基于GIS和Green-Ampt的分布式超渗水文模型对比研究：以沂河高里流域为例

本文主要探讨了基于栅格的分布式超渗产流水文模型的构建与比较，针对2010年的研究成果发表在《河海大学学报(自然科学版)》上。研究由王莉莉、李致家和包红军合作完成，他们关注的重点是解决半湿润地区如沂河高里流域的洪水模拟精度问题。传统的分布式水文模型，如TOPKAPI和基于栅格的新安江模型，通常采用蓄满产流机制，对于超渗产流的处理不足，这在干旱或半湿润地区可能会导致模拟效果不精确。 作者们提出了一种创新的方法，即Grid-GA模型，该模型结合了地理信息系统(GIS)和数字地形模型(DEM)的优势。首先，通过GIS技术从DEM中提取流域特征，并将其网格化，以便进行更细致的空间分析。然后，采用了Green-Ampt下渗模型，这是一个物理驱动的下渗方法，能够考虑降雨间歇期间土壤含水量的再分配，从而更准确地计算出每个栅格内的产流量。这种方法能够更好地模拟超渗现象，特别是在降雨强度不足以充满土壤孔隙时。 此外，作者还构建了一个基于子流域的Green-Ampt水文模型和一个改进的新安江模型，这些模型都增加了对超渗产流的考虑。通过对沂河高里流域的实际应用，结果显示这四个模型都能有效地模拟水文过程，证实了所构建模型的结构合理性。 这项研究的重要性在于，它填补了分布式水文模型在处理超渗产流方面的空白，提高了对半干旱半湿润地区洪水预报的精度，为这类流域的水资源管理和防洪决策提供了更为精细的工具。Grid-GA模型的开发是GIS、DEM技术与水文学相结合的有益尝试，对于提升流域管理科学性具有重要意义。