《水箱模型在实际径流计算中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水箱模型在实际径流计算中的应用（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、东北水利水电年水箱模型在 实际径流计算中一 的应用黑龙江省水利厅周 安增黑龙江省水利设计院李丽黑龙江奋水科所段立忠文摘 水箱模型是针对降雨与径流关 系而创立的一种模拟模型,清晰、直观地反映了自然水文现象。它以水量平衡为基础能真实模拟水文过程的物理机制对准确的预报洪水有一定的实用 价值。本文对该模型在实际模拟 中所遇到的问题进行了总结,为其它深用此模型进行模拟预报洪水者提供了相当参考价位的资料。关镇词 水箱模型降雨径流模拟渗透基流水箱模型概述基本概念水箱模型或 叫坦 克模型是日本科技厅管 原正己博士提 出的。它把一个流域 模拟 成 几 个调蓄型水箱,各水箱 设 有 右侧孔和底孔 各代表径流和下渗
2、如附图。这 一模型的基 本 构 成 是以流 域 的 结 构 为获 础的,因此 使于理 解。水箱 出孔多少与水箱数 量 多少可 根据 流域特征确定并做相应的调整。这 样一上 去非常直观、窗寿妇其流出特性比较接近 于自然界的水文现象。因此该方法 在日本和其它国家被广泛采用。我们知道当降雨后首 先地表土 层润湿表层土壤 中含有一定段度的水降雨过急时 水 流过 表 而产生地 表 径流英型中右侧孔与此相对应。继续降雨除产生地表径流外 超过土壤 饱和极限时一渗将产生,中底孔与之相对应。表层渗透 的水停在第一滞水层,超过某一限度 开始从该滞水层流出,对应于的出流从第播水层渗人到下面的水停 在第二而水层、此时
3、出现的和第一滞水层同样的现象,侧孔与之相对应,以此类推。某结果,各水箱右 侧孔 径流的合计是流域 径流量 的 计算值。由此,从水箱模型组成看 大致最上段的水箱的侧出流相 当于地表径流,第二段水箱相 当午中间径流第三段以下的水箱。、相当于荃底径流。水箱径流的特点它的流 出特性首 先是曾现出指数关系。如果,其入渗量为零即入渗系数夕那么流出递减率一,如果 夕护。说明有入渗存在一其入渗量 为么戈劝尽,这时流出递减率为一一口,其流出特点在很大程度上取决于雨型特征。根据不同的降雨 可以对水箱模型第期总 第期水箱模型在 实际 径流计 茸 中的应用人,犷牛一了八“孔上方的蓄水深成正比其径流量为,代式 中径流
4、系数一水深,一径流量。下渗量为汉式中尽一第层下渗系数一下渗量连续式有,一。,一,、,一瓮,匕厂厂厂夕人,几,恤一口尸兴黔黔 黔为降雨量。土壤截流量 或叫残留量少一叮一关二。十夕当夕时,无残 留二。当时、的解法 为声,人丈, 卜 匕“一万干石一一色夕附图直列段水箱模型做不 同的调整。例如在小雨与缺雨情况下的 水箱 模型与洪 水 情 况 下的模型是 不 同的 流 出特点 也不 同 雨量很 小时 上 而的水箱 没有流 出 即无表而 径流 在洪水情况下,渗漏员很小而表而径流很 大矿这时计算流出式有,二十二一儿一其中丁万一夕一夕,一般情况下 上部水箱与下部水箱相比,径流系数比下降孔下渗系数大些。降雨时上
5、部水箱的出流量显著增 加,随着无降雨时间的持续,首先上部水箱腾空,接着下部水箱的径流应维持一段时问不变十、州,一黯“彻全递减 率 为了一卞,。上述我们可以看 出,水箱 的 径流 量与水箱模型在实际模拟中的应用针对日本北海安平 川水 系的降雨一径流观测资料进行了实际模拟,用以检验 水箱模型在实际应用中的情况。安平川水系的基础概况如下表、。根据该流域 特 点和地质资料,我们采用水箱模型为直列段贮 留水箱,其 中,东北水利水电年表日本安平川水系荃本概况流域面积流域面积流域流域乙山 流路延长 艺流域周长流坟平均幅形状系数密集度流路密度流路高低差流路勾配流域内倾斜二石不乞。万实际编制程序 中并未考虑蒸发
6、。把该流域分为区和区分别模拟,时间从月日到月日,为此 因期间无溶雪,因此较为简单。在实际模型中准 备 了 如下的基本资料”有地形、地理 数据及流域边界条件资料。降雨观测数据并区分不同的降雨类型。根据地理情况确定其水箱模型的类型。本文 限于篇幅,省略 了有关计算机程序和有关观测资料的数据及结果 图。、表流域作物状况水箱模型在实际模拟中的体会水箱模型概念清晰易懂,但在实际计算中是较为复杂 的数学物理模型,这种模型的特点主要适合于有长期观测资料的模拟,一般观测资料应多于两年为好。实际应用中调整相应的系数,如渗透系数、径流 系数及初始土壤含水量值较 为困难,如何确定一般主要靠经验。但在日本通常采用一种
7、被称之 为法的方法。这种方法是以向量关系要其共扼轨迹的最小值,并用其相应的评价函数,以对最终结果的优劣进行评价。该函数方程为表流域作物状况一典丈甲、一仇一叮沂植栽面积植栽率 树龄树间间隔,歼。落叶松造林一。、杂木一一合计的为三 个侧出孔。由于缺 少蒸发资料因此在式 中一数据数一序号价一观测值华一计算值。参数的确定限界。总径流值应等于各径流之和艺, ,各 径流 系数之和应 小于等于长时期 内的水量流入与流 出应 平衡即。一二。簇,一般取。二如果最上 面的箱采用多层出流型,那么径流 系数应 遵上面的大于下面的,下转第页第期 总 第期浅谈发展伊春林区水利经济多层次、多渠道筹措 资 金,建立 发 展水
8、利经济固定资金制度。利用 固定发 展资金,保证重 点项目陇上马,快 投 产,促 其产品迅速占据市场,及时更新换代。建好具有特 色,并能占据一定市场的商品生产基地。遵循现代人们工作、生 活用品的发展趋势,立 足于生产科技含量高、有特 色、效 益 好、有 发 展前途 的商品 生 产 基地。利用伊春的荒山、荒地、荒水建好综 合商品生 产基地 二 是利用伊 春 南 部地区纬度好,年积温适宜,面积大的水湿地建规模水田基地 三是 利用宜林 荒山建好 经济林基地四晕利用伊春 特有 地理 环境和 特有山药品种建好不变药种植基地。建好生 产、销售和信息反 馈 网络,引导企业走稳步、健康发展之路。这样,一是有固定
9、 销售 自己企业 生产的商品 网点,二是又能宣 传 自己企业的特点,三 是 可 直接吸收外地、外部先进经营管理 经验、技术、有价值的信息为自己服务,为企 业 步入良隆循环掌握第一手数据,为提高企业 经济效益提供了应有的保证。提供舞台,让观念新、善 经 营、会管理、善用人、干 实事的能人领办 创办 企业。大胆实施人才战略济方位多层次、多渠道选拔启用能人,打破行业万休制和干部、工人的界限,鼓励、支持机关和事业单位等方面的能人兴办领办企业,建好奖罚 制度,激励办企 业有功人员。对兴办、领办企业有功人员要给以奖励和表扬,对 有 突 出贡献 者 要重奖,形 成制度,同时要宣传这些人的业迹,以推动水利经济
10、不断向新的高度发展。加强领导和服务工作全市各级水利部 门都要建立相应 的水利经济工作机构,人员专兼职结合。主要领导亲 自抓水利经济工作,一名副职专职抓,选定专人负责水利经济日常工作。每位领导要有服务的点和面,重点项目集中力量抓,一抓到底,真正把水利经济工作抓出成效来。要建立目标责任制,实行目标管理,层层分解指标,做到目标明确,责、权、利到位,落实水利经济工作 有 硬指标,指标有人管,任务有人干,确保各项指标按要求实现。上接第页即。在计算机模拟中,系数的调整主要是根据经验,看其计算曲线与实际 测得的水文 曲线是 否符合,从调整中得到地面径流系数对模拟图中的波谷起伏影响很大,若实测资料波谷大 时,应重点调整径流系数。基流的径 流系数对于模拟 图的尾部影 响很大,如模拟 图形与测得的数据 图尾部相差很大,应重点调整基流系数。初始值的土壤含水量对模拟 图的起点处影响较大。另外,该次模拟总体是成功的,但模拟结果其基 流曾直线增 加趋势,这一 点与实际情况有些不同,因为每年中不可能有永久的连续降雨,因 此,基流不可能 永远 上升。再者,用经验的办法调整系数,也是很困难的,因 此如果采用又一个模型的话,就得对十几个系数的调整,这很难得到一个 准确的值,最好用经验 法与法相结来调整有关系数。
