新安江模型率定

2024年1月12日發(作者：考察的意思)

新安江模型參數率定

1. 參數的物理意義 新安江（三水源） 模型的參數一般具有明確的物理意義，可以分為如下四 類：

1） 蒸散發參數： K、WUM、WLM、C K 為蒸散發能力折算系數，是指流域蒸散發能力與實測水面蒸發值 之比。此參數控制著總水量平衡，因此，對水量計算是十分重要的。 WUM

為上層蓄水容量，它包括植物截留量。在植被與土壤比較發育的 流域，約為20mm；在植被與土壤頗差的流域，約為5～6mm。 WLM 為下層蓄水容量?？扇?0～90mm。 C 為深層蒸散發系數。它決定于深根植物占流域面積的比數，同時 也與WUM+WLM值有關，此值越大，深層蒸散發越困難。一般經驗，在江南濕 潤地區C 值約為0.15～0.20 左右，而在華北半濕潤地區則在0.09～0.12 左右。

2） 產流量參數： WM、B、IMP WM 為流域蓄水容量，是流域干濕程度的指標。一般分為上層WUM、 下層WLM和深層WDM，約為120～180mm。 B 為蓄水容量曲線的指數。它反映流域上蓄水容量分布的不均勻 性。一般經驗，流域越大，各種地質地形配置越多樣，B 值也越大。在山丘區域， 很小面積（幾平方公里）的B 值為0.1 左右，中等面積（300 平方公里以內）的 B 值為0.2～0.3 左右，較大面積（數千平方公里）的B 值為0.3～0.4 左右。 IMP 為不透水面積占全流域面積之比，一般較小，取為0.01～0.05。

3） 水源劃分參數： SM、EX、KSS、KG SM 為流域平均自由水蓄水容量，本參數受降雨資料時段均化的影 響，當以日為計算時段長時，一般流域的SM值約為10～50mm，當所選取的計 算時段長較小時，SM要增大，這個參數對地面徑流的多少起著決定性作用，因 此十分重要。 EX 為自由水蓄水容量曲線指數，它表示自由水容量分布不均勻性。 通常EX 取值在1～1.5 之間。 KSS 為自由水蓄水庫對壤中流的出流系數，KG 為自由水蓄水庫對地下徑流出流系數，這兩個出流系數是并聯的，其和代表著自由水出流的快慢。一 般來說，KSS+KG＝0.7，相當于從雨止到壤中流止的時間為3 天。

4） 匯流參數： CS、CI、CG；KE、XE CS 為河網蓄水消退系數。 CI 為壤中流水庫的消退系數。如無深層壤中流時，CI 趨于零。當 深層壤中流很豐富時，CI趨于0.9。相當于匯流時間為10 天。 CG 為地下水庫的消退系數。如以日為計算時段長，此值一般為0.98～0.998，相當于匯流時間為50～500 天。 KE 為河道匯流Muskingum法中洪水波在河段中的傳播時間。 X 為河道匯流Muskingum法中的流量比重系數。關鍵參數X 是一 個反映擴散波在運動過程中洪峰衰減、形狀坦化的物理參數。 5 . 0 X 是既體現 Muskingum法物理意義又滿足其數值計算穩定性的統一條件。

2. 參數的率定 新安江（三水源）模型的參數按照物理意義分為四層，上面已經分別作了介

紹。參數的率定可以按照蒸散發～產流～分水源～匯流的次序進行，各類參數基 本上是相互獨立的。按照以下次序率定參數。

1） 日模型 日模型參數率定按照下述步驟進行： a. 設定各參數的初始值。 b. 比較多年總徑流。這是最基本的水量平衡校核。使計算的徑流深誤差不 超過20％（規范規定）。如有誤差，要首先修改K 值，K 是影響蒸發計算最大的 參數。不確定系數及洪峰誤差不管。

K： 在北方地區K 有可能大于1； WM：經驗而言，長江流域約為 120mm，三層組合一般有（20，70，30）， （40，60，20），（20，80，20）等，北方地區WM較大。 B、C 不需大改，一般B＝0.3&0.35，C＝0.15 c. 多年總水量基本平衡后，再比較每年的徑流，看很干旱的年與濕潤年份 有無系統誤差。如有，應調整WUM、WLM和C。減小WUM 將使少雨季節的 蒸發減少，而對于很干旱的季節則無影響。WLM的作用與此相仿。加大C 值將 使很干旱的季節的蒸散發增大，而對于有雨季節則無此影響。 d. 比較枯季地下徑流。如有系統偏大偏小，則應調整 KSS 與 KG，調整地 下徑流與壤中流的比重。 依次率定K、SM及

KG/KI、CG 及CI。

2） 次洪模型 不允許再修改產流參數WM、B、IMP。 主要工作是調分水源和匯流參數。

洪峰誤差、水量平衡和徑流深誤差不超過 20％，爭取將洪峰誤差目標定為 3 5％，后者定為10％；確定性系數愈高愈好。 SM：長江流域為30mm左右，變化范圍較大。而參數SM

受降雨資料時段 均化影響較大， 用日模型率定此參數值明顯偏小， 在次洪模型中， SM 值應 適當加大或重新率定。 EX：1.0—1.5。其變化范圍為1～2 ， 給定EX = 1.5 ； KG+ KI 值代表自由水出流的快慢程度， 而一般表層壤中流的退水歷時為3 天左右， 故固定取KG +

KI= 0.7 ， 不致有太大的誤差。但也可能因流域不同 而略有差別：如沿渡河在KG + KI= 0.9 時退水過程可以擬合很好。 由于日模型與次洪模型的計算時段長不同，參數值不能全部通用，但 K、 WM、WUM、WLM、B、IMP、EX、C 與時段長無關，可以直接引用，SM、 KG、KSS、CS、CI、CG 與時段長相關，不能直接引用，需要另外率定。 調試時通常以洪水總量、洪峰流量值以及洪峰出現時間按允許誤差統計合格 率最高為目標函數。調試步驟如下： a. 比較洪水徑流總量。影響計算次洪徑流總量的主要因素除降雨外顯然是 流域初始含水量，但當該值已經確定的情況下，可通過調整水源的比重來影響計 算次洪徑流量，可調整SM和KG，兩個參數數值越大，地下徑流的比重越大， 使次洪徑流量減少。 b. 比較洪峰值。洪峰流量主要由地面徑流和壤中流組成，主要取決于SM、 CS、CI、CG 等參數，當SM確定后，調整CS、CI 和CG 等參數，尤其是CS， 將對洪峰起著相當大的影響，CS 越大，洪峰越小。CI 和CG 這兩個參數對洪水 過程線的形狀影響較大。CI、CG 一般大于0.9，CI 小于CG。 次模依次率定SM、CS 及CI。