新安江模型在乌江独木河流域的应用与改进
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区＿ 虽然降水较多 ， ３ ， 但时空分布不均且下垫面情况复杂 ． 根据岩溶地区独特的水文地质特性Ⅲ 以及三水源 ５ ｊ
新 安 江模 型应 用于 岩溶 地 区 的模 拟结 果 分析 ， 笔者 提 出 了改进新 安 江模 型 的 ３种设 想 ［ 并验 证 了第 １ 改 ， 种
进 方法 ．
收 稿 日期 ： ０ １０ —０ ２ １ —３ ３
Ａｂｔ ｃ：Ｉ ｒｅ ｐ ｖ ｅｓ ｕ ｔ ｎｐｅｉｏ ｆｈ ｉ’ｎｉ ｇｍ ｄｌ ｎｋｒ ｒ ｓ ｔｅｍ ｄ ｌ ａ ｓｄｔ ｓ ａｔ ｎｏｄｒ ｏｉ ｒ ｅｔ ｉ ｌ ｉ ｒ ｓ ｎｏ ｔ Ｘ ｎ ａｊ ｎ ｏｅ ｉ ａｓ ａｅ ． ｏｅ ｗ ｓｕｅ ｒ ｔ ｍ ｏ ｈ ｍ ａｏ ｃｉ ｅ ａ ｔ ａ ｈ ｏ
（ ．Ｃ ｌｇ ｙ ｒｏ ｙａ ｄＷ ｔ ｅ ｕｃ ，Ｈ ｈ ｉ ｎ ｅ ｉ Ｎ ｎ ｎ １０ ８ ｈｎ １ ｏｅｅｏ ｄｏ ｇ ｎ ａｅ Ｒ ｓ ｒ ｓ ｏａ Ｕ ｉ ￣ｔ ｌ ｆＨ ｌ ｒ ｏ ｅ ｖ ｙ， ａｊ ｇ ２０ ９ ，Ｃ ｉ ｉ ａ；
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ＨＡ ｎ －ｉｇ ．Ｃ Ｎ Ｘ Ｏ Ｑｉｇｑｎ ＨＥ ｉ ’
失的部分资料移用邻近水文特征相似站点的来代替 ． 日模参数［ 的率定顺序为蒸散发折算系数 一表层土 ］
自由水 蓄水 容 量 ｓ Ｍ和表 层 土 自 由水 蓄水 库 对 地 下水 的 出流 系数 与表 层 土 自由水 蓄水 库 对 壤 中 流 的 出
流系数 Ｋ的 比值 Ｋ ／ ， ， ｃ Ｋ一地下径流的消退系数 Ｃ一 壤中流 的消退系数 ｃ． Ｇ ，率定蒸散发折算 系数 Ｋ时以径
值， 这可能是流域下垫面特性 、 模型概化 、 参数率定 以及水文资料等因素综合作用及相互影响的结果 ；ｄ 个 （）
别 年份 （ １８ ） 如 ９３年 出现 计算 峰值 明显高 于实 测 峰值 的现 象 ， 这可 能是 抽水 等 人为 因素 造成 的 ；ｅ所 研究 流 （） 域 面积 较 小 ， 如果 存在 不 闭合 量 ， 闭 合量 占总 径 流量 的 比例 就 会 比较 大 ， 而对 径 流量 及 流 量 过 程 线产 生 不 从
第４ ０卷第 １ 期
２１ ０ ２年 １ 月
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ Ｎ ｔｒ ｃｅｃｓ ｏｒａ ｏ ｈｉ ｎ ｅ ｉ（ ａ ａ Ｓｉ ｅ） Ｈ ｖ ｓｙ ｕｌ ｎ
Ｖ０ ．０ １４ Ｎｏ． １
Ｊｎ ０ ２ ａ ．２ １
ｓｍｕ ａｅｒ ｎ ｆ ｎ ｔｅ ｉ ｌｔ ｕ ｏ ｉ Ｄｕ ａｅｓ ｅ ｏ ａ ｅ ｔ ｄ ｈ ｍｕ Ｗ ｔｒｈ ｄ ｆｒ ａ ｃ ｓｕ ｙ．Ａｃ ｏ ｉｇ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｒ ｓ ｌｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｉｇ ｉｈ ｎ ｓ ｃ ｒ ｎ ｏ ｔ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉｔ ｕ ｓ ｉ ｇ ｄ ｈ ｈ ｎ
似 地 区的径流 分析 借鉴 ．
关 键 词 ： 州喀 斯特 地 区 ； 木 河流域 ； 流模拟 ； 安 江模 型 ； 型 改进 贵 独 径 新 模
中 图分类 号 ：３ ３ Ｐ ３ 文献标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ １８ （０ ２ ０ — １９ ０ １０ —９ ０ ２ １ ） １０ ０ — ４
ｈ ｕ ｉ ｐ ｖｄｍ ｌ ｎ ｅｉ ｒ ｅ ｏ ｅ ｃｕｄ ｅｕｅ ｎ ｙｅｒ ｏ ｓ ｌ ｇ ｎ ． ｔ ｎｍ ｒ ｅ ｏｅ，ａｄｔ ｐ ｖｄｍ ｄｌ ｏｌ ｂ ｓｄｔ ａａ ｚ ｎｆｉ ｉｉ ｒ ｅ ｏ ｓ ｅ ｏ ｄ ｈ ｍｏ ｏ ｌ ｕ ｎ ｍａｒ ｉ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｕ ｈｕｋｒ ｒａ ｕ ｕＷａ ｒ ｅ ；ｒｎｆｓ ｕ ｔｎ Ｘｎ ａｊ ｎ ｏｅ； ｏ ｅ ｉｐ ｖｍ ｎ ｅ ｏｄ ：Ｇ ｉ ｏ ａ ｔ ｅ ；Ｄ ｍ ｔ ｈｄ ｕ ｏ ｍ ｌ ｉ ； ｉ’ｎｉ ｇｍ ｄｌ ｍ ｌｍ ｒ ｅ ｅｔ ｚ ｓ ａ ｅ ｓ ｉ ａｏ ａ ｄ ｏ
流 、 水 源和 汇流 ４个 阶段 ． 中 ： 分 其 蒸散 发计 算 采用 ３层蒸 散 发 模 型 ； 流计 算 采 用 蓄满 产 流 模 型 ； 流 划 分 产 径
为地表 径 流 、 中流和地 下 径流 ３种水 源 ， 壤 径流 划分 采用 了 自由水 蓄水 库法 ； 汇流计 算 中 ， 地表 径 流汇 流计 算 采 用无 因次单 位线 法 ， 中流和 地下 径流 汇流 计算 采用 线 性水库 法 ， 壤 河道 汇 流计算 则 采用 马斯京 根分 段连 续 演 算法 ［１ ２． 本 文 的研究 对 象独 木河 流域 地处 西南 喀斯 特 地 区 ． 区为连 片 裸露 碳 酸岩 面积 最 大 和生 态 最脆 弱 的地 该
第 １ 期
郝 庆庆 ， 等
新安 江模 型在乌江独木河流域 的应用与改进
较 大影 响 ．
１２ 次 洪模 拟 ．
２ 河海 大学 水文水资源与水利工程科学 国家重点实验室 ， ． 江苏 南京
２０ ９ ） １０ ８
摘 要 ：为 了提 高新 安 江模 型在 喀斯 特地 区的模拟 精度 ， 以贵 州独木 河 流域 为研 究 对 象 ， 用新 安 江 使
模 型 对该 流域 进行 了径 流模 拟研 究 ． 据 模拟 分析 结 果和 岩溶 地 区独特 的水 文特征 ， 出 了改进 新 根 提 安 江模 型 的 ３种 设 想 ， 并对 第 １ 种设 想 （ ３层 蒸散 发 结构 改 为 ２层 蒸散 发 结构 ） 行 了验证 ． 比分 进 对 析 结 果表 明 ， 改进后 模 拟 结果 的平 均确 定性 系数 比改进 前 的 高 ００ ， ．２ 改进 后 的 新 安 江模 型 可供 类
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式 中 ： — — 实测 日平 均流 量 ； ） Ｑ（） Ｑ （ —— 计 算 日平 均 流量 ； （） ＿ ｉ—— 第 ｉ 的 流量 过 程 线 对 数 误 差 的绝 厂 年 对 值 ；（） — 几年 流量 过程 线 对数 误差 绝对 值 的平 均值 ． ． ｉ— 厂 计算 结果 见 表 １和表 ２ ．
Ｄ Ｉ １ ．８６ ｊｉ ｎ １０ —９０ ２ １ ．１０ １ Ｏ ：０ ３ ７ ／ ． ｓ ．００ １８ ．０２ ０ ．２ ｓ
新 安 江 模 型 在 乌 江 独 木 河 流 域 的 应 用 与 改 进
郝庆 庆 陈 喜 ， ２
（ ． 海 大 学 水 文水 资 源 学 院 ， 苏 南 京 １河 江 ２０９ ； １０ ８
新 安 江模 型 ＿是 一个 分单 元 、 ２ ¨ 分水 源 、 阶段 ， 有 分 布参 数 的完 整 的概 念 性 降雨 径 流 模 型 ， 用 于湿 分 具 适
润与半 湿 润地 区 ， 有 概念 清 晰 、 具 结构 合 理 、 参 方便 和计 算 精度 较 高 等优 点 ． 拟计 算 主 要 分 为蒸 散 发 、 调 模 产
基金项 目：国家重点基础研究发展计划 （７ ９３计划 ）２０Ｃ ４ ３０ ）教育部科学技术研究重大项 目（００ ２ ； （０６ Ｂ ０２０ ； ３８ １） 国家 自然科学基金 （Ｏ ７０５ ５ ６９２ ）
作者简介 ： 郝庆庆 （ ７ 一 ）女 ， １ ６ ， 江西永修人 ， ９ 讲师 ， 博士研究生 ， 主要从事流域水文模拟研究 ．－ ａ ： ｏ ＠ｈｕ ｅｕ ｃ Ｅｍ ｉ ｈ ｑ ｈ ． ． ｌａ ｑ ｄ ｎ
流深 绝对 误差 为 目标 函数 ｌ ， 算 公式 为 ＿ 计 ８ Ｊ
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１１
１ ＝ １ 。 ‘
式 中 ：Ａ 第 ｉ 径流 深 的绝对 误差 ； —— ｎ年径 流 深绝 对误 差 的平 均值 ； —— 资 料 的年数 ． Ｒ—— 年 △ ｎ
Βιβλιοθήκη Baidu
率定其他参数时 为减少洪水高水部分误差的作用 ， ９， 突出低水部分的作用 ， 以误差的对数为 目标函数 ， 通过使流量过程线对数误差绝对值的平均值最小 的方法来优选参数 ．
１０ １
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第４ ０卷
１ 模 型 的应 用
研 究 区为 贵州 省 内乌 江流域 的支流— — 独木 河 流域 ， 积 １８ ｋ ２该 流 域 内共 有 下湾 、 面 ４５ ｍ ． 昌明 和六广 ３ 个
站点 ． １ １ 日模 拟 ．
采 用 独木 河流 域 １７－ １７ 年 的水 文 资 料 率 定 日模 参 数 ，９０－１８ 的 水 文 资 料 检验 日模 参 数 ， ９３ ９９ １８－ ９３年 缺
表 １ 率 定 年 份 日模 模 拟 结 果
Ｔａ ｌ Ｄａｌ ｓｍ ｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｔ ｎ ａｉ ａ ｏ ａ ｓ ｂｅ１ ｉ ｉ ｌ ｔｏ ｅ ｕｌ ｉ ｃ ｌ ｙ ｓ ｂｒ ｔ ｎ ｙｅ ｒ ｉ
分 析表 １ 表 ２ 果 可知 ：ａ率 定得 到 的 日模 参 数 对 多 年 来说 是最 优 的 ， 于有 些 年 份 的模 拟 结 果 很 和 结 （） 对 好， 而对 于另外 一 些年 份 的模 拟结果 相 对较 差 ；ｂ新 安 江 模 型没 有 考 虑 随着 时 间 推移 下 垫 面 的 变 化 以及 人 （） 类 活动 的影 响 ， 造成 模拟 误差 的一 个 原 因 ；ｃ在 极值 处 的预 报结 果相 对较 差 ， 是 （） 计算 峰 值基 本都 小 于 实测 峰
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新 安 江模 型应 用于 岩溶 地 区 的模 拟结 果 分析 ， 笔者 提 出 了改进新 安 江模 型 的 ３种设 想 ［ 并验 证 了第 １ 改 ， 种
进 方法 ．
收 稿 日期 ： ０ １０ —０ ２ １ —３ ３
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自由水 蓄水 容 量 ｓ Ｍ和表 层 土 自 由水 蓄水 库 对 地 下水 的 出流 系数 与表 层 土 自由水 蓄水 库 对 壤 中 流 的 出
流系数 Ｋ的 比值 Ｋ ／ ， ， ｃ Ｋ一地下径流的消退系数 Ｃ一 壤中流 的消退系数 ｃ． Ｇ ，率定蒸散发折算 系数 Ｋ时以径
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别 年份 （ １８ ） 如 ９３年 出现 计算 峰值 明显高 于实 测 峰值 的现 象 ， 这可 能是 抽水 等 人为 因素 造成 的 ；ｅ所 研究 流 （） 域 面积 较 小 ， 如果 存在 不 闭合 量 ， 闭 合量 占总 径 流量 的 比例 就 会 比较 大 ， 而对 径 流量 及 流 量 过 程 线产 生 不 从
第４ ０卷第 １ 期
２１ ０ ２年 １ 月
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
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关 键 词 ： 州喀 斯特 地 区 ； 木 河流域 ； 流模拟 ； 安 江模 型 ； 型 改进 贵 独 径 新 模
中 图分类 号 ：３ ３ Ｐ ３ 文献标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ １８ （０ ２ ０ — １９ ０ １０ —９ ０ ２ １ ） １０ ０ — ４
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流 、 水 源和 汇流 ４个 阶段 ． 中 ： 分 其 蒸散 发计 算 采用 ３层蒸 散 发 模 型 ； 流计 算 采 用 蓄满 产 流 模 型 ； 流 划 分 产 径
为地表 径 流 、 中流和地 下 径流 ３种水 源 ， 壤 径流 划分 采用 了 自由水 蓄水 库法 ； 汇流计 算 中 ， 地表 径 流汇 流计 算 采 用无 因次单 位线 法 ， 中流和 地下 径流 汇流 计算 采用 线 性水库 法 ， 壤 河道 汇 流计算 则 采用 马斯京 根分 段连 续 演 算法 ［１ ２． 本 文 的研究 对 象独 木河 流域 地处 西南 喀斯 特 地 区 ． 区为连 片 裸露 碳 酸岩 面积 最 大 和生 态 最脆 弱 的地 该
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新安 江模 型在乌江独木河流域 的应用与改进
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１２ 次 洪模 拟 ．
２ 河海 大学 水文水资源与水利工程科学 国家重点实验室 ， ． 江苏 南京
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摘 要 ：为 了提 高新 安 江模 型在 喀斯 特地 区的模拟 精度 ， 以贵 州独木 河 流域 为研 究 对 象 ， 用新 安 江 使
模 型 对该 流域 进行 了径 流模 拟研 究 ． 据 模拟 分析 结 果和 岩溶 地 区独特 的水 文特征 ， 出 了改进 新 根 提 安 江模 型 的 ３种 设 想 ， 并对 第 １ 种设 想 （ ３层 蒸散 发 结构 改 为 ２层 蒸散 发 结构 ） 行 了验证 ． 比分 进 对 析 结 果表 明 ， 改进后 模 拟 结果 的平 均确 定性 系数 比改进 前 的 高 ００ ， ．２ 改进 后 的 新 安 江模 型 可供 类
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新 安 江 模 型 在 乌 江 独 木 河 流 域 的 应 用 与 改 进
郝庆 庆 陈 喜 ， ２
（ ． 海 大 学 水 文水 资 源 学 院 ， 苏 南 京 １河 江 ２０９ ； １０ ８
新 安 江模 型 ＿是 一个 分单 元 、 ２ ¨ 分水 源 、 阶段 ， 有 分 布参 数 的完 整 的概 念 性 降雨 径 流 模 型 ， 用 于湿 分 具 适
润与半 湿 润地 区 ， 有 概念 清 晰 、 具 结构 合 理 、 参 方便 和计 算 精度 较 高 等优 点 ． 拟计 算 主 要 分 为蒸 散 发 、 调 模 产
基金项 目：国家重点基础研究发展计划 （７ ９３计划 ）２０Ｃ ４ ３０ ）教育部科学技术研究重大项 目（００ ２ ； （０６ Ｂ ０２０ ； ３８ １） 国家 自然科学基金 （Ｏ ７０５ ５ ６９２ ）
作者简介 ： 郝庆庆 （ ７ 一 ）女 ， １ ６ ， 江西永修人 ， ９ 讲师 ， 博士研究生 ， 主要从事流域水文模拟研究 ．－ ａ ： ｏ ＠ｈｕ ｅｕ ｃ Ｅｍ ｉ ｈ ｑ ｈ ． ． ｌａ ｑ ｄ ｎ
流深 绝对 误差 为 目标 函数 ｌ ， 算 公式 为 ＿ 计 ８ Ｊ
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Βιβλιοθήκη Baidu
率定其他参数时 为减少洪水高水部分误差的作用 ， ９， 突出低水部分的作用 ， 以误差的对数为 目标函数 ， 通过使流量过程线对数误差绝对值的平均值最小 的方法来优选参数 ．
１０ １
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第４ ０卷
１ 模 型 的应 用
研 究 区为 贵州 省 内乌 江流域 的支流— — 独木 河 流域 ， 积 １８ ｋ ２该 流 域 内共 有 下湾 、 面 ４５ ｍ ． 昌明 和六广 ３ 个
站点 ． １ １ 日模 拟 ．
采 用 独木 河流 域 １７－ １７ 年 的水 文 资 料 率 定 日模 参 数 ，９０－１８ 的 水 文 资 料 检验 日模 参 数 ， ９３ ９９ １８－ ９３年 缺
表 １ 率 定 年 份 日模 模 拟 结 果
Ｔａ ｌ Ｄａｌ ｓｍ ｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｔ ｎ ａｉ ａ ｏ ａ ｓ ｂｅ１ ｉ ｉ ｌ ｔｏ ｅ ｕｌ ｉ ｃ ｌ ｙ ｓ ｂｒ ｔ ｎ ｙｅ ｒ ｉ
分 析表 １ 表 ２ 果 可知 ：ａ率 定得 到 的 日模 参 数 对 多 年 来说 是最 优 的 ， 于有 些 年 份 的模 拟 结 果 很 和 结 （） 对 好， 而对 于另外 一 些年 份 的模 拟结果 相 对较 差 ；ｂ新 安 江 模 型没 有 考 虑 随着 时 间 推移 下 垫 面 的 变 化 以及 人 （） 类 活动 的影 响 ， 造成 模拟 误差 的一 个 原 因 ；ｃ在 极值 处 的预 报结 果相 对较 差 ， 是 （） 计算 峰 值基 本都 小 于 实测 峰