降雨径流预报

对河道、水库站（点）等径流过程的预报

根据流域上的降雨进行河道、水库站（点）径流过程的预报。

预报内容

从降水（暴雨）到水流汇至流域出口断面的整个动态物理过程错综复杂。径流形成过程及其各部分的关系，可用框图表示。一部分雨水以径流的形式汇集到流域出口，另一部分经由蒸散发返回大气，通常把不转化为径流的那一部分雨水称为损失。一次降雨过程的总雨量扣去损失就得径流量，也成净雨量。净雨向流域出口断面的汇集过程，则称流域汇流。

1.1 降雨径流预报方法

降雨径流预报一般分两个阶段处理：（1）产流量预报，推求流域内一次降水产生的径流量。（2）流域汇流预报，推求径流量在流域出口断面处的时程分配过程。

20世纪30年代初，R.E.霍顿建立的下渗理论和L.R.K.谢尔曼提出的单位线原理，为把降雨径流过程分为两个阶段进行预报奠定了基础。由此发展了各种预报方法，如产流量预报中的降雨径流相关法、初损后损法、下渗曲线法、以及流域汇流预报中的经验单位线、瞬时单位线、综合单位线和地貌单位线、瞬时单位线、综合单位线和地貌单位线等方法。不少复杂的流域水文模型也是这些概念为基础逐步发展形成的。

1.2 影响流域降雨径流过程的因素

可以分为气象因素和下垫面因素两类。

气象因素主要是降雨强度、历时及时空分布，温度、湿度、风等；下垫面因素包括前期土壤含水情况、土壤类型、植被、土地利用、地形、流域形状、河槽特征、湖泊度等。对于一个具体流域，下垫面因素除土壤含水情况外都比较固定，它们的影响综合体现在流域单位线形状上，在某些情况下，雨强及降雨空间分布的不均匀性对单位线有显著的影响，故实际工作中常以雨强为指标或按暴雨中心位置将单位线分型。气象因素及前期土壤含水情况、植被等具有明显的时变特性，在不同程度上对降雨产流起着制约作用。20世纪50年代广为使用的降雨径流合轴相关图，就是结合流域具体情况，通过一定成因分析，挑选主要影响因素作为参数而建立的统计相关关系。其中流域前期土壤含水情况，难以用数学方程准确地定量描述，常用前期影响雨量间接表达。

流域水文模型

黑箱模型。将降雨作为流域系统的输入，则径流就是该系统的输出，由此建立是降雨-径流关系就是最简单的一种流域水文模型，这类模型通常又称黑箱模型或经验型模型。这类模型采用系统分析方法得到的降雨-径流关系仅仅是对流域系统过去输入和输出的一种幅值，缺乏对水文过程的描述。因此，这类模型不能处理流域系统中的变化因素，也就无法预测水文条件变化带来的影响，例如城市化，气候变化等对流域径流的影响。如年径流经验模型，小流域洪水经验模型。

概念性水文模型，在流域水文模型中考虑关键水文过程，采用一系列理想化的水文过来简化实际流域系统中的复杂水文过程，这类模型考虑了流域的产汇流机制，定量计算了流域地表径流、壤中流、地下径流以及坡面汇流和河网汇流等，模型参数大多具有明确的物理意义。如水箱模型，新安江模型。

分布式水文模型，这类模型基于对流域水文过程的机理，采用水动力学方程来描述主要水文过程，基于地理信息系统，采用分布式的模型结果来描述流域下垫面条件和降水的空间分布。如SWAT模型，GBHM模型。

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