§2 新安江模型－蒸散发计算
上层 (Upper layer) EU, WU,WUM
上土层蒸发量：EU=EP
下层
EL, WL,WLM
(Lower layer)
下土层蒸发量：EL=EP.WL/WLM
深层 (Deep layer) ED, WD,WDM
深土层蒸发量：ED=C.EP
土壤蒸发量：E=EU+EL+ED (notes:同时刻相加）
计算公式为：
§2 新安江模型－产流计算
当P-E＞0，则产流，否则不产流，产流量计算方法为： 若P-E+A＜WMM 则 R=P-E-WM+W+WM× 若P-E+A≥WMM 则
§2 新安江模型－分水源计算
将水源分为地面径流 RS，壤中流RI和地下径流 RG。参数有表层土自由水 蓄水容量SM，表层土自由 水蓄水容量曲线的方次EX， 表层土自由水蓄水量对地 下水的出流系数KG及对壤 中流的出流系数KI。按蓄 满产流模型计算出的产流 量R，先进入自由水蓄水 库，再划分水源。自由水 蓄水库结构见下图。
§2 新安江模型－蒸散发计算
1)当WU+P>=EP,
EU=Ep,EL=0,ED=0;
2)当WU+P<EP, WL>=C.WLM,
EU=WU+P,EL=(EP-EU)*WL/WLM,ED=0;
3)当WU+P<EP, C.(EP-EU)<=WL<C.WLM,
EU=WU+P,EL=C*(EP-EU),ED=0;
三水源新安江模型流程图
§2 新安江模型－不同水源模型区别
二水源模型由于没有考虑壤中流作用，故在壤中流 丰富流域常常得不到好的模拟结果。
三水源模型认为，土壤中水有张力水（田间持水量 以下的水）和自由水（田间持水量以上的水）之分。二 水源模型只考虑了张力水的调蓄作用，没有考虑自由水 的调蓄作用。因此，新三模型中增加了一个自由水蓄水 库，把总径流划分成三种水源：地面径流、壤中流、地 下径流，代替新二模型中用FC划分水源的办法。
WUM EU
WLM EL
ED
C
W 上层
WU 下层
WL 深层
WD
WM B
径流
FC
R
不透水面积
IMP
地面径流 UH RS
地面径 流过程
单元流域 KE 出流过程 XE
径流 R
地下径流 RG
KKG
地下径 流过程
§2 新安江模型－三水源模型结构
输出 蒸散发E
EU EU EU
WUM WLM
C
输入 降雨P，蒸发皿蒸发量EI
划分单元的目的：处理降雨分布的不均匀性 因此，单元流域面积要适中，使得在每块面积上降雨 比较均匀，并有一定数目的雨量站；其次，尽可能是单元 流域与自然流域相一致；若流域中有大中型水库，则水库 以上的集水面积即可作为一个单元流域。
§2 新安江模型－二水源模型结构
蒸散发E
降雨P 蒸发皿蒸发EI
透水面积 土壤湿度
❖ 水源：由二水源发展为三水源。 ❖ 产流计算：蓄满产流 ❖ 汇流计算：线性水库 ❖ 河道汇流：马斯京根分段连续演算或滞后演算法
§2 新安江模型－概述
小流域——集总模型 大流域——分块模型
分块模型把流域分成许多块单元流域，对每个单元流 域做产汇流计算，可以得到单元流域的出口流量过程。再 进行出口一下的河道洪水演算，并得流域的流量过程。把 每个单元流域的出流过程相加，就求得了流域出口的总出 流过程。
E
P
DS
R
3 分布式模型
§1 流域水文模型的概念
❖ 比较各类模型，哪种模型更优？ ❖ 从水文模拟和所需资料角度考虑。 3、模型研究与发展
从经验相关到模型研究期 思考： 哪些是经验相关方法？
§2 新安江模型－概述
❖ 1973年，河海大学赵仁俊教授领导的研究组在 编制新安江洪水预报方案时，汇集当时在产汇流 理论方面的研究成果，并结合大流域洪水预报的 特点，设计了国内第一个完整的流域水文模型— 新安江流域水文模型。
§1 流域水文模型的概念
2、水文模型分类
（1）按模型构建的基础分类
黑箱模型
物理模型
水文模型
概念性 模型
§1 流域水文模型的概念
❖ 思考：上述三类模型的优缺点比较。 物理机制、计算复杂度、应用难易、通用性、预 测和外延能力
❖ （2）按对流域水文过程描述的离散程度分类
1 集总式模型 2 半分布式模型
§2 新安江模型－模型计算
❖ 蒸散发计算 蒸散发计算采用三个土层的模型，其参数有上层张力
水容量UM，下层张力水容量LM，深层张力水容量DM， 流域平均张力水容量WM，蒸散发折算系数KC，深层蒸 散发系数C，计算公式为：
WM=UM+LM+DM W=WU+WL+WD E=EU+EL+ED EP=KC × EM
WM B
透水面积 不产流 产流
面积 面积 1－FR FR
产流量R
IMP
不透水面积 产流量 RIMP
张力水W 自 SM 上层WU 由 EX
地面径流 RS
下层WL 水 KSS 壤中流 深层WD S
RSS
地面径流及 壤中流总入
UH
地面径流及 壤中流总入
流
流
KG 地下径流 KKGOGO
第六章 流域水文模型
Contents
1
流域水文模型的概念
2
概念性流域水文模型
3
分布式流域水文模型
4
流域水文模型研究与检验
§1 流域水文模型的概念
1、水文模型概述 思考：什么是流域水文模型，其作用是什么?
流域产流
河道汇流
地下水汇流 流域汇流
流域水文模型的物理基础
§1 流域水文模型的概念
早期的水文分析计算大多采用一些经验相关 的方法，如：相应水位（或流量）法、降雨径流 相关图法、单位线法等。20世纪50年代后期先后 有流量综合与水库调节、斯坦福等模型出现。这 些模型从定量上分析了流域出口断面流量过程形 成的全部过程。60年代先后涌现出了大量的多参 数、复杂的概念性降雨径流模型，比较著名的有 萨克拉门托、水箱等模型。河海大学1973年研制 的新安江模型是一个分散参数的概念性降雨径流 模型，在我国湿润与半湿润地区广为应用，并取 得好的效果。
4)当WU+P<EP, WL<C.(EP-EU),
EU=WU+P,EL=WL,ED=C*(EP-EU)-EL.
§2 新安江模型－产流计算
根据蓄满产流的概念，参数有流域平均张 力水容量WM，张力水蓄水容量曲线的方次B， 不透水面积占全流域面积的比值IM。张力水蓄 水容量曲线与降雨径流关系见下图。
§2 新安江模型－产流计算