKAPI。

与传统的集总式模型相比，分布式水文模型从水循环的动力学机制出发描述

流域水文问题，既考虑降雨和下垫面空间分布不均对流域产流造成的影响，同时
也能满足环境系统分析的需求，明显优于传统的集总式水文模型，为真实描述和

科学模拟降雨径流形成机理提供有效的工具，具有理论上的前沿性。但是由于缺
乏高质量观测资料、水文物理机制不完善、计算耗时长等问题，现阶段实际业务

应用中集总式水文模型使用范围更为广泛，且其预测精度暂时通常高于分布式水
文模型。

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