《水文预报》课程多媒体课件(培训课件).pptVIP

S SM R RG RI RS 此图是一个均匀水箱，其容量用深度SM表示，自由水 蓄水量为S。产生的总径流量R首先进入自由水箱，若 与蓄满产流模型相类似，由于下垫面的不均匀性，自由水蓄水容量也存在空间分布不 均匀性。因此，应考虑产流面积和自由水蓄水容量空间分布不均匀的影响，这与流域蓄水 容量曲线的概念是相似的，在理解时只要将流域蓄水容量替换成自由水蓄水容量。 1.0 1.0 其分布特征同样采用指数型方程来近似描述： 由此可求得流域平均自由水蓄水容量： 设时段初自由水蓄量为 ,其相应的纵坐标为AU，则： 有了上面的计算式，即可划分水源。设扣除雨期蒸发后的降雨量为PE。 时段末的自由水蓄量为： 相应的壤中流和地下径流分别为： 七、产流量预报模型的建立 产流量预报模型——是指用若干个函数关系来模拟流域上降雨产流物理过程 的数学模型，这个模型当中应有若干个参数。目前我国应用的产流量预报模型 （或简称产流模型）有许多种，但是用得较多的有两种：蓄满产流模型、超渗产 流模型。至于采用哪一种产流模型首先进行流域产流方式的分析和论证，而产流 方式的分析和论证在前面第二节已作过介绍。下面着重介绍蓄满产流模型的建立 过程，而超渗产流模型的建立过程是相似的。 建立模型分为三步：资料的准备、参数率定、模型检验。 （一）资料的准备 流域内的水文、气象观测资料是建立产流模型的基础，不管是参数的率定， 还是模型的检验，都需要以大量的水文、气象观测资料为基础。根据蓄满产流模 型的结构特征和水文、气象资料条件，常用的资料有日平均流量、日雨量和日蒸 发量资料。 （二）参数的率定（简要介绍水文分析法与人工调试法。） 1、水文分析法——根据模型参数的物理意义利用实测的资料来分析并确定 参数值，在蓄满产流模型中，这类参数有 。 2、人工调试法 人工调试法率定模型参数的过程包括四个步骤： （1）参数初值估计 （2）模型计算 （3）结果判别比较 （4）寻找新的参数值 参数初值估计：参数的初始值一般是根据先验知识估计的。如前面讨论的水 文分析法确定的参数值或移用相似流域采用的模型参数值作为初值等。 模型计算：根据模型的输入值、已给的参数值和模型的程序，计算模型的输 出值，然后将计算的结果与实测值作比较分析，判断是否满足计算要求，如果已 符合要求，所给出的参数值即为所求，参数率定结束。否则需要修改参数值继续 重复上述率定给出，直至满足计算精度为止。 在用人工调试法率定模型参数的过程中，要充分理解参数的物理意义及其在 模型结构中的作用，具体分析参数值的改变对模型计算结果的影响和变化趋势， 科学合理地调试参数值，不应盲目修改。 对于蓄满产流预报模型共有六个参数： ，其中参数 最为灵敏，该参数值的改变，将影响初始土壤含水量和雨期蒸发，从而 导致产流量的改变。 （三）模型检验分析 参数值确定以后，还要对模型作应用前的检验分析。因为适用于水文预报的 水文模型大多数属于概念性模型，从结构的提出、观测资料样本的选择以及模型 参数值确定，有许多的假定和多种误差，那么这些会给模型应用带来多大的影响 呢？这需要作具体的分析。 产流模型的误差一般有资料误差、模型结构误差、参数确定误差三类。参数 确定误差在参数率定中已讨论。这里着重讨论资料误差和模型结构误差。 资料误差包括原始资料误差和资料统计分析误差。 原始资料误差：包括观测误差；资料刊印、数据储存中的误差，这类误差很 难修正。 资料统计分析误差：包括流域平均雨量、次洪径流深计算误差。 模型结构误差是指设计的模型结构与流域的实际产流过程和规律不完全相符 合产生的误差。以湿润地区的蓄满产流模型为例作简略分析。 （1）各种水分之间交换的计算公式与实际的水分运动不符。 （2）蒸散发计算模式（一、二、三层模式）与流域的蒸散发变化规律之间的差异。 （3）有局部超渗产流时因与蓄满产流机制不同而造成误差； （4）集总模型的不均匀产流模式与降雨分布很不均匀时的局部产流不相同。 分析、检查次洪产流计算结果有无系统误差，此时可点绘实测值与计算 值的关系，若点子较均匀地分布在 线的两侧，正负偏差基本平