降雨徑流預報

根據流域上的降雨進行河道、水庫站(點)徑流過程的預報。

基本介紹

  • 中文名:降雨徑流預報
  • 外文名:Rainfall-runoffforecast
預報內容,流域水文模型,

預報內容

從降水(暴雨)到水流匯至流域出口斷面的整個動態物理過程錯綜複雜。徑流形成過程及其各部分的關係,可用框圖表示。一部分雨水以徑流的形式匯集到流域出口,另一部分經由蒸散發返回大氣,通常把不轉化為徑流的那一部分雨水稱為損失。一次降雨過程的總雨量扣去損失就得徑流量,也成淨雨量。淨雨向流域出口斷面的匯集過程,則稱流域匯流。
降雨徑流預報
1.1 降雨徑流預報方法
降雨徑流預報一般分兩個階段處理:(1)產流量預報,推求流域內一次降水產生的徑流量。(2)流域匯流預報,推求徑流量在流域出口斷面處的時程分配過程。
20世紀30年代初,R.E.霍頓建立的下滲理論和L.R.K.謝爾曼提出的單位線原理,為把降雨徑流過程分為兩個階段進行預報奠定了基礎。由此發展了各種預報方法,如產流量預報中的降雨徑流相關法、初損後損法、下滲曲線法、以及流域匯流預報中的經驗單位線、瞬時單位線、綜合單位線和地貌單位線、瞬時單位線、綜合單位線和地貌單位線等方法。不少複雜的流域水文模型也是這些概念為基礎逐步發展形成的。
1.2 影響流域降雨徑流過程的因素
可以分為氣象因素和下墊面因素兩類。
氣象因素主要是降雨強度、歷時及時空分布,溫度、濕度、風等;下墊面因素包括前期土壤含水情況、土壤類型、植被、土地利用、地形、流域形狀、河槽特徵、湖泊度等。對於一個具體流域,下墊面因素除土壤含水情況外都比較固定,它們的影響綜合體現在流域單位線形狀上,在某些情況下,雨強及降雨空間分布的不均勻性對單位線有顯著的影響,故實際工作中常以雨強為指標或按暴雨中心位置將單位線分型。氣象因素及前期土壤含水情況、植被等具有明顯的時變特性,在不同程度上對降雨產流起著制約作用。20世紀50年代廣為使用的降雨徑流合軸相關圖,就是結合流域具體情況,通過一定成因分析,挑選主要影響因素作為參數而建立的統計相關關係。其中流域前期土壤含水情況,難以用數學方程準確地定量描述,常用前期影響雨量間接表達。

流域水文模型

黑箱模型。將降雨作為流域系統的輸入,則徑流就是該系統的輸出,由此建立是降雨-徑流關係就是最簡單的一種流域水文模型,這類模型通常又稱黑箱模型或經驗型模型。這類模型採用系統分析方法得到的降雨-徑流關係僅僅是對流域系統過去輸入和輸出的一種幅值,缺乏對水文過程的描述。因此,這類模型不能處理流域系統中的變化因素,也就無法預測水文條件變化帶來的影響,例如城市化,氣候變化等對流域徑流的影響。如年徑流經驗模型,小流域洪水經驗模型。
概念性水文模型,在流域水文模型中考慮關鍵水文過程,採用一系列理想化的水文過來簡化實際流域系統中的複雜水文過程,這類模型考慮了流域的產匯流機制,定量計算了流域地表徑流、壤中流、地下徑流以及坡面匯流和河網匯流等,模型參數大多具有明確的物理意義。如水箱模型,新安江模型。
分散式水文模型,這類模型基於對流域水文過程的機理,採用水動力學方程來描述主要水文過程,基於地理信息系統,採用分散式的模型結果來描述流域下墊麵條件和降水的空間分布。如SWAT模型,GBHM模型。

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