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1、北京师范大学学报(自然科学版)2010-06278JournalofBeijingNormalUniversity(NaturalScience)46(3)*水文模型:回顾与展望徐宗学(北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,100875,北京)摘要梳理和总结了水文模型发展的历史,对水文模型的主要分类方法与类别进行了系统的归纳和总结.从当前水文科学研究的热点问题出发,总结了水文模型在水文预报、水资源规划与利用、土壤侵蚀、非点源污染模拟等传统水文问题,以及解决水文学当前面临的
2、一些热点问题包括气候变化和人类活动对水循环的影响中具体的研究与应用现状以及主要进展,分析了水文模型今后可能的发展趋势以及所存在的主要难点问题和关键技术.关键词水循环;水文过程;水文模型;水资源水是自然界物质运动与转化的重要载体,水循环的新安江模型问世.此后,随着计算机技术的快速发是生命存在和经济社会发展的重要物质保障.水文模展,新的流域水文模型不断涌现,20世纪60年代以型是探索和认识水循环和水文过程的重要手段,也是来,是水文模型蓬勃发展的时期.国内外水文学家先后解决水文预报、水资源规划与
3、管理、水文分析与计算等开发了许多著名的概念性水文模型,如Stanford模实际问题的有效工具.当前水多、水少、水脏、水浑问题型、HBV模型、API模型、新安江模型、SSARR模型、[1]日益加剧,气候变化和人类活动对水循环的影响以及ARNO模型、SCS模型、HEC-1模型等等.尤其是数字水文学研究的兴起,为水文模型的研究、开发和应最近几十年来,随着计算机技术的快速发展,水文模型用创造了良好的机遇,同时也是巨大的挑战.水文模型的开发和应用得到了广大水文工作者前所未有的青睐是为模拟水循环过程而构建、
4、用于描述水文物理过程和关注,各种水文模型如雨后春笋般地涌现出来,从概的数学模型,是水文科学研究的重要手段与方法之一.念性水文模型,到最近备受青睐的分布式水文模型,各水文模型的研究和应用,为人们提供了一种科学认识种研究、开发和应用工作层出不穷.与合理利用水资源的重要工具和方法,为水资源管理水文模型的出现是对水循环规律研究和认识的必[1]和决策提供了重要的科学依据.因此,在水文科学的然结果,在水资源开发利用、防洪减灾、水库规划与设发展进程中,水文模型一直是研究的重要分支和热点计、道路与桥梁设计、城市
5、规划、非点源污染模拟与评问题.另一方面,水循环深刻影响着自然界生态系统的价、人类活动的流域响应等诸多方面都得到了十分广结构和演变,影响着自然界中一系列的物理、化学和生泛的应用,目前的一些学术研究热点,如生态需水量研物过程,也影响着人类社会的发展和人们的生产生活,究、水资源可再生性维持机理等均需要水文模型的支在地圈-生物圈-大气圈的相互作用中占有重要的地持.近几年来,随着计算机技术和一些交叉学科的发位.所以,水文模型不仅在水循环研究领域有着重要的展,流域水文模型研究工作也产生了根本性的变化.地位,
6、在与水循环有关的其他系统的研究中,水文模型其突出趋势主要反映在计算机技术、空间技术、遥感[2]也发挥着十分重要的作用.水文模型不仅是水文科(RS)技术等的应用,分布式水文模型受到了广泛关学研究领域的重要内容,也是与水循环有关的其他领注,而遥感与地理信息系统(GIS)技术为水文模型的[1-2]域的重要研究工作.水文模型的发展最早可以追溯到研究和应用带来了新的机遇和挑战.伴随着人口膨1851年Mulvaney提出的推理公式.1932年Sherman胀、水资源短缺、环境污染加剧和气候变化影响日益凸的单
7、位线、1933年Horton的入渗方程、1948年现,水文科学研究领域不断拓展并趋于综合,传统的集Penman的蒸发公式等则是水文模拟技术取得重要进总式水文模型已经难以满足不同研究领域对水文模型展的标志.20世纪60年代,计算机技术引发的数字革的需求,分布式水文模型逐步成为研究气候变化的水命为水文模型的快速发展奠定了良好的基础和保障.文响应、非点源污染过程模拟、水资源综合管理、土地1966年Crawford和Linsley的Stanford模型就是这利用/覆被变化的水文响应等重大科学问题不可或缺
8、一数字革命的产物.1973年,我国赵人俊教授等建立的工具.分布式流域水文模型是基于3S(RS、GPS、*科技部国际合作资助项目(2009DFA22980);国家自然科学基金资助项目(50979005)收稿日期:2009-12-21第3期徐宗学:水文模型:回顾与展望279GIS)数据和技术,把流域水文循环作为研究对象,考性水文模型阶段和分布式水文模型阶段.虑水文物理过程的变量、要素等空间变异性的水文数11水文模型萌芽时期水文模型是水文科学发展学模型,分布式水文模型所揭示的水文物理过程更
