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新安江模型
新安江模型的流程图
图中输入为实测降雨 P 和实测蒸散发能力 EM,输出为流域出口断面流量 Q 和流域蒸散发量
E 。方框内是状态变量,方框外是常数常量。模型主要由四部分组成,即蒸散发计算、产流
计算、水源划分和汇流计算。
变量符号说明:
P,实测降雨(已知)
E,流域蒸散发量(第一步计算已知)
PE,降雨减去蒸发量(产流计算的输入)
R,流域产流量(产流计算的输出)
W ,流域时段末土壤平均蓄水量,产流计算的输出
KC,蒸发折算系数
C,深层蒸散发折算系数
WM ,流域总蓄水容量
B,抛物线指数
1 蒸发量计算
各层蒸散发的计算原则是, 上层按蒸散发能力蒸发, 上层含水量蒸发量不够蒸发时, 剩
余蒸散发能力从下层蒸发, 下层蒸发与蒸散发能力及下层含水量成正比, 与下层蓄水容量成
反比。要求计算的下层蒸发量与剩余蒸散发能力之比不小于深层蒸散发系数 C。否则,不足
部分由下层含水量补给,当下层水量不够补给时,用深层含水量补。
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输入:
(1)KC,蒸发折算系数
(2 )上、下、深三层的蓄水容量 WUM 、WLM 和 WDM
(WM=WUM+WLM+WDM )
(3 )C,深层蒸散发折算系数
输出:
(1)上、下、深各层的流域蒸散发量 EU、EL和 ED (E=EU+EL+ED) -- 时段值
(2 )上、下、深三层的含水量 WU 、WL 和 WD (W=WU+WL+WD ) -- 时段值
注:以上的 WM 、 E、W 分别表示总的流域蓄水容量、蒸散发量、土壤含水量。
计算公式:
EP=K×E0 (E0 ,实测水面蒸发量,划分为时段值) ,WU0 日模拟合而来。
一阶段:当 P+WU≧EP时, EU=EP、EL=0、ED=0,此时 WU(t+1)=P(t)+WU(t) -EU(t)
二阶段:当 P+WUEP时, EU=P+WU
若 WLC×WLM 则 EL=(EP- EU) ×WL/WLM、 ED=0
若 WLC×WLM 且 WL ≧C×(EP-EU) 则
EL=C×(EP-EU),ED=0
三阶段:若 WLC×WLM 且 WLC×(EP-EU) 则
EL=WL, ED=C×(EP- EU)-WL
E = EU + EL + ED
PE = P- E
注:一阶段上层够蒸;二阶段上层不够下层够蒸;三阶段上下层都不够蒸。
2 产流计算
土壤蓄满之前不产流,当土壤湿度饱和时,所有降雨(减去同期蒸发量)都产流。
输入:
PE,去除蒸发量后的降雨;
f/F ,f 为流域内包气带蓄水容量小于或等于 WM’的面积, F 为全流域面积;
mm
W’ ,流域最大的点蓄水容量;
M
W’ ,流域内某一点的蓄水容量;
B,反映流域包气带蓄水容量分布的不均匀性,常数,越小越均匀; B=0 是均匀不变
W0 ,流域初始土壤含水量
输出:
R,降雨产生的径流
计算公式:
一般说来, 流域内各点的蓄水容量并不相同, 新安江三水源模型把流域内各点的蓄水容量概
化成一条抛物线,即
f W B
1 ( 1 m )
F W
mm
W’mm 即流域最大的点蓄水容量; W’
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