湖泊水文计算的水文水动力模型分析

湖泊水文计算的水文水动力模型分析

摘要：湖泊水文计算的水文水动力学模型的建立可以对湖泊流域水资源的管理

具有非常重要的理论和实践意义。本文通过对山地、丘陵到平原之间的湖泊水文

计算问题建立水文水动力模型，并且进行降雨径流计算，对入湖河道、湖泊及其

周围的蓄水和调控系统，设立河网水动力学模型，并且结合具体的实践，取得了

比较好的计算效果，为以后对于湖泊的管理起到了很好的研究和指导作用。

关键词：湖泊；水文计算；水动力模型；水文

湖泊水文计算对于湖泊的水资源管理、蓄水调控等系统的规划设计都具有非常重要的实

践意义。尤其在我国南方地区，水网交织，河道密布，大多数都是从山地、丘陵到平原过渡

地带形成的湖泊。对于湖泊的上游受到种植情况的影响，下游可以通过涵闸与泵站进行有效

的调控，所以本文对于湖泊及河道的径流采用SCS模型和新安江模型计算，并且通过建立河

网水动力模型对湖泊的蓄水调控情况进行演算。

一、水文水动力模型

1.SCS模型

SCS模型是由美国上世纪中期提出，因为操作简单，对各项数据统计不需要太严格，并

且比较适合小型湖泊径流计算，后来不断得到传播推广。SCS模型通过假设湖泊的实际入渗

量（F）与实际径流量（Q）和潜在入渗量（S）与潜在径流（Qm）之比相等的条件下而建立，即：

二、结合实际情况具体分析

1.湖泊基本情况

在水文水动力模型的研究中，具体以湖北四湖流域为研究对象。因为这片区域连接长江、汉江等河流，属于江汉平原的腹地，而且又与山区接壤，洪湖和长湖也都在这里。它的上区

位于荆州等城市，流域上区以西荆河为界分为长湖和田北两片，面积总共超过3000km2，流

域内具有烟墩、五里等7个雨量站具有丰富的观测资料，老合台还建有一个省级水文测站，

用于观测长湖水位。目前区域内已经设置了众多的分洪、泄洪区域，并且根据以往的经验，

科学制定了完备的相关预案。

2.模型验证

本文选择3个洪涝年进行模型率定和验证。选用1983、1997、2007年等3场洪水资料，使用新安江模型参数，选用2008年的洪水资料进行验证。结合以往的数据资料，我们可以

发现，3场用于参数率定的洪量误差分别为：1983年是-5.5%，1997年是8.3%，2007年是

1.5%，从而可以看出误差都是小于15%，还出现了正负误差。洪水过程的洪峰流量误差为：1983年是-13.2%，1997年是-6.8%，2007年是24.4%。由此可见，除2007年外小于15%。其中，1997年的最高水位误差最大，为0.24m。同时，除2007年以外，在进行2008年的数据

和信息验证过后，与其他年份比较接近，得到的水文数据和信息比较准确。采用前文的水文

模型的模拟结果作为河网水动力模型的水文边界条件，对1997、2007、2008等年的长湖蓄

泄过程进行模拟。根据以往的统计数据，发现这3年长湖最高水位的绝对误差都不超过0.1m，平均水位的误差也较小，故而长湖水位的确定系数较高。但是对于田关闸的模型数据统计中，由于闸站孔数、台数等重要信息无法确切掌握，导致模拟产生的误差较大，田关闸上确定性

系数不稳定，不能作为以后治理的有效参考。所以，最后由于长湖最高水位的模拟达到一定

的精度，可以作为以后长湖治理的参考依据。

结论：

通过建立丘陵和平原过渡带的湖泊水文和水动力模型，采用新安江和SCS以及河网水动

力学模型等模型，经过以往年份的数据和信息验证表明，这些模型具有一定的准确性，可以

作为以后对于湖泊进行工程规划的重要依据。但是田关闸上确定性系数不稳定，存在误差较大，所以以后仍需要进一步的研究，找到解决问题的方法。

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