大清河流域产汇流特征变化趋势分析

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1、第一章绪论为产汇流理论奠定了理论基础。20世纪30至60年代，产流理论取得了重大突破12J。1933年霍顿(R．E．Horton)提出超渗坡面流的概念，BPHoaon下渗公式(Eagleson于1970年运用分离变量法，从土壤水分运动微分方程中解得；张文华于1989年在假定渗透系数K和扩散系数D均为常数的情况下采用分离变量法也导出了此程，将Horton经验公式作了理论解释，使之成为理论公式)。在20世纪50年代以前，产流计算主要靠建立各种降雨径流相关图，我国也编制了很多类似的简化相关图。这类经验相关图的物理概念不够清晰，只能在已有资

2、料范围内应用，不能外延，不能移用于无资料地区，且在时段产流计算方面很不严格【3】。20世纪60年代，赵人俊等水文学家通过大量的实验和研究，得出了湿润地区以蓄满产流为主和干旱地区以超渗产流为主的重要论点，从而使霍顿产流理论得到了较为广泛的实际应用【41。柯克比(Kirkby，1972)等合著了《山坡水文学》一书，则进一步推动了产流机制的深入研究。它提出了壤中流和饱和坡面流的形成机制，而壤中流和饱和坡面流的概念是Honon产流概念中没有的。另外我国水文学家1985年提出的界面产流规律【5】对产流发展有积极的作用。(2)汇流方面：1817

3、年St．Venant得到的明渠缓变不恒定流的基本微分方程组——St．Venant方程组，为研究产汇流理论中的地面水流、河道水流和土壤水流的运动规律奠定了理论基础。1932年谢尔曼(L．K．Sherman)提出了单位线法解决流域汇流问题。1938年麦卡锡(G．T．Macarthy)提出用于河道流量演进计算的“马斯京根法”(1969年Cunge对“马斯京根法”进行改进提出了Muskingum．cunge河道演算法)。30年代末施奈德(W．M．Snyder)提出综合单位线的方法，推求单位线与流域地理特征间的关系。1941年Meyer提出滞

4、后演算法(1958年Nash进一步提出流域汇流可以用n个相同的线性串联水库来模拟，即Nash流域汇流系统模型。同年加里宁和米留柯夫提出用串联的一系列特征河段模拟河道(流域)的汇流)。1945年克拉克(C．O．Clark)提出的克拉克法将等流时线推流的结果作一次线性水库的调蓄。1957年加利宁一米留柯夫提出了特征河长概念及公式，特征河长概念把水力学表达成为水文易用的形式，使河道汇流具有明确的物理概念。1959年纳须(J．E．Nash)推导了瞬时单位线公式并提出了用矩法求参数的方法，使经验单位线有了一个函数的表达形式。这些方法对以后水文

5、学的发展有很大的影响，大大推动了汇流理论的研究。1973年杜格(Dooge)提出了水文系统的线性理论。纳特(Natele)、托迪尼(Todini)于1974年提出约束线性系统(CLS)。纳须等人在1983年和1988年分别提出线性扰动模型(LPM)和总径流响应模型(TRL)。以上的汇流方法目前都还在广泛应用。近年来分布式模拟中多采用的方法是区分坡面汇流和河道汇流，坡面汇流采用线性水库与等流时线结合的方法，河道汇流部分采用马斯京根法。2第一章绪论1．2．2水文序列发展研究现状所谓时间序列，又称动态数据，指的是一组按时间顺序排列的数字序

6、列，它是一个离散的随机过程。在现实生活中，时间序列的例子大量存在，如年降雨量的变化，太阳黑子数目的变化，股票价格，年产量或月销售量，机械振动的离散信号等。由于各自的物理背景不同，它们包含的信息和呈现的规律是千变万化且错综复杂的。时间序列分析就是对诸如上述现象的动态变化规律进行研究，进而更好地推断事物未来的发展变化情况。时间序列分析提供了一套具有科学依据的动态数据处理方法，即对各种类型的数据，采用相应的数学模型去拟合。通过对模型的分析研究，可更本质地了解数据的内在结构和复杂特性，从而达到预测其发展趋势并进行必要的控制的目的I6I。时间

7、序列分析是数理统计中的一个重要分支，己被广泛应用到经济领域，并扩展到社会、气象、水利、交通、信息、农业和工业等领域中。时间序列分析方法起源于1927年，数学家耶尔(Yule)提出建立自回归(AR)模型来预测市场变化规律。1931年，数学家瓦尔格(Walker)在AR模型的启发下，建立了滑动平均(MA)模型和自回归、滑动平均(AR．MA)混合模型，初步奠定了时间序列分析方法的基础。二十世纪六十年代，伯格(Burg)在分析地震信号时最早提出最大熵谱(MES)估计理论，后来有人证明AR模型的功率谱估计与最大熵谱估计是等效的，并称之为现代谱

8、估计。它克服了用传统的傅立叶功率谱分析(又称经典谱分析)所带来的分辨率不高和频率泄露严重等固有的缺点，从而使时间序列分析不仅在时域内得到应用，而且扩展到频域内。二十世纪七十年代以后，随着信号处理技术的发展，时间序列分析方法不仅在理论上