《流溪河模型V》PPT课件

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1、流溪河模型LiuxiheModel陈洋波中山大学自然灾害研究中心中山大学水灾害与水利信息化联合实验室eescyb@mail.sysu.edu.cn，http://www.hydroinfor.sysu.edu.cn2010年7月15日中国广州中山大学主要内容流溪河模型理论与方法流溪河模型数据需求与挖掘流溪河模型参数推求方法流溪河模型部分研究成果CYB流溪河模型系统介绍流溪河模型研发历程与工程示范后续工作流溪河模型理论与方法什么是流溪河模型中山大学陈洋波教授领导的水灾害与水利信息化国际科技团队经10余年研

2、究开发而成的主要用于流域洪水预报的分布式物理水文模型因在流溪河流域洪水预报中首先研究成功而得名开发的流溪河模型软件系统CYB.LMS，获国家计算机软件著作权登记流溪河模型的总体思路从水平方向将流域划分成一系列的单元单元被看作是一个有物理意义的流域单元流域有自己的物理特性数据：DEM、植被类型、土壤类型和降雨量单元分成边坡单元、河道单元和水库单元三种采用可获取的，有质量保证的，适当分辨率的DEM对整个流域进行划分流溪河模型的总体思路从垂直方向将单元分成三层植被覆盖层（CanopyLayer）：地表面至树叶

3、顶部的空间区域。假定蒸散发只发生在植被覆盖层，各单元流域的蒸散发量之间没有相互影响地表层（SoilLayer）：地表面往地下若干深度的浅表土壤层，具有调蓄水能力地下层（UndergroundLayer）：地表层以下的含水层对地下层不进行网格划分，整个流域的地下层看作一个整体流溪河模型的总体思路在单元流域层次进行产流量计算在流域层次进行汇流计算流溪河模型的总体思路模型分成6个独立的部分，每个部分称为一个模块数据处理与流域划分模块收集流域特性数据，包括DEM，土地利用类型，土壤类型将流域划分成单元流域，分成

4、三种类型之一确定单元流域的物理特性估算单元流域上的降雨蒸散发模块产流模块汇流模块参数确定模块洪水模拟模块流溪河模型的总体思路蒸散发模块E：为实际蒸散发量：田间持水量：凋萎含水量：土壤当前含水量：潜在蒸发率：蒸发系数ES=0产流计算模块按蓄满产流模式计算地表产流量由降雨引起的水流运动过程描述单元流域上的降雨扣除蒸散发后的部分称为净雨当净雨大于零时，净雨通过下渗作用进入地表层中的土壤中，补充地表层中含水量的不足只有当地表层蓄满时，即土壤含水量达到饱和含水量时，多余水量转变为地表径流产流计算模块壤中流的计算当

5、土壤层中的蓄水量超过田间持水量时，土壤中的水向地下层渗漏同时形成壤中流，向下游单元作侧向流动壤中流根据达西公式和水量平衡公式计算产流计算模块渗漏量的计算汇流计算模块边坡汇流（hillsloperouting）河道汇流（riverrouting）水库汇流(reservoirrouting)壤中流汇流（subsurfacerouting）地下径流汇流(undergroundrouting)边坡汇流计算方法采用一维运动波法进行边坡汇流计算忽略圣维南方程组的运动方程中的惯性项和压力项只考虑摩阻比降和坡度的影响，

6、即摩阻比降等于坡度式中：Q为流量，h为径流深，q为单元侧向入流，包括地表径流产流量和上单元汇入的壤中流。边坡汇流计算方法假定在一个单元内，边坡的形状可抽象为一个平顺的三角形边坡，地表径流在边坡上是均匀分布的，水流是均匀流，则边坡上的地表径流汇流速度可根据曼宁公式计算如下：单元流域出口的流量可计算如下改写上式边坡汇流计算方法令则代入圣维南方程组的质量方程中有采用有限差分法，离散为如下的形式采用牛顿迭代法进行计算，迭代计算公式河道汇流计算方法河道汇流采用一维扩散波法忽略圣维南方程组的运动方程中的惯性项考虑摩

7、阻比降与坡度及压力项的差Q为过水断面流量，A为过水断面面积，q为侧向补给水量，即本单元上产生的地表径流量及上单元汇入的地表径流量，当本单元有支流汇入时，还应该包括支流的汇入水量。河道汇流计算方法在流域的中上游地区及少资料及无资料地区，河流断面的形状及尺寸资料不易确定在流溪河模型中，将河流断面概化为梯形A为过水断面面积，h为径流深，w为梯形底宽，为河流侧面坡度河道汇流计算方法过水断面面积A的计算公式如下对上式进行变换，得到如下的公式则h可通过如下的公式计算则可按如下的差分公式近似计算河道汇流计算方法过水断

8、面的湿周可按下式计算根据曼宁公式，河道水流速度可按下式计算根据断面过水流量计算公式，并将上式代入，则有由于则有将上式进行变换，得到河道汇流计算方法记则代入圣维南方程组的质量方程中有采用有限差分法，将上式离散为采用牛顿迭代法进行迭代计算，公式如下水库单元汇流计算方法洪水在水库中的传播速度非常快，一般要比计算时段短很多忽略洪水在水库中的传播时间，认为水库单元上的流量就是进入水库的流量将所有水库单元上的流量相加，就可得到入库流量通过设置水库，实现