分布式单位线在新安江模型中的应用
分布式单位线在新安江模型中的应用
ｏ ｅ ｋ ｔ ｅｅｒｒｉ ０ ６ ｎ ｆ ｈ ｆ ｃｉ ｏ ｆｃｅ ｔ ｓ ． ３ ｔｉ ｓｏ ｎｔａ ｅｄ ｓ ｂ ｔ ｎｔ ｙ ｍｇａ ｈ Ｃ ｅｕ ｅ ｉ ａｊ ｎ ｆ ａ ｉ ｌ ． ３ｈ ａ ｄ ｏ ｅｅ ｅ ｔ ｅ ｃｅｆ ｉ ９ ．Ｉ ｓ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ｉ ｒ ｕｅ ｕ ｉ ｈ ｄ ｒ ｐ ａ ｂ ｓｄ ｉ Ｘ ｎ’ ｉ ｇ ｐ ｍ ｏ ｓ ｔ ｖ ｉ ｎ ｉ０ ｔ ｔ ｉ ｄ ｎ ｎ ｎ ａ
Ｍｏ ｌａ ｄ ｇ ｏ ｅ ｕ ｔ ｒ ｂ ｍｎ ｄ ｄｅ ｎ ｏ ｄｒｓ ｌ ａｅｏ ｔ ｅ ． ｓ
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文献 标 识 码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １０ —３ ９ ２ １ ．８ ０９ ｏ：０３ ６ ／． ｓ ．００ １７ ．０ ２ ０ ．０ ｓ 中 图 分 类 号 ：Ｔ １４ Ｖ ２
Ａ ｐｉａｉｎｏ ｉ ｒｂ ｔｄ Ｕ ｉ Ｈｙ ｒ ｇ ａ ｈ ｔ ｉ ’ ｎ ｉｎ ｏ ｅ ｐ ｌ ｔ ｆ ｓ ｉｕ ｅ ｎｔ ｄ ｏ ｒ ｐ ｏＸ ｎ ａ ｊ ｇＭ ｄ ｌ ｃ ｏ Ｄ ｔ ａ
新安江模型 … （ 三水 源新 安江模 型 ）自建立 以来 ， 国 内 在 外， 特别是 在我国的湿润 、 半湿润地 区， 得到 了广 泛应 用。然而 正如文献 ［ ］ １ 中所 述 ， 安江模 型 只能考 虑降 雨 的空 间分 布。 新 事实上 ， 地形特征不 但影 响着径 流的形成 特点 ， 而且 影 响着流 域 内径 流的汇流过程 Ｉｊ ３。数字高程模 型（ Ｅ 的出现 ， Ｄ Ｍ） 为水 文模型考虑地形影 响提供 了技术 支撑 。充 分利用 新 的资料 与 技术 ， 提高模拟精度 ， 使新安 江模 型更加 完善 的主要途 径之 是
新安江模型原理
一新安江模型基本原理1.1新安江模型原理原华东水利学院（现为河海大学）的赵人俊教授于1963年初次提出湿润地区以蓄满产流为主的观点，主要根据是次洪的降雨径流关系与雨强无关，而只有用蓄满产流概念才能解释这一现象。
上个世纪70年代国外对产流问题展开了理论研究，最有代表性的著作是1978年出版的《山坡水文学》，它的结论与赵人俊教授的观点基本一致：传统的超渗流概念只适用于干旱地区，而在湿润地区，地面径流的机制是饱和坡面流、壤中流的作用很明显。
20世纪70年代初建立的新安江模型采用蓄满概念是正确的。
但对于湿润地区，由于没有划出壤中流，导致汇流的非线性程度偏高，效果不好。
80年代初引进了山坡水文学的概念，提出三水源的新安江模型。
新安江三水源模型流程图见下图1.1。
图1.1 三水源新安江模型流程图新安江水文模型按照三层蒸散发模式计算流域蒸散发，按蓄满产流概念计算降雨产生的总径流量，采用流域蓄水曲线考虑下垫面不均匀对产流面积变化的影响。
在径流成分划分方面，对三水源情况，按“山坡水文学”产流理论用一个具有有限容积和测孔、孔底的自由水蓄水库把总径流划分为饱和地面径流、壤中水径流和地下水径流。
在汇流计算方面，单元面积的地面径流汇流一般采用单位线法，壤中水径流和地下水径流的汇流则采用线性水库法。
河网汇流一般采用分段连续演算的Muskingum法或滞时演算法，但它一般不作为新安江模型的主体。
模型中主要参数如表1.1所示。
表1.1 新安江（三水源）模型参数的定义参数含义K蒸散发能力折算系数WM流域蓄水容量UM上层蓄水容量LM下层蓄水容量C深层蒸散发系数IM不透水面积占全流域面积之比B蓄水容量曲线指数SM流域自由水蓄水容量EX自由水蓄水容量曲线指数KI壤中水径流出流系数KG地下水径流出流系数CS地面径流消退系数CI壤中水径流消退系数CG地下水径流消退系数N子河段数KE子河段洪水波传播时间XE子河段流量比重因子概念性模型的结构反应客观水文规律，参数应该代表流域的水文特征，把模型设计为分散性的，主要是为了考虑降雨分布不均的影响，其次也便于考虑下垫面条件的不同及其变化。
新安江模型的应用
新安江模型的应用张利茹河海大学水文水资源学院，南京（210098）摘要：新安江降雨径流模型应用在梁辉水库上，采用2002年至2006年五年的降雨和蒸发资料对该流域进行日模和次模的模拟，得出的结果还比较满意。
为了找出新安江模型的敏感性参数，本文在其他研究人员的基础上，选出公认的比较敏感的参数，把它们的值分别变成初始值的80%、90%和110%（CG除外）后进行模拟计算，得出的结果证实了学者们的说法。
关键词：新安江模型，梁辉水库，敏感性分析1. 新安江模型简介新安江模型始建于1973年，采用蓄满产流的概念，以土壤含水量达到田间持水量后才产流，是个分布式的概念性模型，30多年来在我国湿润与半湿润地区有广泛应用，并发展改进为三水源的以及其他多水源的模型【1】。
几十年来，很多专家和学者都致力于新安江模型的应用和发展上，发表了数以百计篇文章(像赵仁俊，1992；程等人，2002)，但很少有用一个实际例子来研究新安江模型参数的敏感性问题的，实际上，新安江模型参数的命感性分析会有助于该模型的更广泛的应用，例如，对于无资料的地区或是资料不全的地区，参数的敏感性分析将显得更加有用。
2. 新安江模型结构新安江模型是分散性的模型，常按泰森多边形法把全流域分成许多单元流域，产流部分采用蓄满产流模型，另增加了流域不透水面积占全流域面积之比的参数IMP。
蒸发部分采用三水源蒸散发模式。
河道洪水演算采用马斯京根法。
地面径流的汇流采用经验单位线，并假定每个单元流域上的无因次单位线相同，简化结构。
地下径流的汇流采用线性水库。
对每一个单元流域作汇流计算，求得单元流域出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算，得出流域出口的流量过程。
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[2]。
新安江模型流程图如图1。
基于概念型降雨径流蓄满产流的新安江模型，其参数可大致划分为四种类型，如下述：（1）蒸散发。
此部分的参数包括K、C、WUM、WLM。
新安江流域水文模型.
第二章新安江流域水文模型60年代初，河海大学(原华东水利学院)水文系赵人授等开始研究蓄满产流模型，配合一定的汇流计算，将模型应用于水文预报和水文设计。
1973年，他们在对新安江水库做人库流量预报的工作中，把他们的经验归纳成一个完整的降雨径流流域模型——新安江模型。
模型可用于湿润地区和半湿润地区的湿润季节径流模拟和计算。
最初的新安江模型为两水源模型，只能模拟地表径流和地下径流。
80年代初期，模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中，用线性水库函数划分水源的概念引入新安江模型，提出了三水源新安江模型，模型可以模拟地面径流、壤中流、地下径流。
1984至1986年，又提出了四水源新安江模型，可以模拟地面径流、壤中流、快速地下径流和慢速地下径流。
三水源新安江模型一般应用效果较好，但模拟地下水丰富地区的日径流过程精度不够理想。
在新安江三模型中增加慢速地下水结构就成为四水源新安江模型。
当流域面积较小时，新安江模型采用集总模型，当面积较大时，采用分块模型。
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、汇计算，得到单元流域的出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程。
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。
划分单元流域的主要目的是处理降雨分布的不均匀性，因此单元流域应当大小适当，使得每块面积上的降雨分布比较均匀．并有一定数目的雨量站。
其次尽可能使单元流域与自然流域相一致，以便于分析与处理问题，并便于利用已有的小流域水文资料。
如果流域内有大中型水库，则水库以上的集水面积即应作为一个单元流域。
因为各单元流域的产汇、流计算方法基本相同，以下只讨论一个单元流域的情况。
2.1新安江两水源模型1．模型结构和参数新安江两水源模型的产流子模型采用蓄满产流模型，蒸发计算采用三层蒸发计算模型。
利用稳定下渗率FC将径流划分为地面径流和地下径流两种水源。
地面径流采用单位线汇流，地下径流采用一次线性水库汇流。
论文实例-新安江模型评述
新安江模型评述宫兴龙1（1.东北农业大学水利学院、黑龙江、哈尔滨 150030）摘要：针对目前对新安江模型构建的机理和使用条件不是十分清楚的情况（目的），本文从新安江模型的面雨量算法的适用性、蓄水容量曲线的选取、产流机制、产流方法、汇流机理和汇流方法等六方面对新安江模型进行深入的分析。
（方法）对目前新安江模型使用情况进行汇总和归纳出新安江使用情况。
（方法）文章介绍了近年来新安江模型在结构、理论方法及应用等方面取得的进展，认为新安江模型是一个不断发展的模型理论体系。
（结论）本文可以为应用新安江模型给提供参考，也为评述水文模型提供了方法。
（意义）关键词：新安江模型；产流；汇流；模型应用英文名称GONG xinglong1（1．School of Water Conservancy and Construction Northeast Agricultural University，Haerbin，150030）Abstract:Key words:1.引言1973年，河海大学赵人俊教授领导的研究组在编制新安江入库1作者简介(小5黑)：姓名（出生年份-），性别，××省××市（县）人，职务，学历。
主要从事××××方面研究。
E-mail：洪水预报方案时，汇集了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，以下简称新安江模型。
最初研制的是二水源新安江模型，80年代中期，借鉴山坡水文学的概念和国内外产汇流理论的研究成果，提出了三水源新安江模型。
（简要叙述一下模型的构建过程）新安江被水文学家和学者广泛的应用和改进[1]。
（说明模型应用比较广泛、模型非常重要或模型对学科有指导意义等）虽然新安江模型被广泛的使用，但很多学者在应用时新安江模型时，对该模型构建的机理和使用条件认识不是十分清楚，在应用常常出现效果不好情况，针对这种情况本文对新安江模型构建和使用情况进行了一个深入的分析。
TOPKAPI模型的应用及与新安江模型的比较研究
ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｏ ｏ ｌ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｘ ｉ ｎ ＇ ａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｔ Ｏ Ｐ Ｋ Ａ Ｐ Ｉ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ； Ｘ ｉ ｎ ＇ ａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ； ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｃ ｕ ｎ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ｄ
量 ； 为 饱 和 土 壤 含 水 量 ；Ｕ ｒ 为 残 余 土 壤 含 水 量 ；Ｌ 为 表 层 土 壤 的 厚 度 ；Ｕ ｓ ａ ｔ 为 当地 的 饱 和 水 的含 水 量 ； 为 单 元 网 格 大 小 ；Ｏ ／ 为 取决 于土壤 类 型的指 数 。
和 区 两 种 土 壤 层 。 下 渗 的 雨 水 先 补 给 上 层 土 壤 ，部 分 水 分 从 上 层 土 壤 中渗 透 到 下 层 非 饱 和 区 土 壤 层 ， 再 下 渗 到 下 层 饱 和 土 壤 层 ．在 饱 和 土 壤 层 中 作 水 平 方 向运 动 。 地 下 水 位 逐 渐 抬 升 ，抬 升 至 上 层 土 壤 时 ，
网格化分布式新安江模型并行计算方法
网格化分布式新安江模型并行计算方法新安江模型是一种经典的水文模型，广泛应用于洪水预报和水资源评价等领域。
随着计算能力的提升和大数据技术的发展，将新安江模型在分布式计算环境下进行并行计算，可以大幅提高计算效率和准确性。
本文将介绍一种基于网格化分布式计算的新安江模型并行计算方法，以应对大规模水文数据处理和分析的挑战。
一、引言随着气候变化和城市化进程的加快，洪水成为人们关注的焦点之一。
准确预测和评估洪水的规模和影响对于防灾救灾具有重要意义。
新安江模型是一种基于水文数据的动态模拟方法，可以模拟洪水的形成和水位的变化。
但是，由于水文数据庞大且计算量大，传统的串行计算方法无法满足实时处理的需求。
二、新安江模型新安江模型基于水文要素和水动力方程，通过模拟降雨入渗、径流形成和演进等过程来预测流域的洪水情况。
该模型主要包括降雨生成模型、产流模型和汇流计算模型三个主要组成部分。
在传统的串行计算方法中，这三个模型按照顺序进行计算，计算效率较低。
三、并行计算方法为了提高新安江模型的计算效率，本文提出了一种基于网格化分布式计算的并行计算方法。
该方法将流域划分为多个网格，每个网格都在独立的计算节点上进行计算。
首先，各个计算节点并行执行降雨生成模型，根据降雨数据生成各个网格的降雨输入。
然后，各个网格按照产流模型进行计算，产生各个网格的径流输出。
最后，将各个网格的径流汇总，通过汇流计算模型得到流域的洪水情况。
通过并行计算，可以将计算时间大幅缩短，提高计算效率。
四、分布式计算环境网格化分布式新安江模型并行计算方法需要部署在分布式计算环境中，以实现各个节点之间的通信和数据交互。
通常，该计算环境需要包括主节点和多个计算节点。
主节点负责任务的分配和结果的汇总，而计算节点则执行具体的计算任务。
为了实现节点之间的通信，可以使用消息传递接口（MPI）等相关技术。
五、实验结果与分析为了验证网格化分布式新安江模型并行计算方法的有效性，我们在某个流域的水文数据上进行了实验。
新安江流域水文模型.
第二章新安江流域水文模型60年代初，河海大学(原华东水利学院)水文系赵人授等开始研究蓄满产流模型，配合一定的汇流计算，将模型应用于水文预报和水文设计。
1973年，他们在对新安江水库做人库流量预报的工作中，把他们的经验归纳成一个完整的降雨径流流域模型——新安江模型。
模型可用于湿润地区和半湿润地区的湿润季节径流模拟和计算。
最初的新安江模型为两水源模型，只能模拟地表径流和地下径流。
80年代初期，模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中，用线性水库函数划分水源的概念引入新安江模型，提出了三水源新安江模型，模型可以模拟地面径流、壤中流、地下径流。
1984至1986年，又提出了四水源新安江模型，可以模拟地面径流、壤中流、快速地下径流和慢速地下径流。
三水源新安江模型一般应用效果较好，但模拟地下水丰富地区的日径流过程精度不够理想。
在新安江三模型中增加慢速地下水结构就成为四水源新安江模型。
当流域面积较小时，新安江模型采用集总模型，当面积较大时，采用分块模型。
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、汇计算，得到单元流域的出口流量过程。
再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程。
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。
划分单元流域的主要目的是处理降雨分布的不均匀性，因此单元流域应当大小适当，使得每块面积上的降雨分布比较均匀．并有一定数目的雨量站。
其次尽可能使单元流域与自然流域相一致，以便于分析与处理问题，并便于利用已有的小流域水文资料。
如果流域内有大中型水库，则水库以上的集水面积即应作为一个单元流域。
因为各单元流域的产汇、流计算方法基本相同，以下只讨论一个单元流域的情况。
2.1新安江两水源模型1．模型结构和参数新安江两水源模型的产流子模型采用蓄满产流模型，蒸发计算采用三层蒸发计算模型。
利用稳定下渗率FC将径流划分为地面径流和地下径流两种水源。
地面径流采用单位线汇流，地下径流采用一次线性水库汇流。
6 新安江模型汇总
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（2）超蓄产流模型的结构 a）点模型 以含气层缺水量为控制条件，就流域中某点而言：
蓄满前: P E WW2 WW1 蓄满后: P E R 式中: P : 时段降雨量 E : 时段蒸散发量 R : 时段产流量
(6 - 1)
WW1 , WW2 : 时段初末的土壤含水量
21.11
30.51 24.27 84.62
0.0427
0.0632 0.0495 0.2091
0.50
0 7.46 17.61
0.50
0 2.22 5.84
0
0 5.23 11.76
29.57
23.68 76.57 113.20
23
24
20.27
-2.79
138.85
156.00
0.4844
1.0000
c）流域产流计算 P－E>0时，产流，否则不产流 ，产流时：
P E A WWMM 时 : R P E ( WM W ) P E A WWMM 时 : R P - E - (WM - W) - WM1 - (P - E A)/WWMM
1 B
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式(6 1)中 , R RS RG , 即 RG FC RS R - RG P - E - FC FC : 时段稳定下渗量
b）流域蓄水容量曲线（超蓄产流模型的核心）
(6 - 2)
WWM：流域蓄水容量 WWMM:流域最大蓄水容量
WM：流域平均蓄水容量
I
E
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2、用试算法求fc f RS i R i i f c t i F
三水源新安江模型参数优化及其应用
第３１卷第２期２ ０ １ ３年２月水 电 能 源 科 学Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３１Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２ ０ １ ３文章编号：１０００－７７０９（２０１３）０２－００２３－０５三水源新安江模型参数优化及其应用华舒愉，顾圣平，贺 军，张 楠，郑贵桥（河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８）摘要：三水源新安江模型含有比其他模型更多的参数，参数间的相互作用使其成为影响模型模拟结果的重要因素。
为使人工模拟结果与实际水文测量数据及水文现象较为一致，基于三水源新安江模型结构及参数敏感性建立参数优化率定的目标函数，并应用于竹竿河流域，取得了较好的率定及校验结果，证明该模型及优化方法有效可行。
关键词：水文模型；新安江模型；参数优化；应用中图分类号：ＴＶ１２４文献标志码：Ａ收稿日期：２０１２－０９－２７，修回日期：２０１２－１１－１４基金项目：水利部公益行业科研专项经费基金资助项目（２０１１０１０１１）作者简介：华舒愉（１９８７－），女，硕士研究生，研究方向为水利水电工程，Ｅ－ｍａｉｌ：４７６４７０２４３＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：顾圣平（１９５７－），男，教授，研究方向为水资源系统规划，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｐｇｕ＠ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ２０世纪７０～８０年代，赵人俊［１］借鉴山坡水文学和产汇流理论提出了三水源新安江模型是概念性分散性模型，多适用于我国南方湿润与半湿润地区。
使用该模型时需根据具体情况将全流域分为多个单元流域，按模型结构对每个单元流域进行蒸散发、产流、水源划分和汇流计算，得到单元流域出口的流量过程，再对其出口以下的河道进行汇流计算，将每个单元流域在全流域出口的流量过程线性叠加，即得全流域出口的总出流过程。
新安江模型在湿润半湿润地区使用至今，其自身结构已基本得到肯定。
但在不同模拟流域的产汇流参数不尽相同时，参数的影响作用都集中反映在模拟结果中，所以必须通过参数优化率定为模拟及产水预报计算提供适宜的参数，本文就此研究了新安江模型的参数优化问题，取得了较满意的结果。
第二章 新安江模型
2.3 模型计算
1、蒸散发计算 蒸散发计算采用三层模型， 蒸散发计算采用三层模型，其参数有上层张力水蓄水容量 UM， LM， DM， UM，下层张力水蓄水容量 LM，深层张力水蓄水容量 DM，流域平 WM， KC，深层蒸散发系数C 均张力水蓄水容量 WM，蒸散发折算系数 KC，深层蒸散发系数C， 计算公式为： 计算公式为： WM=UM+LM+DM W=WU+WL+WD E=EU+EL+ED 上层 (Upper layer) 下层 (Lower layer) 深层 (Deep layer)
（2）三水源 三水源的水源划分结构应用了山 坡水文学的概念，去掉了FC FC， 坡水文学的概念，去掉了FC，用自由 水蓄水库结构解决水源划分问题。 水蓄水库结构解决水源划分问题。
自由水蓄水库结构考虑了包气带的垂向调蓄作用。 自由水蓄水库结构考虑了包气带的垂向调蓄作用。按蓄满 先进入自由水蓄水库调蓄， 产流模型计算出的总径流量 R，先进入自由水蓄水库调蓄，再 划分水源。从图可见， 划分水源。从图可见，产流面积上自由水蓄水库设置了两个出 一个为旁侧出口，形成壤中流RI 另一个为向下出口， RI； 口，一个为旁侧出口，形成壤中流RI；另一个为向下出口，形 成地下径流RG RG。 成地下径流RG。
对总径流积分： 对总径流积分：
R=
P−E+ A
∫
A
f ' dW = F
P−E+ A
∫
A
W' B [1− (1− ) ]dW' WMM
P−E+ A<W M M
A 1+B P − E + A 1+B R = P − E −WM[(1− ) −(1− ) ] WMM WMM
新安江水文模型简介
《流域水文模拟》结课报告新安江模型的原理、结构及应用、发展历程The principle, structure, application anddevelopment process of Xin anjiang Model作者姓名：孔旭学科、专业：水文学及水资源学号：指导教师：王国利完成日期： 2016年8月30日大连理工大学Dalian University of Technology摘要新安江模型是河海大学提出的一个概念性降雨径流模型，具有原创性，是我国为数不多的被国际上广泛认可的水文模型。
新安江水文模型在我国湿润与半湿润地区广为应用，取得了良好的效果。
经过近50年的发展，新安江模型已经从最初的专门从事水库入库洪水预报的单一功能模型发展为适合用于水文预报、水资源管理、水土资源评价、面源污染预测、气候变化和人类活动影响研究的多功能的水文模型；其部分参数已从靠经验率定发展为可以进行物理推求。
总之，新安江模型是一个不断发展的模型体系。
本文主要由三部分构成。
第一部分为新安江模型简介，回顾了新安江模型产生的历史背景和发展历程，介绍了新安江模型的基本原理和结构体系；第二部分讲述了新安江模型参数的物理意义及其率定；第三部分为新安江水文模型在英那河流域防洪规划编制当中的应用。
关键词：水文模型；新安江模型；洪水预报The principle, structure, application and development process of Xin anjiang ModelAbstractXin anjiang Model originally proposed by Hehai University is a conceptual rainfall runoff model and is also one of the few widely recognized international hydrological model in China. Xin anjiang hydrological model was widely used in our humid and semi-humid areas, and achieved good results.After nearly 50 years study, Xin anjiang model has been developed from the single-function of reservoir flood forecasting into multi-purpose model including hydrological forecasting, water resources management, water and soil resources evaluation, non-point source pollution prediction, climate change and human activities versatile hydrological model studies. And part of its parameters can be acquired through physical calculation instead of experience. In short, Xin anjiang model is an evolving model system.This paper consists of three parts. The first part is about the brief introduction of Xin anjiang model, which recalls the historical background and the development, as well as introduces the basic principles and architecture; the second part describes the physical meaning of Xin anjiang model parameters and calibration; the third part is about the application of Xin anjiang model in Ying Na River Basin flood control planning.Key Words: hydrological model; Xin anjiang model; Flood forecasting目录摘要.............................................. 错误!未定义书签。
新安江水文模型简介
《流域水文模拟》结课报告新安江模型的原理、结构及应用、发展历程The principle, structure, application and development process of Xin anjiang Model作者姓名：孔旭学科、专业：水文学及水资源学号：21506149指导教师：王国利完成日期：2016年8月30日大连理工大学Dalian University of Technology摘要新安江模型是河海大学提出的一个概念性降雨径流模型，具有原创性，是我国为数不多的被国际上广泛认可的水文模型。
新安江水文模型在我国湿润与半湿润地区广为应用，取得了良好的效果。
经过近50年的发展，新安江模型已经从最初的专门从事水库入库洪水预报的单一功能模型发展为适合用于水文预报、水资源管理、水土资源评价、面源污染预测、气候变化和人类活动影响研究的多功能的水文模型；其部分参数已从靠经验率定发展为可以进行物理推求。
总之，新安江模型是一个不断发展的模型体系。
本文主要由三部分构成。
第一部分为新安江模型简介，回顾了新安江模型产生的历史背景和发展历程，介绍了新安江模型的基本原理和结构体系；第二部分讲述了新安江模型参数的物理意义及其率定；第三部分为新安江水文模型在英那河流域防洪规划编制当中的应用。
关键词：水文模型；新安江模型；洪水预报The principle, structure, application and development process of Xinanjiang ModelAbstractXin anjiang Model originally proposed by Hehai University is a conceptual rainfall runoff model and is also one of the few widely recognized international hydrological model in China. Xin anjiang hydrological model was widely used in our humid and semi-humid areas, and achieved good results.After nearly 50 years study, Xin anjiang model has been developed from the single-function of reservoir flood forecasting into multi-purpose model including hydrological forecasting, water resources management, water and soil resources evaluation, non-point source pollution prediction, climate change and human activities versatile hydrological model studies. And part of its parameters can be acquired through physical calculation instead of experience. In short, Xin anjiang model is an evolving model system.This paper consists of three parts. The first part is about the brief introduction of Xin anjiang model, which recalls the historical background and the development, as well as introduces the basic principles and architecture; the second part describes the physical meaning of Xin anjiang model parameters and calibration; the third part is about the application of Xin anjiang model in Ying Na River Basin flood control planning.Key Words: hydrological model; Xin anjiang model; Flood forecasting目 录摘 要 .............................................................. I Abstract .. (II)引 言 (1)1 新安江模型简介 (2)1.1 新安江模型起源 ............................... 错误!未定义书签。
半分布式新安江模型应用研究
半分布式新安江模型应用研究朱子唯;杨侃【摘要】在利用数字高程模型技术(DEM)的基础上提取数字流域,将分布式单位线模型应用于新安江模型汇流计算模块,构建基于分布式单位线模型的半分布式新安江模型预报方案.在河南省竹竿河流域的应用结果表明:率定期洪峰流量合格率为88.24％,洪峰时间合格率为94.12％;检验期洪峰流量合格率为85.71％,洪峰时间合格率为85.71％.因此,将该模型应用于新安江模型汇流计算模块切实可行,且得出的半分布式新安江模型模拟精度较高,具有一定的实际应用价值.【期刊名称】《江苏水利》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】7页(P46-52)【关键词】数字高程模型;分布式单位线模型;半分布式新安江模型;竹竿河流域【作者】朱子唯;杨侃【作者单位】河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098;河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TV122+.51 概述按照水文过程的离散情况来分类，可以将流域水文模型分为：集总式、分布式、半分布式。
传统的水文模型大多是集总式模型，它高度概化了流域的产汇流机制，忽略了流域水文要素还有空间分布的特性，用平均值代替模型中的变量和参数，未考虑将流域划分为自然地理及水文要素相对均匀的计算单元来处理。
随着地理信息、遥感、雷达测雨、计算机等技术的发展，分布式水文模型恰好弥补了集总式模型的这一缺陷。
但因分布式模型要有大量高精度的数据，而且计算复杂，故很难将其应用于大流域。
半分布式模型具有计算简单、方法明了、参数明确和应用灵活的优点。
胡春歧等[1]采用了半分布式河北雨洪模型在黄壁庄以上的流域进行了洪水预报，解决了大流域预报难的问题。
张洪光等[2]将半分步式模型结合了两参数月水量平衡模型，在分析气候变化对汉江流域水资源的影响中取得了令人满意的结果。
基于此，本文考虑以DEM为资料源，利用分布式单位线模型，将地貌单位线应用于新安江模型汇流计算模块，构建半分布式新安江模型预报方案。
新安江模型参数的分析
一、模型的结构与参数三水源新安江模型的流程图如图1所示.图1 三水源新安江模型流程图图1 中输入为实测雨量P ，实测水面蒸发EM ；输出为流域出口流量Q ，流域蒸散发E.方框内是状态变量，方框外是参数变量。
模型结构及计算方法可分为以下四大部分.1． 蒸散发计算用三个土层的模型，其参数为上层张力水容量UM ，下层张力水容量LM ，深层蒸散发系数C ，蒸散发折算系数K ，所用公式如下：当上层张力水蓄量足够时，上层蒸散发EU 为EM E EU ⨯=当上层已干，而下层蓄量足够时,下层蒸散发EL 为LM WL EM K EL /⨯⨯=当下层蓄量亦不足，要触及深层时，蒸散发ED 为EM K C ED ⨯⨯=2． 产流量计算据蓄满产流概念,参数为包气带张力水容量WM ，张力水蓄水容量曲线的方次B ，不透水面积的比值IM ，所用公式为)1/()1(IM B WM WM -+⨯=))/1(1()1/(1B W M W MM A +--=当0≤⨯-EM K P ，则R=0不然，则当MM A EM K P <+⨯-,B MM A EM K P W M W W M EM K P R ++⨯--⨯++-⨯-=1)/)(1(不然，则W WM EM K P R +-⨯-=式中 R ——产流量；MM ——流域最大点蓄水容量。
3． 分水源计算分三种水源，即地面径流RS 、地下径流RG 和壤中流RI 。
参数为表层土自由水蓄水容量SM ，表层自由水蓄水容量曲线的方次EX ，表层自由水蓄量对地下水的出流系数KG 及对壤中流的出流系数KI,所用公式为SM EX MS ⨯+=)1())/1(1()1/(1EX SM S MS AU +--⨯=)/())((EM K P EM K P IM R FR ⨯-⨯-⨯-=FR KG S RG ⨯⨯=FR KI S RI ⨯⨯=当 0,0=≤⨯-RS EM K P不然，当MS AU EM K P <+⨯-，则FR MS AU EM K P SM S SM EM K P RS EX ⨯+⨯--⨯++-⨯-=+))/)(1((1当MS AU EM K P ≥+⨯-，则FR SM S EM K P RS ⨯-+⨯-=)(4． 汇流计算地下径流用线性水库模拟，其消退系数为CG ，出流进入河网。
一种新安江模型中土壤水蓄水容量空间分布的计算方法
一种新安江模型中土壤水蓄水容量空间分布的计算方法孔凡哲，宋晓猛（中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116）摘要：首先构建一个以自然子流域为计算单元的分布式水文模拟系统，每一个计算单元内，利用土壤水蓄水容量曲线表示张力水的空间分布，在单元之间，认为坡度大的单元土壤层厚度和蓄水容量小，同样的降雨先产流。
通过建立计算单元蓄水容量与地形坡度间的关系，考虑了地形坡度对产流的影响。
在淮河流域上游大坡岭流域的应用结果表明，所用方法得到了理想的模拟结果。
关键词：新安江模型；土壤水蓄水容量；空间分布中图分类号：P334+.92文献标识码：A文章编号：1000-0852(2011)05-0001-05自从新安江模型[1] 建立以来，不仅在国内得到了广泛的应用，而且在国外也有着重要的影响[2]。
随着分布式模拟技术的不断发展，新安江模型的核心内容产流和汇流，在分布式模拟系统的计算单元中广泛应用。
李致家等[3] 利用DEM 栅格作为计算单元建立了基于栅格的分布式新安江模型。
地形特征不但影响流域内的汇流过程，而且影响着径流的形成特性[4-5]。
文献[6] 提出了考虑地形坡度和计算单元特性的汇流参数计算方法，并得到了理想的模拟结果。
在产流方面，新安江模型采用了张力水蓄水容量曲线[1,7]以统计学的方式考虑流域内下垫面特别是土壤特性的空间分布不均匀性。
容量曲线中有一个流域的平均参数，即流域平均张力水蓄水容量WM，WM值可以通过率定等方法得到。
WM 对模拟结果影响很大，一方面影响到初始土壤湿度的计算结果，另一方面，在初始土壤湿度相同的条件下，直接影响到计算的产流量。
在分布式模拟系统中，如何获得各计算单元的WM 是不得不面临的问题。
如果直接利用流域平均蓄水容量，等同于没有考虑地形坡度对土壤特性，特别是土壤厚度对WM 或者说对产流的影响。
本文以淮河流域上游大坡岭水文站以上为研究区域，就如何计算单元WM 进行初步研究。
新安江模型简介1根据文献[1]，新安江模型为一个分散式模型，考虑到降雨的空间分布不均匀性，利用泰森多边形对流域进行离散，每一个多边形中有一个雨量站。
基于栅格的分布式新安江模型构建与分析(硕士论文)
关键词：数字高程模型、新安江模型、Grid-Xinanjiang 模型、TOPMODEL 模型、GTOPMODEL 模型、密赛流域、洪水模拟
Abstract
无 河海大学
论文中文题名
基于栅格的分布式新安江模型构建与分析
论文中文副题名
无
论文英文题名
Development and Application of Grid-Based Distributed Xinanjiang Model
论文英文副题名
None
论文语种 汉语 论文摘要语种 汉、英 论文页数 74论文字数 3.1 (万)
Grid-Xinanjiang model takes every DEM unit grid as a sub-basin, using the initial Xinanjiang model to calculate runoff-yield of the current grid, then, according to the calculation order among the DEM grids, the flow of the outlet of each grid to the outlet of the whole basin is routed by the grid-by-grid method of Muskingum. When calculating the runoff-yield and runoff-concentration in every unit gird, the water balance and influence of the river drainage network are taken into consideration. In other words, in the calculation of the runoff-concentration, first, considering whether the current grid is saturated. If it is not, the soil water content of this grid will increases due to the outflow of the upstream grids before the soil moisture of it reaches water storage capacity. Moreover, if there is a channel in unit grids and because of the effect of the drainage network, not all the overland inflow and interflow flow into the downstream grid, part of them will flow into the channel.
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ｏｆ ｐｅａｋ ｔｉｍｅ ｅｒｒｏｒ ｉｓ ０． ６３ ｈ ａｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｓ ０． ９３． Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｕｎｉｔ ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ Ｘｉｎ ａｎｊｉａｎｇ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｕｎｉｔ ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈ Ｘｉｎ ａｎｊｉａｎｇ Ｍｏｄｅｌ
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２０１２ ０６ ２０ １９６０
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Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ Ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈ ｔｏ Ｘｉｎ ａｎｊｉａｎｇ Ｍｏｄｅｌ
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１ ． Ｈｅｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００３ ，Ｃｈｉｎａ； ２ ． Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１１１６， Ｃｈｉｎａ） （ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｕｎｉｔ ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｆｉｅｌｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ ｏｆ Ｘｉｎ ａｎｊｉａｎｇ Ｍｏｄ ｅｌ． Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ Ｄａｐｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｎ ３７ ｆｌｏｏｄｓ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｆｌｏｏｄｓ ｗｉｔｈ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｅｒｒｏｒ ｔｏ ｐｅａｋ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２０％ ｉｓ ３６ ｗｉｔｈ ｐｅａｋ ｔｉｍｅ ｅｒｒｏｒ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２ ｈ ｉｓ ３５ ｗｉｔｈ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ０． ７ ｉｓ ３６ ａｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｐｅａｋ ｉｓ ６． ８５％
第卷 第期 年月
人民黄河
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【 水文·泥沙】
分布式单位线在新安江模型中的应用
郭 ， 孔 凡 哲 良
１ ２
（ 南 省 水 利 厅 ， 河 南 郑 州 国 矿 业 大 学 ， 江 苏 徐 州 １． 河 ４５０００３ ； ２． 中 ２２１１１６ ） 摘 要 ： 将 基 于 空 间 分 布 流 速 场 的 分 布 式 单 位 线 计 算 方 法 应 用 于 新 安 江 模 型 单 元 流 域 ， 并 将 其 用 于 大 坡 岭 流 域 。结 果 表 １９７１ — ２００３ 年 ３７ 场 ２０％ 的 ３６ 场 ２ ｈ的 ３５ 场 的 洪 水 中 ， 洪 峰 流 量 相 对 误 差 小 于 有 ， 峰 现 时 间 误 差 小 于 有 ， 确 定 性 明 ： 在 有 ； 洪 峰 流 量 相 对 误 差 平 均 值 为 峰 现 时 间 误 差 平 均 值 为 确 定 性 系 数 平 均 值 为 ０． ７ 的 ３６ 场 ６． ８５％ ， ０． ６３ ｈ， 系 数 大 于 ０． ９３ 。将 分 布 式 单 位 线 分 析 方 法 用 于 新 安 江 模 型 不 但 是 可 行 的 ， 而 且 模 拟 效 果 非 常 理 想 。 键 词 ：水 文 模 拟 ；汇 流 ；分 布 式 单 位 线 ；新 安 江 模 型 关 Ａ ｄｏｉ： １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １０００１３７９． ２０１２． ０８． ００９ 献 标 识 码 ： 中 图 分 类 号 ：ＴＶ１２４ 文
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பைடு நூலகம்
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［］（三 新 安 江 模 型 水 源 新 安 江 模 型 ）自 建 立 以 来 ， 在 国 内 为 成 为 地 下 水 对 河 网 的 总 入 流 （ＴＲＧ ） ， ＫＫＧ） ＴＲＳ、 ＴＲＳＳ、 ＴＲＧ 外 ， 特 别 是 在 我 国 的 湿 润 、 半 湿 润 地 区 ， 得 到 了 广 泛 应 用 。然 而 之 和 即 为 总 径 流 （ ， 计 算 公 式 为 ＴＲ） 正 如 文 献 ［ 中 所 述 ， 新 安 江 模 型 只 能 考 虑 降 雨 的 空 间 分 布 。 · （ １］ ＴＲＳ（ ｔ） ＝ ＲＳ（ ｔ） Ｕ １） 事 实 上 ， 地 形 特 征 不 但 影 响 着 径 流 的 形 成 特 点 ， 而 且 影 响 着 流 ＴＲＳＳ（ · · （ · ｔ） ＝ ＴＲＳＳ（ ｔ － １） ＫＫＳＳ ＋ ＲＳＳ（ ｔ） １ － ＫＫＳＳ） Ｕ ［ ］。数 域 内 径 流 的 汇 流 过 程 字 高 程 模 型 （ 的 出 现 ， 为 水 （ ＤＥＭ） ２） 文 模 型 考 虑 地 形 影 响 提 供 了 技 术 支 撑 。充 分 利 用 新 的 资 料 与 ＴＲＧ（ · · （ · ｔ） ＝ ＴＲＧ（ ｔ － １） ＫＫＧ ＋ ＲＧ（ ｔ） １ － ＫＫＧ） Ｕ 技 术 ， 提 高 模 拟 精 度 ， 是 使 新 安 江 模 型 更 加 完 善 的 主 要 途 径 之 （ ３） 一 。笔 者 利 用 具 ， 对 可 用 于 新 安 江 模 型 单 元 流 （ ＤＥＭ 和 ＧＩＳ 工 ＴＲ（ ｔ） ＝ ＴＲＳ（ ｔ）＋ ＴＲＳＳ（ ｔ）＋ ＴＲＧ（ ｔ） ４） 域 的 汇 流 计 算 方 法 进 行 了 研 究 。 式 中 ： Ｕ为 ｔ为 单 位 转 换 系 数 ； 时 间 变 量 。 河 网 汇 流 。模 型 中 用 无 因 次 单 位 线 模 拟 水 体 从 进 入 河 ２） （ １ 新安江模型简介 ［， ］ 网 到 单 元 出 口 的 河 网 汇 流 。在 研 究 流 域 或 相 邻 流 域 找 一 个 有 料 的 、 面 积 与 单 元 大 体 相 近 的 流 域 ， 分 析 出 地 面 径 流 单 位 线 新 安 江 模 型 是 分 散 性 模 型 ， 它 可 以 把 全 流 域 分 成 许 多 单 元 资 为 初 值 ， 单 位 线 得 到 后 的 汇 流 计 算 公 式 为 流 域 ， 对 每 个 单 元 流 域 做 产 汇 流 计 算 ， 得 到 单 元 流 域 出 口 的 流 量 作 过 程 线 ， 再 进 行 出 口 以 下 的 河 道 洪 水 演 算 ， 求 出 流 域 出 口 的 流 量 · （ Ｑ（ ｔ） ＝ ∑ ＵＨ（ ｉ） ＴＲ（ ｔ － ｉ ＋ １） ５） 过 程 线 ， 把 每 一 个 单 元 的 出 流 过 程 线 相 加 ， 即 可 求 得 整 个 流 域 的 中 ： 为 刻 的 流 量 ； 单 位 线 ； 单 位 线 历 时 Ｑ（ ｔ） ｔ时 ＵＨ （ ｉ ）为 Ｎ为 １］中 出 流 过 程 线 。文 献 ［ 建 议 ， 划 分 单 元 宜 按 泰 森 多 边 形 法 ， 以 式 段 数 。 一 个 雨 量 站 为 中 心 ， 这 样 便 于 考 虑 降 雨 分 布 的 不 均 匀 性 。单 元 时 流 域 中 的 汇 流 计 算 包 括 坡 地 汇 流 和 河 网 汇 流 两 个 阶 段 。 稿 日 期 ： （ 坡 地 汇 流 。经 水 源 划 分 得 到 的 地 面 径 流 （ＲＳ）直 接 进 收 １） 作 者 简 介 ： 郭 良 （ — ）， 男 ， 河 南 济 源 人 ， 高 级 工 程 师 ， 主 要 从 事 防 汛 抗 旱 、 山 灾 害 防 治 及 水 利 信 息 化 方 面 的 管 理 与 科 研 工 作 。 入 河 网 ， 成 为 地 面 径 流 对 河 网 的 总 入 流 （ ， 壤 中 流 （ＲＳＳ）经 洪 ＴＲＳ） 通 讯 作 者 ： 孔 凡 哲 （ — ）， 男 ， 江 苏 沛 县 人 ， 教 授 ， 博 士 生 导 师 ， 博 士 ， 主 要 从 成 为 壤 中 流 对 河 网 的 总 事 壤 中 流 水 库 的 消 退 （ 消 退 系 数 为 ＫＫＳＳ） 水 文 学 及 水 资 源 方 面 的 教 学 与 研 究 工 作 。 ＴＲＳＳ） 入 流 （ ， 地 下 径 流 （ＲＧ）经 过 地 下 蓄 水 库 调 蓄 （消 退 系 数 ：