DEM驱动的半分布式水文模型及其在干江河流域的应用

"一个基于DEM的半分布式水文模型 (2009年)" 这篇论文主要探讨了如何构建一个基于数字高程模型（DEM）的半分布式水文模型，用于模拟和预测洪水过程。该模型结合了地理信息系统（GIS）技术，通过自然分水线来划分子流域，并运用克里金插值法来估算各子流域中心点的降雨量，以此替代传统的面雨量计算方法，从而提高降雨数据的精度和空间分辨率。 在模型的核心部分，作者采用了三种不同的方法来处理产流、直接径流和基流过程： 1. **初损后损法**：这是一种常见的产流计算方法，它假设降水首先在地表形成暂时储存，然后逐渐转化为径流。初损代表降水初期损失的部分，而后损则指后续降水损失。 2. **分布式单位线**：这种模型考虑了流域内不同区域的下渗能力差异，用分布式的方式来构建单位线，可以更准确地反映流域的径流响应。 3. **指数消退模型**：用于模拟地下水的补给和释放过程，通过指数函数描述基流的衰减特性，能更好地刻画地下水对径流的贡献。 为了考虑洪水特性对河道汇流模型参数的影响，论文还引入了**动态参数马斯京根模型**。马斯京根模型是一种广泛应用的滞后效应模型，用于模拟河流系统中的洪水传播。在本研究中，模型参数不是固定的，而是根据洪水特性的变化进行动态调整，以提高模型的适用性和预测准确性。 在河南省干江河流域的应用结果显示，该模型在29场洪水中表现出较高的预测精度。其中，洪峰流量的相对误差小于20%的占93%，洪量相对误差小于20%的占97%，峰现时间误差小于2小时的达到了100%，确定性系数大于0.7的占90%。这些数据表明模型在实际应用中具有较高的可靠性和实用性。 这篇论文提供了一个集成GIS、DEM和多种水文模型的框架，对于理解和改善流域水文过程的模拟，特别是在洪水预警和水资源管理方面，具有重要的理论和实践意义。同时，它也强调了动态参数在水文模型中的重要性，为未来的水文建模研究提供了新的思路。