HEC-HMS水文模型在北張店流域的應(yīng)用研究.pdf

1、水文循環(huán)過(guò)程作為關(guān)系到人類(lèi)生存發(fā)展的最主要循環(huán)過(guò)程之一,多年來(lái)一直受到不同行業(yè)專(zhuān)家的高度關(guān)注,特別是水文學(xué)家一直將了解和掌握自然界水文循環(huán)的基本規(guī)律作為自己探尋的目標(biāo)。但由于水文過(guò)程的復(fù)雜性,直到今天人們對(duì)水文現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)還仍然停留在初級(jí)階段,對(duì)它的模擬也只能建立在科學(xué)的抽象與合理概化上,致使當(dāng)今世界上200多個(gè)水文模型的適用性受到較大的限制,大部分水文模型在其建立的區(qū)域效果較好,換一個(gè)地區(qū)模型的效果就很差。針對(duì)這種情況,美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)

2、下屬的水文工程中心研制的HEC-HMS水文模型將水文過(guò)程中的植物截留、填洼、下滲、坡面流、基流和河道匯流等子過(guò)程的經(jīng)典和常用計(jì)算方法模塊化,并提供模塊組合的交互平臺(tái),使得HEC-HMS水文模型可廣泛應(yīng)用到干旱、半干旱、濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū),模擬多種復(fù)雜條件下的流域次降雨徑流過(guò)程。
　　 首先,對(duì)北張店流域的降水、徑流、蒸發(fā)等水文要素的年際變化和年內(nèi)分配進(jìn)行了研究,結(jié)果表明流域內(nèi)降水、徑流年際變化大,年內(nèi)分布不均,降水、徑流年內(nèi)分配主

3、要集中在汛期,最大月降水量出現(xiàn)在7月份,約占全年的26.3％;最大月徑流量出現(xiàn)在8月份,約占全年的21.6%,降水徑流有很好的一致性。最大月蒸發(fā)量出現(xiàn)在5月份,占年蒸發(fā)量的15.5%。
　　 其次,對(duì)北張店流域的雨洪資料分析可知,流域的產(chǎn)匯流機(jī)制復(fù)雜,產(chǎn)流方式是超滲與蓄滿(mǎn)并存。流域內(nèi)的洪水在洪量上有大有小;在峰現(xiàn)時(shí)間上表現(xiàn)為雨停峰現(xiàn);在過(guò)程上表現(xiàn)為或陡漲陡落,或陡緩結(jié)合;峰型有單峰、雙峰、多峰,也有顯峰、隱峰,或顯隱峰結(jié)合。

4、r>　　 第三,利用HEC-GeoHMS水文模塊對(duì)國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)提供的分辨率為30m的。DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理和流域河網(wǎng)提取,按自然子流域劃分方法將北張店流域劃分為12個(gè)子流域;并將土地利用圖疊加到各個(gè)子流域,形成水文模型計(jì)算的基本單元。
　　 第四,根據(jù)北張店的雨洪特性,本次模擬忽略基流對(duì)徑流的影響,利用HEC-HMS水文模型提供的交互平臺(tái),分別選擇初損穩(wěn)滲法+運(yùn)動(dòng)波法+馬斯京根法為方案一,SCS曲線(xiàn)法+SCS單位線(xiàn)法

5、+馬斯京根法為方案二,對(duì)北張店流域的降雨徑流過(guò)程進(jìn)行模擬。
　　 第五,根據(jù)兩種方案的模擬結(jié)果,方案一的洪量合格率為84.6%、洪峰合格率為92.3%、確定性系數(shù)均值為0.85、最大峰現(xiàn)時(shí)差為54min,方案二的洪量合格率為84.6%、洪峰合格率為100%、確定性系數(shù)均值為0.81、最大峰現(xiàn)時(shí)差為96min。從確定性系數(shù)、洪量、洪峰值的角度講,模型在北張店流域的適用性較好。但從峰現(xiàn)時(shí)差的角度看,還需對(duì)產(chǎn)匯流方法進(jìn)行分析、組合,進(jìn)