WEP模型的开发与分布式流域水循环模拟(1)程力(2)

三、分布式流域水循环模拟面临的难题与对策

分布式流域水循环模拟在我国推广应用所面临的主要难题有：（1）水文变量及参数的空间变异性与尺度问题。我国流域尺度大、人类活动影响深。可根据流域不同地区的地形地貌特点，分区选取不同的计算网格步长，然后根据网格内土壤等参数的概率分布规律考虑其空间变异性对产汇流的影响。（2）水循环的动力学机制的描述和计算量大之间的矛盾。水循环的许多过程如降雨时的入渗和地表径流过程变化快，描述这些过程常需要日以下的时间步长。如果所有过程所有时期均采用很短的时间步长，计算量将很大。因此，采用变时间步长，即针对不同过程及同一过程的不同时期采用不同的时间步长，将是缓解矛盾的对策之一。（3）下包气带过厚滞后了降雨对浅层地下水的补给问题。我国许多地区特别是干旱半干旱地区的浅层地下水位往往很深，和地表之间存在很厚的包气带，滞后了降雨对浅层地下水的补给。可通过典型调查和观测，采取滞后曲线法、储留函数法等方法来解决。（4）资料收集难与数据不足问题。分布式水循环模拟需要大量的基础数据。虽然我国的水文气象观测、地质调查与资料整编等基础工作开展较早、质量较高，但目前仍存在资料收集难与数据不足问题。

四、结束语

分布式流域水循环模拟和gis、dem和各类遥测技术相结合，解决水资源评价、洪水预报调度、水土流失、水污染以及水生态等各种生产实际问题，近年来已成为跨学科的国际研究前沿。国际水文学会（iahs）2002年将“观测资料缺乏流域的预测（pubs）”提议为下一个国际水文十年研究计划。欧美国家已开发出分布式流域水循环模拟与流域水资源管理、污染物运移或土壤侵蚀流失计算等耦合的应用系统，如美国usgs 的mms 系统、欧洲的shetran模型等。因此，加快开发适应我国自然地理特征与气候特点的各类基于gis的耦合式应用系统显得十分重要。此外，考虑到我国流域尺度大、人类活动影响深、环境复杂多变的实际情况，虽然传统的以率定参数为本的集总式水文模型无法客观地描述产汇流机制和预测人类活动带来的影响，但完全按数学物理方程模拟又受计算量的限制和尺度问题的困扰，因此基于物理概念和变时空步长的分布式流域水循环模型将是未来的发展方向。

参考文献

[1] singh v.p. and d.a woolhiser, mathematical modeling of watershed hydrology，journal of hydrologic engineering, asce, aug.，2002，vol.7, no.4, 270-292

[2] jia yangwen, guangheng ni, yoshihisa kawahara and tadashi suetsugi, development of wep model and its application to an urban watershed, hydrological processes, may, 2001, vol.15, 2175-2194

[3] jia y., g. ni, t. kinouchi, j. yoshitani, y. kawahara and t. suetsugi, assessing the effects of infiltration and storm-water detention facilities in an urban watershed using a distributed hydrological model, proc. of 29th congress of international association of hydraulic research (iahr), beijing, china, sept., 2001, theme c, pp.379-384

[4] jia yangwen and nobuyuki tamai，integrated analysis of water and heat balances in tokyo metropolis with a distributed mode，j. japan soc. hydrol. & water resour. , march, 1998, vol.11 no.2, pp.150-163

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