双参数月水量平衡模型在汉江流域上游的应用.pdfVIP

维普资讯 26卷第 6期 资 源 科 学 Vo1．26．NO．6 2004年 11月 RES0URCESSCIENCE NOV．．2004 双参数月水量平衡模型在汉江流域上游的应用 乐通潮，张万昌 (南京大学国际地球系统科学研究所，南京 210093) 摘要：该文介绍双参数(C和SC)月水量平衡模型的原理，依据水量平衡方程和经验公式构建流域径流 深度的模拟方程，利用计算机程序 自动率定模型参数。利用 1980年 1月到 1985年 12月共6年的水文站点 数据对汉江流域上游地区l5个水文站点控制的子流域进行了模拟和校验，模型效率指数大都超过80％， 其中模拟效果最好的是铁锁关，率定期Nash指数 达到0．9923，校验期达到0．9377，而大竹河模拟效果最 差，率定期Nash指数 为0．5004，校验期达到0．7382，达到了较好的模拟效果。以典型的两子流域铁锁关 和大竹河为例，对模型参数 C、SC对模型效率指数的敏感性进行了分析，发现当G变化时，模型效率变化 明显，而sc变化时，模型效率指数变化不太明显，但R 极大值附近总能找到相应的C和sc使得RE，REm 的值也比较接近0，满足模型的要求，从而验证了模型参数 C、SC是能够通过计算机程序 自动率定。最后 提出结合遥感与地理信息技术改进模型使之能在分布式模型中得到应用的思路。 关键词：双参数水平衡模型；模型效率；自动率定；汉江流域 中图分类号：P33；TP391；TP79(241) 文献标识码：A 文章编号：1007—7588(2004)04—0097—07 1 引言 近年来全球性的气候变化以及人类活动对水资源的数量和质量及空间分布产生了深刻的影响，中 长期水循环及水资源的分配成了水利规划中的热点问题，而在中长期预报水资源地域分布上，月尺度水 平衡模型广为应用。目前关于月尺度水量平衡模型的研究，主要基于3个方面的应用：流域水文结构重 建，预报河流径流变化和流域气候变化的影响以及季节性地域性水供给和灌溉需求的评估¨。 常用的水文模型可分为集总式、半分布式、分布式模型。现代的水文模型研究开始于 1940年代， Thomthwaite和Mather(1955)发展了月水平衡模型 ，在模型中只用了2个参数：土壤持水力西，盈余水保 持力 。此后，水文科学家们在此基础上发展了许多新的模型，比如Palmer(1965)的双土壤层模型 j， Thomas(1981)建立的四参数abed模型 ，Gleick(1987)用月尺度水平衡模型来研究气候变化情况 ]，20世 纪9o年代Vanderviele等科学家用月尺度平衡模型来研究全球变化情况并取得一定的成果 j。 经过50多年的发展，月尺度水平衡模型变得越来越复杂，需要更多的参数，能适应更多的应用。 然而实践表明，简单的月尺度水平衡模型在径流模拟上仍然很有效，而且在实际应用中容易操作又能 达到较高的模拟精度，许多水文工作者常用来科学研究和生产应用。本文就用双参数月水平衡模型 对汉江流域上游区的径流深进行了模拟。 2 研究区域概况和数据 研究区在陕西省南部白河水文站上游地区，属汉江上游流域，经度 106。247”～110。15，58”，纬度 31~4010”一34。1139”，干流为汉江，河长735km，流域面积59115km。流域南接大巴山、米仓山，西端 与嘉陵江为邻，本流域属北亚热带季风气候区，具有四季温暖，雨量充沛，干湿分明的气候特征[TJ；此 区域的多年平均气温为 14~(2，极端最高气温达42~E，极端最低气温一13℃；年平均相对湿度 74％，最 大风速21rrds，年平均蒸发量为848mm；年平均降水量为928mm，最大年降水量为 1372mm以上，最小 收稿151期：2003—11—26；修订日期：2003—12—29 基金项 目：国家重点基础研究发展规划项 目(973)“中国水圈环境时空信息的应用系统与典型示范”(编号：2001CB309404)。 作者简介：乐通潮(1966～)，男，福建人，硕士，主要从事 GIS、RS及其在水文流域方面应用的研究。