VIC陆面水文模型在白莲河流域径流模拟中的应用
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由 此 可 见 ， ＶＩＣ 模 型 主 要 特 点 是［４］：（ １） 同 时 考 虑 陆－ 气 间 水
收稿日期： ２００６－ ０６－ ２６ 基金项目： 国家自然科学基金项目（ ５０３７９０４０） 作者简介： 宋星原（ １９５３－ ） ， 男， 湖北孝感人， 教授， 博导， 主要从事水文水资源方面的教学科研工作。
３．２ Ｖ ＩＣ 模型预处理 在 ＶＩＣ 模型的应用过程中， 模型预处理是一个 非 常 重 要 并
且 工 作 量 很 大 的 环 节 ， 主 要 包 括 设 定 模 型 预 处 理 选 项 、确 定 植 被 和 土 壤 参 数 、生 成 气 象 强 迫 数 据 、建 立 模 型 控 制 文 件 和 模 型 状 态 文件等。
摘 要： 本文从气象与水文水资源学科交叉的角度引进 ＶＩＣ 陆面水文模型， 将其应用于湖北省白莲河流域， 探讨模型在
中小流域降雨径流模拟中的适用性。本研究利用白莲河流域 ＤＥＭ、植被、土壤等数字化资料， 经过模型预处理， 建立了白
莲河流域 ＶＩＣ 模型框架。并进行了模型参数敏感性分析。模拟结果表明， 模型基本能够反映该流域的日径流水文过程， 具
本研究根据白莲河流域 １ｋｍ 网格的 ＤＥＭ 进行填洼， 再提 取出流域水文因子及流域河网如图 １（ａ－ ｂ）。其他数字化资料还 有 １ｋ 网 格 的 植 被 资 料 和 １０ｋｍ 网 格 的 土 壤 资 料 ， 如 图 １（ｃ－ ｆ ）。 从图 １（ｃ－ ｆ ）中可以看出， 白莲河流域植被覆盖类型主要有： 常绿 针叶林、落叶阔叶林、混交林、林地、林地草原、草原和耕地； 土壤 覆盖类型主要是壤土和粘壤土两种。
ＶＩＣ 模 型 最 初 由 Ｗｏｏｄ 提 出 ， 仅 包 括 一 层 土 壤 ， Ｌｉａｎｇ 等 在 原模型基础上发展为两层土壤的 ＶＩＣ－ ２Ｌ 模型。ＶＩＣ－ ２Ｌ 基于简 化的 ＳＶＡＴＳ 植被覆盖分 类 ， 用 空 间 动 力 学 的 方 法 来 表 示 地 表 潜热和显热通量。ＶＩＣ－ ２Ｌ 模 型 在 水 平 方 向 上 ， 其 陆 地 表 面 由 Ｎ＋１ 种地表覆盖类型描述， ｎ＝１， ２， … ， Ｎ 表 示 Ｎ 种 植 被 覆 盖 ， ｎ＝ Ｎ＋１ 代表裸土； 在垂直方向上， 和每种地面覆盖种类联系在一起 的 是 单 层 的 地 表 植 被 层 、第 一 层 土 壤 和 第 二 层 土 壤 。 对 于 裸 地 ， 没有植被覆盖层。
水分含量较低的最底层土壤中基流越高。（ ４） Ｗｓ： 基流非线性增 长发生时最底层土壤最大水分含量的比值。Ｗｓ 越大， 土壤含水 量就越大， 从而使非线性基流快速增加， 并推迟峰现时间。（ ５） ＶＩＣ 模型的 ３ 层土壤层（ 顶薄层、上层土壤层， 和下层土壤层） 深 度 Ｄｅｐｔｈ＿ｉ（ ｉ＝１， ２， ３） 。本研究参考了 Ｃｏｓｂｙ、Ｒａｗｌｓ、刘谦等的工 作， 确定出白莲河流域土壤参数。
２ ＶＩＣ 模型概述
ＶＩＣ 可 变 下 渗 能 力 水 文 模 型 是 美 国 Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ 大 学 、 Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ 大 学 Ｂｅｒｋｅｌｅｙ 分 校 以 及 Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ 大 学 共 同 研 制 的 陆面水文模型， 是一个基于空间分布网格化的分布式水文模 型［２－ ４］。该模型参加了 ＰＩＬＰＳ 许多项目， 研究了从小流域到大陆 尺度再到全球尺度， 在不同气候条件下的应用。作为 ＳＶＡＴＳ 的 一 种 ， ＶＩＣ 模 型 可 同 时 进 行 陆～气 间 能 量 平 衡 和 水 量 平 衡 的 模 拟， 也可只进行水量平衡的计算， 弥补了传统水文模型对热量过 程 描 述 的 不 足 。 ＶＩＣ 模 型 已 分 别 用 于 美 国 的 Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ、 Ｃｏｌｕｍｂｉａ、Ａｒｋａｎｓａｓ－ Ｒｅｄ 等流域、德国的Ｄｅｌａｗａｒｅ 等流域的径 流 模 拟 。谢 正 辉 等 人 利 用 该 模 型 对 中 国 的 淮 河 、渭 河 、黄 河 、海 河 流域进行了模拟［３－６］， 都取得了较好的效果。
气象强迫数据用于描述研究区域内每个网格从起始时间到 终止时间的气象要素， 包含降雨、最高气温、最低气温等， 数据可 以是二进制的短整型或 ＡＳＣＩＩ 列格式。本文采用梯度距离平方 反比法［７］进行空间插 值 ， 根 据 流 域 周 边 站 点 资 料 ， 将 气 象 强 迫 数 据插值到每个网格上。
０．５
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风速衰减值
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土 壤 参 数 体 现 于 土 壤 参 数 文 件 ， 有 Ａｒｃ／Ｉｎｆｏ 格 式 和 Ａｓｃｉｉ （列）格式两种形式。它描述了模型中每个网格的土壤特性（ 包括 地 质 、地 貌 等 参 数 ） ， 以 此 反 映 土 壤 的 次 网 格 空 间 变 异 性［４－６］。 部 分土壤参数可以直接标定， 见表 ２， 但部分参数难以直接给定， 需要利用流域实测水文资料 来 进 行 率 定 ， 它 们 是 ： （ １） ｉｎｆｉｌｔ： 可 变下渗曲线参数。该参数定义了可变下渗能力曲线的形状， 直接 控制产流量的大小， 它将下渗能力总量描述为相对饱和栅格单 元面积的函数， 表示网格含水量空间分布的不均匀性， 分布越不 均匀， 取值越大， 渗透量越低， 表面径流越高。（ ２） Ｄｓｍａｘ： 最底土 壤层中发生的最大基流。该值取决于水力传导度和网格平均坡 度。（ ３） Ｄｓ： 基流非线性增长发生时与 Ｄｓｍａｘ 的比例。Ｄｓ 越高，
（ ａ） 流域河网图
（ ｂ） 子流域划分图
（ ｃ） 流域植被覆盖情况
（ ｄ） 第一层土壤情况
（ ｅ） 第二层土壤情况 图 １ 白莲河流域数字化资料
（ ｆ） 第三层土壤情况
４２
水文
第２７卷
植被类型
表 １ 部分植被参数表
常绿
常绿
落叶
落叶
混交林
针叶林 阔叶林 针叶林 阔叶林
林地
林地 草原
密灌丛
灌丛
草地
耕地
第２期
宋星原等： ＶＩＣ 陆面水文模型在白莲河流域径流模拟中的应用
４１
分收支和能量收支过程； （ ２） 同时考虑两种产流机制（ 蓄满产流 和超渗产流） ； （ ３） 考虑次网格内土壤不均匀性对产流的影响； （ ４） 考虑次网格内降水的空间不均匀性。
３ ＶＩＣ 模型在白莲河流域的应用
白莲河流域位于湖北省东部浠水河中游， 浠水河地处长江 中游下段， 源于大别山， 上游分东西两条河流， 汇入英山县城以 下两公里处的双河 口 ， 流 经 英 山 、罗 田 、浠 水 等 县 于 兰 溪 镇 注 入 长 江 。 流 域 面 积 １ ７９７ｋｍ２， 形 状 南 北 长 ， 东 西 窄 ， 平 均 宽 度 为 １５．７ｋｍ， 略似芭蕉叶形状。地势东北高， 西南低。流域内主要有 英山等 １９ 个雨量站， 以及白莲河水文站等。 ３．１ 白莲河流域数字化资料
经 改 进 ， 在 ＶＩＣ－ ２Ｌ 顶 层 分 出 一 个 顶 薄 层 （通 常 情 况 为 ０．１ｍ）而成为 ＶＩＣ－ ３Ｌ， 它允许土壤层与层之间的土壤水的扩散， 并 在 一 个 计 算 网 格 内 分 别 考 虑 裸 土 及 不 同 植 被 覆 盖 类 型 。ＶＩ Ｃ－ ３Ｌ 模型用 Ｒｉｃｈａｒｄｓ 方程来描述垂向一维土壤水运动， 土壤各 层间的水汽通量服从 Ｄａｒｃｙ 定律。谢正辉等人发展了 ＶＩＣ 新的 地 表 径 流 参 数 化 方 法［３， ４］， 它 同 时 考 虑 了 蓄 满 产 流 和 超 渗 产 流 机 制以及土壤性质的次网格非均匀性对产流的影响， 并分别用土 壤蓄水容量面积分配曲线和下渗能力面积分配曲线来表示土壤 不均匀性对产流的影响。并在此基础上建立了地下水动态表示 方法。
ＶＩＣ 模 型 中 考 虑 了 ３ 类 蒸 发 ： 冠 层 湿 部 蒸 发 、叶 丛 蒸 腾 及 裸地蒸发。裸地蒸发中， 当第一层土壤湿度饱和时， 按照 Ｐｅｎｍａｎ－ Ｍｏｎｔｅｉｔｈ 公 式 蒸 发 潜 力 蒸 发 ， 当 上 层 土 壤 不 饱 和 时 ， 采用可变下渗曲线来解决次网格裸地土壤水分空间不均匀性 的 问 题 。裸 地 地 表 径 流 用 计 算 入 渗 的 公 式 来 计 算 。模 型 中 对 基 流 的 描 述 采 用 的 是 ＡＲＮＯ 模 型 方 案 ， 它 表 示 在 某 一 阈 值 以 下 基流是线形消退过程， 而土壤水分含量高于这个阈值时基流是 非线性的。
林冠层标识
１
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建 筑 阻 抗（ｓ／ｍ）
６０
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４０
５０
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２５
２５
最 小 气 孔 阻 抗（ｓ／ｍ）
２５０
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１２５
１２５
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１２５
１２５
１３５
１３５
１２０
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最 小 入 射 短 波 辐 射（Ｗ／ｍ２）
３０
３０
３０
３０
５０
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７５
７５
７５
１００
１００
辐射衰减因子
模型预处理选项是根据用户的不同需求对模型进行不同的 设置 ， 包括输入输 出 、模 型 优 化 等 选 项 ， 比 如 可 通 过 描 述 模 型 的 输入输出 Ｉ／Ｏ， 来减少运行时间和所需磁盘空间。
植 被 参 数 主 要 表 现 在 植 被 参 数 文 件 和 植 被 库 文 件 中［４－ ６］。植 被 参数文件描述了每个网格内的各种植被类型的分布情况， 包括 不同土地覆被分类所占的比例、根系深度以及叶面指数； 植被参 数库文件描述了不同的统计参数与每种植被覆盖类别的关系， 存放各种植被类型的特定参数， 一经确定就无需再改动， 其中需 标定的参数有： 结构阻 抗 、最 小 气 孔 阻 抗 、叶 面 积 指 数 、反 照 率 、 糙率， 及零平面位移等。ＶＩＣ 模型中不同的植被类型对应不同的 植被库参数， 同时植被库文件要为植被参数文件提供参考。本研 究 参 考 了 陆 地 数 据 同 化 系 统 ＬＤＡＳ 和 ＶＩＣ 官 方 网 站 所 提 供 的 参数， 确定出白莲河流域的植被参数。部分植被参数见表 １。
第２７卷 第 ２期 ２００７年４月
水文 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＡ ＨＹＤＲＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．， ２００７
VIC 陆面水文模型在白莲河流域径流模拟中的应用
宋星原 １， 余海艳 １， 张利平 １， 李丹颖 ２
（ １．武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 ４３００７２； ２．水利部办公厅，北京 １０００５３）
有一定适用性。
关键词： 陆面水文模型； ＶＩＣ 模型； 白莲河流域； 径流模拟
中图分类号： Ｐ３３８＋．９
文献标识码： Ａ
文章编号： １０００－ ０８５２（２００７）０２－ ００４０－ ０５
１ 引言
通常， 陆面模型将研究着重点放 在 “土 壤～植 物～大 气 ”间 的 水热通量交换上， 其研究方法和成果对蒸发蒸腾计算具有重要 的参考价值， 因此值得借鉴到流域水文模拟研究中。另一方面， 流域水文过程影响了土壤水分水平方向的再分布， 但目前的大 多数陆面模型均未考虑这种影响， 而土壤水分湿度影响陆面水 与能量的通量分配和陆面过程对大气过程的反馈， 因此陆面过 程又急需加强水文过程模拟。所以， 两者之间的交叉合作将越来 越重要［１］。其中， 将水文与气象相耦合的陆面水文模型也会得到 气 象 界 及 水 文 界 的 共 同 关 注 。 本 文 引 进 Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ（ ＶＩＣ） 陆 面 水 文 模 型 ， 并 选 取 湖 北 省 白 莲 河 流 域 为 例 ， 对 ＶＩＣ 模 型 在 中 小 流 域 尺 度 的 径 流 模 拟 及 预 报 中 的 应 用 进 行 探讨。
土壤 分类
土壤类型
１
沙土
２
壤质沙土
３
沙壤土
４
粉质壤土
５
粉土
６
壤土
７ 沙质粘壤土
８ 粉质粘壤土
９
粘壤土
１０
沙质粘土
１１
粉质粘土
１２
粘土
沙土含量 （ ％） ９４．８３ ８５．２３ ６９．２８ １９．２８ ４．５０ ４１．００ ６０．９７ ９．０４ ３０．０８ ５０．３２ ８．１８ ２４．７１
粘土含量 （ ％） ２．２７ ６．５３ １２．４８ １７．１１ ８．３０ ２０．６９ ２６．３３ ３３．０５ ３３．４６ ３９．３０ ４４．５８ ５２．４６
收稿日期： ２００６－ ０６－ ２６ 基金项目： 国家自然科学基金项目（ ５０３７９０４０） 作者简介： 宋星原（ １９５３－ ） ， 男， 湖北孝感人， 教授， 博导， 主要从事水文水资源方面的教学科研工作。
３．２ Ｖ ＩＣ 模型预处理 在 ＶＩＣ 模型的应用过程中， 模型预处理是一个 非 常 重 要 并
且 工 作 量 很 大 的 环 节 ， 主 要 包 括 设 定 模 型 预 处 理 选 项 、确 定 植 被 和 土 壤 参 数 、生 成 气 象 强 迫 数 据 、建 立 模 型 控 制 文 件 和 模 型 状 态 文件等。
摘 要： 本文从气象与水文水资源学科交叉的角度引进 ＶＩＣ 陆面水文模型， 将其应用于湖北省白莲河流域， 探讨模型在
中小流域降雨径流模拟中的适用性。本研究利用白莲河流域 ＤＥＭ、植被、土壤等数字化资料， 经过模型预处理， 建立了白
莲河流域 ＶＩＣ 模型框架。并进行了模型参数敏感性分析。模拟结果表明， 模型基本能够反映该流域的日径流水文过程， 具
本研究根据白莲河流域 １ｋｍ 网格的 ＤＥＭ 进行填洼， 再提 取出流域水文因子及流域河网如图 １（ａ－ ｂ）。其他数字化资料还 有 １ｋ 网 格 的 植 被 资 料 和 １０ｋｍ 网 格 的 土 壤 资 料 ， 如 图 １（ｃ－ ｆ ）。 从图 １（ｃ－ ｆ ）中可以看出， 白莲河流域植被覆盖类型主要有： 常绿 针叶林、落叶阔叶林、混交林、林地、林地草原、草原和耕地； 土壤 覆盖类型主要是壤土和粘壤土两种。
ＶＩＣ 模 型 最 初 由 Ｗｏｏｄ 提 出 ， 仅 包 括 一 层 土 壤 ， Ｌｉａｎｇ 等 在 原模型基础上发展为两层土壤的 ＶＩＣ－ ２Ｌ 模型。ＶＩＣ－ ２Ｌ 基于简 化的 ＳＶＡＴＳ 植被覆盖分 类 ， 用 空 间 动 力 学 的 方 法 来 表 示 地 表 潜热和显热通量。ＶＩＣ－ ２Ｌ 模 型 在 水 平 方 向 上 ， 其 陆 地 表 面 由 Ｎ＋１ 种地表覆盖类型描述， ｎ＝１， ２， … ， Ｎ 表 示 Ｎ 种 植 被 覆 盖 ， ｎ＝ Ｎ＋１ 代表裸土； 在垂直方向上， 和每种地面覆盖种类联系在一起 的 是 单 层 的 地 表 植 被 层 、第 一 层 土 壤 和 第 二 层 土 壤 。 对 于 裸 地 ， 没有植被覆盖层。
水分含量较低的最底层土壤中基流越高。（ ４） Ｗｓ： 基流非线性增 长发生时最底层土壤最大水分含量的比值。Ｗｓ 越大， 土壤含水 量就越大， 从而使非线性基流快速增加， 并推迟峰现时间。（ ５） ＶＩＣ 模型的 ３ 层土壤层（ 顶薄层、上层土壤层， 和下层土壤层） 深 度 Ｄｅｐｔｈ＿ｉ（ ｉ＝１， ２， ３） 。本研究参考了 Ｃｏｓｂｙ、Ｒａｗｌｓ、刘谦等的工 作， 确定出白莲河流域土壤参数。
２ ＶＩＣ 模型概述
ＶＩＣ 可 变 下 渗 能 力 水 文 模 型 是 美 国 Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ 大 学 、 Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ 大 学 Ｂｅｒｋｅｌｅｙ 分 校 以 及 Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ 大 学 共 同 研 制 的 陆面水文模型， 是一个基于空间分布网格化的分布式水文模 型［２－ ４］。该模型参加了 ＰＩＬＰＳ 许多项目， 研究了从小流域到大陆 尺度再到全球尺度， 在不同气候条件下的应用。作为 ＳＶＡＴＳ 的 一 种 ， ＶＩＣ 模 型 可 同 时 进 行 陆～气 间 能 量 平 衡 和 水 量 平 衡 的 模 拟， 也可只进行水量平衡的计算， 弥补了传统水文模型对热量过 程 描 述 的 不 足 。 ＶＩＣ 模 型 已 分 别 用 于 美 国 的 Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ、 Ｃｏｌｕｍｂｉａ、Ａｒｋａｎｓａｓ－ Ｒｅｄ 等流域、德国的Ｄｅｌａｗａｒｅ 等流域的径 流 模 拟 。谢 正 辉 等 人 利 用 该 模 型 对 中 国 的 淮 河 、渭 河 、黄 河 、海 河 流域进行了模拟［３－６］， 都取得了较好的效果。
气象强迫数据用于描述研究区域内每个网格从起始时间到 终止时间的气象要素， 包含降雨、最高气温、最低气温等， 数据可 以是二进制的短整型或 ＡＳＣＩＩ 列格式。本文采用梯度距离平方 反比法［７］进行空间插 值 ， 根 据 流 域 周 边 站 点 资 料 ， 将 气 象 强 迫 数 据插值到每个网格上。
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风速衰减值
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土 壤 参 数 体 现 于 土 壤 参 数 文 件 ， 有 Ａｒｃ／Ｉｎｆｏ 格 式 和 Ａｓｃｉｉ （列）格式两种形式。它描述了模型中每个网格的土壤特性（ 包括 地 质 、地 貌 等 参 数 ） ， 以 此 反 映 土 壤 的 次 网 格 空 间 变 异 性［４－６］。 部 分土壤参数可以直接标定， 见表 ２， 但部分参数难以直接给定， 需要利用流域实测水文资料 来 进 行 率 定 ， 它 们 是 ： （ １） ｉｎｆｉｌｔ： 可 变下渗曲线参数。该参数定义了可变下渗能力曲线的形状， 直接 控制产流量的大小， 它将下渗能力总量描述为相对饱和栅格单 元面积的函数， 表示网格含水量空间分布的不均匀性， 分布越不 均匀， 取值越大， 渗透量越低， 表面径流越高。（ ２） Ｄｓｍａｘ： 最底土 壤层中发生的最大基流。该值取决于水力传导度和网格平均坡 度。（ ３） Ｄｓ： 基流非线性增长发生时与 Ｄｓｍａｘ 的比例。Ｄｓ 越高，
（ ａ） 流域河网图
（ ｂ） 子流域划分图
（ ｃ） 流域植被覆盖情况
（ ｄ） 第一层土壤情况
（ ｅ） 第二层土壤情况 图 １ 白莲河流域数字化资料
（ ｆ） 第三层土壤情况
４２
水文
第２７卷
植被类型
表 １ 部分植被参数表
常绿
常绿
落叶
落叶
混交林
针叶林 阔叶林 针叶林 阔叶林
林地
林地 草原
密灌丛
灌丛
草地
耕地
第２期
宋星原等： ＶＩＣ 陆面水文模型在白莲河流域径流模拟中的应用
４１
分收支和能量收支过程； （ ２） 同时考虑两种产流机制（ 蓄满产流 和超渗产流） ； （ ３） 考虑次网格内土壤不均匀性对产流的影响； （ ４） 考虑次网格内降水的空间不均匀性。
３ ＶＩＣ 模型在白莲河流域的应用
白莲河流域位于湖北省东部浠水河中游， 浠水河地处长江 中游下段， 源于大别山， 上游分东西两条河流， 汇入英山县城以 下两公里处的双河 口 ， 流 经 英 山 、罗 田 、浠 水 等 县 于 兰 溪 镇 注 入 长 江 。 流 域 面 积 １ ７９７ｋｍ２， 形 状 南 北 长 ， 东 西 窄 ， 平 均 宽 度 为 １５．７ｋｍ， 略似芭蕉叶形状。地势东北高， 西南低。流域内主要有 英山等 １９ 个雨量站， 以及白莲河水文站等。 ３．１ 白莲河流域数字化资料
经 改 进 ， 在 ＶＩＣ－ ２Ｌ 顶 层 分 出 一 个 顶 薄 层 （通 常 情 况 为 ０．１ｍ）而成为 ＶＩＣ－ ３Ｌ， 它允许土壤层与层之间的土壤水的扩散， 并 在 一 个 计 算 网 格 内 分 别 考 虑 裸 土 及 不 同 植 被 覆 盖 类 型 。ＶＩ Ｃ－ ３Ｌ 模型用 Ｒｉｃｈａｒｄｓ 方程来描述垂向一维土壤水运动， 土壤各 层间的水汽通量服从 Ｄａｒｃｙ 定律。谢正辉等人发展了 ＶＩＣ 新的 地 表 径 流 参 数 化 方 法［３， ４］， 它 同 时 考 虑 了 蓄 满 产 流 和 超 渗 产 流 机 制以及土壤性质的次网格非均匀性对产流的影响， 并分别用土 壤蓄水容量面积分配曲线和下渗能力面积分配曲线来表示土壤 不均匀性对产流的影响。并在此基础上建立了地下水动态表示 方法。
ＶＩＣ 模 型 中 考 虑 了 ３ 类 蒸 发 ： 冠 层 湿 部 蒸 发 、叶 丛 蒸 腾 及 裸地蒸发。裸地蒸发中， 当第一层土壤湿度饱和时， 按照 Ｐｅｎｍａｎ－ Ｍｏｎｔｅｉｔｈ 公 式 蒸 发 潜 力 蒸 发 ， 当 上 层 土 壤 不 饱 和 时 ， 采用可变下渗曲线来解决次网格裸地土壤水分空间不均匀性 的 问 题 。裸 地 地 表 径 流 用 计 算 入 渗 的 公 式 来 计 算 。模 型 中 对 基 流 的 描 述 采 用 的 是 ＡＲＮＯ 模 型 方 案 ， 它 表 示 在 某 一 阈 值 以 下 基流是线形消退过程， 而土壤水分含量高于这个阈值时基流是 非线性的。
林冠层标识
１
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建 筑 阻 抗（ｓ／ｍ）
６０
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最 小 气 孔 阻 抗（ｓ／ｍ）
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最 小 入 射 短 波 辐 射（Ｗ／ｍ２）
３０
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辐射衰减因子
模型预处理选项是根据用户的不同需求对模型进行不同的 设置 ， 包括输入输 出 、模 型 优 化 等 选 项 ， 比 如 可 通 过 描 述 模 型 的 输入输出 Ｉ／Ｏ， 来减少运行时间和所需磁盘空间。
植 被 参 数 主 要 表 现 在 植 被 参 数 文 件 和 植 被 库 文 件 中［４－ ６］。植 被 参数文件描述了每个网格内的各种植被类型的分布情况， 包括 不同土地覆被分类所占的比例、根系深度以及叶面指数； 植被参 数库文件描述了不同的统计参数与每种植被覆盖类别的关系， 存放各种植被类型的特定参数， 一经确定就无需再改动， 其中需 标定的参数有： 结构阻 抗 、最 小 气 孔 阻 抗 、叶 面 积 指 数 、反 照 率 、 糙率， 及零平面位移等。ＶＩＣ 模型中不同的植被类型对应不同的 植被库参数， 同时植被库文件要为植被参数文件提供参考。本研 究 参 考 了 陆 地 数 据 同 化 系 统 ＬＤＡＳ 和 ＶＩＣ 官 方 网 站 所 提 供 的 参数， 确定出白莲河流域的植被参数。部分植被参数见表 １。
第２７卷 第 ２期 ２００７年４月
水文 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＡ ＨＹＤＲＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．， ２００７
VIC 陆面水文模型在白莲河流域径流模拟中的应用
宋星原 １， 余海艳 １， 张利平 １， 李丹颖 ２
（ １．武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 ４３００７２； ２．水利部办公厅，北京 １０００５３）
有一定适用性。
关键词： 陆面水文模型； ＶＩＣ 模型； 白莲河流域； 径流模拟
中图分类号： Ｐ３３８＋．９
文献标识码： Ａ
文章编号： １０００－ ０８５２（２００７）０２－ ００４０－ ０５
１ 引言
通常， 陆面模型将研究着重点放 在 “土 壤～植 物～大 气 ”间 的 水热通量交换上， 其研究方法和成果对蒸发蒸腾计算具有重要 的参考价值， 因此值得借鉴到流域水文模拟研究中。另一方面， 流域水文过程影响了土壤水分水平方向的再分布， 但目前的大 多数陆面模型均未考虑这种影响， 而土壤水分湿度影响陆面水 与能量的通量分配和陆面过程对大气过程的反馈， 因此陆面过 程又急需加强水文过程模拟。所以， 两者之间的交叉合作将越来 越重要［１］。其中， 将水文与气象相耦合的陆面水文模型也会得到 气 象 界 及 水 文 界 的 共 同 关 注 。 本 文 引 进 Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ（ ＶＩＣ） 陆 面 水 文 模 型 ， 并 选 取 湖 北 省 白 莲 河 流 域 为 例 ， 对 ＶＩＣ 模 型 在 中 小 流 域 尺 度 的 径 流 模 拟 及 预 报 中 的 应 用 进 行 探讨。
土壤 分类
土壤类型
１
沙土
２
壤质沙土
３
沙壤土
４
粉质壤土
５
粉土
６
壤土
７ 沙质粘壤土
８ 粉质粘壤土
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１２
粘土
沙土含量 （ ％） ９４．８３ ８５．２３ ６９．２８ １９．２８ ４．５０ ４１．００ ６０．９７ ９．０４ ３０．０８ ５０．３２ ８．１８ ２４．７１
粘土含量 （ ％） ２．２７ ６．５３ １２．４８ １７．１１ ８．３０ ２０．６９ ２６．３３ ３３．０５ ３３．４６ ３９．３０ ４４．５８ ５２．４６