Page 86 - 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

（一）模型的组成
流域水文数学模型把流域作为一个系统，系统的输入是降雨、降雪、气温、

蒸发能力等水文气象因素。系统的输出是流域出口断面处的流量过程和流域上的
蒸散发过程。系统的状态是流域内发生的水文过程，如截留、下渗、流域蓄水、

坡面流、表层流、地下径流、河道汇流等。流域水文数学模型包括模型结构和模
型参数两大部分。模型结构是把输入转变成输出的推演方法和步骤，它是由数学

方程和逻辑判断组成，常用框图或流程图表示，可以表达为一个计算机程序。模
型参数是一些定量表示流域水文特征的物理量，例如流域蒸发系数、流域蓄水容

量、流域下渗率、各种汇流参数等，在计算机程序中就是需要读进的常数。模型
结构和模型参数一旦确定，模型就完全确定了。流域水文数学模型可表示为由许

多结点所组成的网络。结点表示流域中的某种蓄水量，结点间的连线表示水分的
转移运动。蓄水量要通过水量平衡计算求得，转移要服从水在流域中的运动规

律。流域水文数学模型是许多水量平衡方程和运动方程的组合，是对流域水文现
象的一种概括。

（二）模拟方法
流域水文过程十分复杂，所建立的流域水文数学模型的结构，必须符合水文

现象的规律，模型的参数有明确的物理意义，同时应当尽可能简明实用。在建立
流域水文数学模型过程中，常分别设计产流计算模型，蒸散发计算模型和汇流计

算模型等，并根据径流形成过程的规律进行合理的组合和确定参数。在产流计算

模型中，通常把径流量划分成地面径流、表层流和地下径流三种水源，分别进行
模拟。地面径流的形成有三种情况：①不透水面上的直接降雨形成径流；②超渗

坡面流，产生在较干旱荒瘠的地区，常用下渗理论模拟；③饱和坡面流，产生在
温暖、湿润和植被良好的地区，常用蓄满产流（或称超蓄产流）概念模拟。壤中

流产生在两个土层的界面上，在湿润的、植被良好地区占总径流量很大比重，常
根据表土层的自由水蓄量进行模拟；地下径流是由稳定入渗形成的，常采用线性

水库模拟，当深层地下水补给不容忽视时，也可分层模拟。在蒸散发计算模型

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