新安江模型介绍

新安江模型介绍：
三水源新安江模型蒸散发计算采用三层模型；产流计算采用蓄满产流模型；用自由水蓄水库结构将总径流划分为地表径流、壤中流和地下径流三种；流域汇流计算采用线性水库。

模型结构：
模型计算：
在新安江模型中，流域蒸散发计算没有考虑流域内土壤含水量在面上分布的不均匀性，而是按土壤垂向分布的不均匀性将土层分为三层，用三层蒸散发模型计算蒸散发量。

参数有流域平均张力水容量WM（mm），上层张力水容量UM(mm)，下层张力水容量LM(mm)，深层张力水容量DM(mm)，蒸散发折算系数KC和深层蒸散发扩散系数C。

具体计算为
若P+WU>=EP,则EU=EP,EL=0,ED=0;
若P+WU<EP,则EU=P+WU;
若WL>C*LM,则WL=(EP-EU)WL/LM,ED=0;
若WL<C*LM且WL>=C*(EP-EU),则EL=C*(EP-EU),ED=0;
若WL<C*LM且WL<C*(EP-EU),则EL=WL,ED=C*(EP-EU)-WL;
水源划分中，本小组采用的是三水源划分。

三水源用自由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，按蓄满产流模型计算出总径流量R，先进入自由水蓄水库调蓄，再划分水源。

模型参数调整：
1蒸散发能力折算系数KC
KC是影响产流量计算最为重要和敏感的参数，产流计算中KC控制着水量平衡，因此，对水量计算是最重要的。

KC主要反映流域平均高程与蒸发站高程之间差别的影响和蒸发皿蒸散发于陆面蒸散发间差别的影响。

在实际模拟计算中KC值往往变化很大，最后需经模型调试并验证后确定。

2流域平均张力水容量WM
流域平均张力水容量WM表示流域干旱程度，分为UM,LM,DM。

根据经验，南方湿润
地区WM约为120~150mm，半湿润地区WM约为150~200mm。

3流域蓄水容量—面积分布曲线指数B
B值反映划分单元流域张力水蓄水分布的不均匀程度。

在一般情况下其取值与单元流域面积有关。

在山丘地区，若单元流域面积较小，B=0.1左右；若单元流域面积中等，有几百到一千平方千米，B=0.2~0.3；若单元流域面积有几千平方千米，B=0.4左右。

4不透水面积占全流域面积的比例IM
IM值可由大比例尺的地形图通过GIS现代技术测量出来。

在天然流域，IM=0.01~0.02。

5深层蒸散发扩散系数C
C值主要取决于流域内深根植物的覆盖面积，南方多林地区C=0.15~0.20；在北方半湿润地区C=0.09~0.15。

6自由水蓄水容量SM
SM反映表土蓄水能力，其值受降雨资料时段均化的影响明显。

当以日作为时段长时，在图层很薄的山区，其值为10mm或更小；在土深林茂透水性很强的流域，其值可取50mm 或更大；一般流域在10~20mm。

7自由水蓄水容量—面积分布曲线指数EX
EX反映流域自由水蓄水分布的不均匀程度，一般EX=1.0~1.5
8自由水蓄水库对地下水和壤中流的日出流系数KG+KI
KG的大小反映基岩和深层土壤的渗透性，KI的大小反映表层土的渗透性。

9地下水消退系数CG
CG可根据枯季地下径流退水规律来推求。

若以日作为计算时段长，CG=0.950~0.998
10壤中流消退系数CI
若无壤中流CI=0，若壤中流丰富，则CI=0.9
本小组经过程序的编写，用C++语言编写了新安江模型的计算界面，通过界面填写各种参数的数值调试计算结果，从而达到参数的简单率定。

部分程序：
//三层蒸发模型的时段蒸发计算
for(i=0;i<N;i++)
{
W[i]=WU[i]+WL[i]+WD[i];
if(WU[i]+P[i]>=EP[i])
{
EU[i]=EP[i];
EL[i]=0;
ED[i]=0;
}
else
{
EU[i]=WU[i]+P[i];
if(WL[i]>=C*WLM)
{
EL[i]=(EP[i]-EU[i])*WL[i]/WLM;
ED[i]=0;
}
else if(WL[i]>=C*(EP[i]-EU[i]))
{
EL[i]=C*(EP[i]-EU[i]);
ED[i]=0;
}
else
{
EL[i]=WL[i];
ED[i]=C*(EP[i]-WU[i])-EL[i];
}
}
//时段总蒸发量的计算
E[i]=EU[i]+EL[i]+ED[i];
//时段净雨量的计算
PE[i]=P[i]-E[i];
//时段初蓄水容量值的计算
a[i]=WMM*(1.0-pow((1.0-W[i]/WM),(1.0/(1.0 +B))));
//时段产流量的计算
if(PE[i]>0)
{if(a[i]+PE[i]<=WMM)
R[i]=PE[i]+W[i]-WM+WM*pow((1.0-(PE[i]+a[i] )/WMM),(B+1.0));
else
R[i]=PE[i]-(WM-W[i]);
}
//时段末土壤各层蓄水量的计算
if(i+1==N)
break;
else
{if(PE[i]<=0)
{if(WU[i]+P[i]>=EP[i])
{
WU[i+1]=WU[i]+P[i]-E[i];
WL[i+1]=WL[i];
WD[i+1]=WD[i];
}
else if(WL[i]-EL[i]>0)
{
WU[i+1]=0;
WL[i+1]=WL[i]-EL[i];
WD[i+1]=WD[i];
}
else
if(WD[i]-ED[i]>0)
{
WU[i+1]=0;
WL[i+1]=0; WD[i+1]=WD[i]-ED[i];
}
}
else
{
WU[i+1]=WU[i]+PE[i]-R[i];
WL[i+1]=WL[i];
WD[i+1]=WD[i];
if(WU[i+1]>WUM)
{
WL[i+1]=WL[i]+WU[i+1]-WUM;
WU[i+1]=WUM;
if(WL[i+1]>WLM)
{
WD[i+1]=WD[i]+WL[i+1]-WLM;
WL[i+1]=WLM;
WU[i+1]=WUM;
}
else
WD[i+1]=WD[i];
}
}
}
}
在参数的率定过程中，KC,SM,KG,KI,CI,CG都属于敏感参数，而UM,LM,C,WM,B,IM,EX都是不敏感参数
本小组采用的资料为
模型设计总结：
小组经过将大量的数据资料编辑整理到电脑后，开始进行程序代码的编写。

我们采用的是C++语言进行模型的构造，因为运用C++可以设计出相应的程序界面，方便进行各种参数的调试和计算结果的比较。

因为曾经进行过水文预报课程设计的程序编写，所以在程序设计方面刚开始进展较快，主要的难点在于三水源划分。

因为曾经进行水文预报课程设计的时候，我们程序中采用的是二水源划分，所以在这块内容上，我们需要进行重新摸索和设计，以满足这次任务的要求。

因为对相应的过程和参数的不了解，所以在三水源划分这块程序设计上进展较慢，在听取了学长对其模型的解析和讲解，然后经过于川对第一组的模型设计的讲解，让我们也有了新的认识，对于我们本组的程序设计工作也有很大的帮助。

经过一段时间的摸索，我们组也完成了程序设计部分的工作，然后通过设计的人机对话界面，进行各种参数的调整调试，从而完成了本次实验任务的相关内容。

水文第七组成员：刘俊、冯远、曹胜荣、杨春智
数据输入：刘俊、冯远、曹胜荣、杨春智
程序编写：杨春智
总结报告：杨春智、曹胜荣、冯远、刘俊
小组成员：杨春智、曹胜荣、冯远、刘俊
2010年11月08日。