计算产流量的模块

新安江模型通常适用于南方湿润地区，该模型是我国第一个完整的概念性流域水文模型，在浙江省新安江流域首先使用，并在南方湿润地区经长期使用和完善，已经相对成熟。这里主要是运用其蓄满产流模块和三层蒸发模块进行相关逐时净雨和产水量。

1.蓄满产流模块

当流域任何一点的土壤在未达到蓄满之前不产流，所有的降水都被土壤所吸收，当土壤包气带的含水量达到田间持水量时该点即产流。田间产流量得到满足之后，所有的降水(扣除雨期蒸发)都产流。考虑到流域上各点土壤的蓄水能力不同，采用一条蓄水容量—面积分配曲线描述这种不均匀性。蓄水容量—面积分配曲线是指产流面积随蓄水容量而变化的累积频率曲线，应用该曲线可以确定降雨空间分布均匀情况下蓄满产流的中总径流量。

大量经验表明，蓄水容量曲线可以近似看成一条指数曲线，如图3.4所示。由下面的公式描述，即

图3.3　半日潮产流计算模块结构框图

式中 b——常数。

b反映了流域包气带蓄水容量分布的不均匀性，b值越小表示蓄水容量分布越均匀，当b=0时表示流域内包气带蓄水容量均匀不变，而b值越大表示越不均匀。根据式(3.1)，流域平均蓄水容量WM为

图3.4　蓄水容量曲线

初始土壤含水量为

解得初始含水量对应的最大蓄水容量α为

因此，在初始土壤含水量为W的条件下，降雨量PE对应的产流量可由下列计算式求得。

在全流域蓄满前，即α+PE≤WMM，由上式可得

全流域蓄满之后，即α+PE≥WMM，降雨扣除损失后，全部用于产流，即

式中 WM，WMM——流域平均蓄水容量和最大土壤含水量；

PE，R——净雨量和相应的径流深；(www.xing528.com)

b——反映了流域蓄水容量分布的不均匀程度。

浙江东部沿海湿润地区，年内雨量充沛，植被条件良好，地下水埋深较浅，水量丰富；场次洪水过程多呈陡涨缓落，退水时间较长。从流域的气象条件、下垫面和流量过程分析可知，该地区符合蓄满产流的使用条件，可以按照蓄满产流理论和方法建立产流量预报方案。

2.三层蒸发模块

通常情况下，土壤蒸发量是流域蒸发的主要组成部分。新安江模型的土壤蒸发计算采用三层蒸发模型，模型结构如图3.5所示。该模型认为，表层土壤含水量因蒸发而减少的水量可以通过毛细管形式由下层得到充分的补充。所以，表层土壤的蒸发主要受制于气象因素，可以认为等于流域蒸发能力。随着表层土壤水不断减少，上层土壤毛细管水开始断裂，下层土壤水对上层的供水速率开始降低，并随着土壤含水率的降低，毛细管断裂程度变得严重。因此，这阶段的蒸发量除受气象因素的影响，还受到土壤含水率的影响。当土壤含水率进一步减少在某一临界值后，土壤只能以水汽扩散的形式由地下水慢慢向上运动，主要影响因素是气象因素和地下水的埋深。

根据上述理论描述，三层蒸发公式如下。

当P+WU＞EP时，有

当WU+P＜EP，WL≥C·WLM时，有

图3.5　三层蒸发模型

当WU+P＜EP，C·(EP—EU)≤WL＜C·WLM时，有

当WU+P＜EP，WL＜C·(EP—EU)时，有

式中 EU——上层蒸发量；

WLM——下层容量；

EL——下层蒸发量；

WU——上层含水量；

ED——深层蒸发量；

WL——下层含水量；

C——深层蒸发系数。