线性分布式流域汇流模型在水文学原理（第2版）中的研究成果

自然界的河川流域中，降雨的空间分布和时间分配一般都不均匀，造成了净雨的空间分布和时间分配变化；同时由于流域内各处的植被、土壤、地形和地质条件各不相同，使得各处的地表、壤中和地下径流也各不相同；而且流域各个部分对净雨的调蓄作用也有明显差异，这些因素的共同作用导致流域汇流过程极其复杂。

同一流域两次降雨面平均降雨量基本相同，但流域降雨空间分布不同，一次暴雨中心在上游，而另一次暴雨中心在下游，所形成的洪水过程线差异较大，见图10.13。另一径流实验场集水面积仅0.024km2，两次总雨量分别为24.8mm和26.6mm，大致相当，而雨强差异较大，前者22.4mm／h而后者仅4.7mm／h，所形成的洪峰和过程线形状大不相同，地下径流所占比例也不相同，如图10.14所示。两个不同流域比较，甲流域1203km2，乙流域1072km2；甲流域降雨量48mm，乙流域39mm；二者植被状况大体相近，但下垫面前者为土壤，后者为有裂隙溶洞的石灰岩；造成洪峰及地下径流比例差异较大，前者洪峰为577m3／s，后者为342m3／s；前者地下径流占17.4%，后者占43.1%；如图10.15所示。综上所述，将流域作为一个整体，采用10.3节所述汇流计算途径较难处理流域内净雨的空间和时程变化以及各种水源成分及流域调蓄作用的差异。

图10.13　暴雨空间分布对流域汇流影响示意图

图10.14　雨强对汇流影响示意图(www.xing528.com)

图10.15　不同下垫面流域雨洪过程示意图

分布式流域汇流模型把流域划分为若干块，称为子流域或单元面积，并使各个单元内的植被、土壤、地形和地质条件尽可能均一。这样，每一单元可采用各自的降雨过程，通过产流计算出各自的净雨过程，而处理了流域内净雨的空间变化问题，每一单元可采用各自的蓄泄关系并考虑单元内水库、塘坝作用，从而也处理了各单元净雨时程分配和调蓄作用问题。显然，单元面积越小，就越接近实际降雨和净雨分布情况，汇流过程模拟也就越准确。由于线性分布式流域汇流模型考虑因素相对全面，应用较为灵活，且较为适合现有资料条件。线性分布式流域汇流模型的基本结构如图10.16所示。

图10.16　线性分布式流域汇流模型结构框图

线性分布式流域汇流模型有多种形式，单元可按照雨量测站控制面积划分，也可按照天然小流域划分；各单元内汇流计算以及各单元流量向流域出口断面的演进也可采用不同线性方法。本节仅讨论几种典型方法。