SWAT模型不同气象条件的配置

在进行气候变化的水文响应分析时,我们常常需要在swat模型中更新气象数据,然后模拟不同气象条件下的水文响应差异。当然,很直接的方法是在arcswat中重新加载新的气象数据,然后进行一步一步设置进行模拟即可,但这样很费时间,所以这里我讲一种较简单的方法。例如1980-1989和1990-1999两个不同的气象条件进行模拟,其它条件一样。分两步模拟后期的水文过程:

第一步,将前期的txtinout文件夹复制出来,粘贴到后期的文件夹中

第二步,将后期生成的气象数据如.pcp文件,.wnd,.hmd等等,复制并覆盖到后期的文件夹中。这里后期的气象数据也是通过arcswat加载生成的。[……]

Read more

圣维南方程组

1. 简介

描述水道和其他具有自由表面的浅水体中渐变不恒定水流运动规律的偏微分方程组。由反映质量守恒律的连续方程和反映动量守恒律的运动方程组成。1871年由法国科学家A.J.C.B.de圣维南提出,故名。
一百多年来,虽然为了考虑更多的因素和实际应用方便对它的基本假定作了某些简化或改进,产生出多种不同的表达形式,但其实质没有变化。主要进展表现在求解方法的改进和创新。1877年法国工程师克莱茨提出了瞬态法。1938年苏联С.А.赫里斯季安诺维奇提出另一类解法──特征线法。但均因计算量较大,不得不进行各种简化处理,使实际应用受到限制。自50年代以来,随着电子计算机的普及,研究和提出了一[……]

Read more

坡面地表汇流的连续方程推导

将地表抽象为平缓的三角形边坡。现在任意取长为Δx的微小坡段,图中Q(x)为坡段入口处(x)处的流量,Q(x+Δx)为坡段出口(x+Δx)处的流量,q为单位长度的侧向径流量,即单元净雨产生的地表径流(没有壤中流)。
则坡面汇流的连续方程的推导如下:

[……]

Read more

河道汇流连续方程推导

现在任意取长为Δx的微小河段,图中Q(x)为河段入口处(x)处的流量,Q(x+Δx)为出口(x+Δx)处的流量,q为单位长度的侧向径流量,包括该单元净雨产生的地表径流和从其它单位汇入的壤中流。

则根据质量守恒定律,可以得到下面的推导:
这就是著名的圣维南方程组的中的连续方程。该式表示河道非恒定流中,流量沿程的变化率与过水断面随时间变化率之和等于单位长度的侧向汇流流量。
在明渠恒定流时,由于水面的坡度不断随时间变化,故断面上的水文-流量关系成单值关系,即一个水位对应一个固定的流量。而对于非恒定流,则同一水位下明渠断面上的水文与流量之间呈多值关系。例如,涨水过程中[……]

Read more

曼宁公式

曼宁公式是一个估测液体在开放管道(即明渠流)或非满管流中平均速度的经验公式。开放管道中的液体是因重力而流动。曼宁公式最早是由法国工程师Philippe Gauckler在1867年提出,在1890年爱尔兰工程师罗伯特·曼宁也提出相同的公式。

Manning formula:
其中:
  • V为截面的平均速度(L/T,ft/s或m/s)
  • k是转换系数,因次L1/3/T,国际标准制为1 m1/3/s,若用美制,则是1.4859 ft1/3/s(注:(1 m)1/3/s = (3.2808399 ft) 1/3/s = 1.4859 ft1/3/s)();
  • n为Gauckler[……]

    Read more

单位线法

1. 概述:

在给定的流域下,单位时段内均匀分布的单位地面(直接)净雨量,在流域出口断面形成的地面(直接)径流过程线,称为单位线。单位线主要用于推求洪峰流量的过程。单位净雨量通常取雨深10毫米;单位历时可以是一个时段如1小时、3小时、6小时等,也可以是瞬时,即净雨历时趋于无限小的情况。相应于前者的单位线称为时段单位线,相应于后者的称为瞬时单位线。[百度百科]http://baike.baidu.com/view/1572309.htm
2. 基本假设
将流域看线性系统,即流域满足倍加性和叠加性
(1)倍比性
 如果单位时段内的净雨不是一个单位而是k个单位,则形成的流量过程是单[……]

Read more

DHSVM七大模块

DHSVM共包括七大模块:蒸散发模块(ET)、双层地表积雪模块(TWO-LAYER GROUND SNOWPACK MODEL )、冠层截雪和释放模块(CANOPY SNOW INTERCEPTION AND RELEASE )、不饱和土壤水分运动模块(UNSATURATED SOIL MOISTURE MOVEMENT )、饱和土壤水分运动模块(SATURATED SUBSURFACE FLOW)、坡面汇流(地表径流)模块(OVERLAND FLOW)、河道汇流模块(CHANNEL FLOW )

1. 蒸散发模块

模型采用双冠层模型模拟网格内的蒸散发。流域内的每个网格都包含一个上[……]

Read more

DHSVM的概况

1. 背景:

环境决策需求使分布式水文模型的应用更加广泛。分布式水文模型的应用有两点好处:一是方便用于数据稀少区的土地利用变化或气候变化的分析;二是方便应用当前的空间数据产品或实时点观测数据。DHSVM作为一种具有物理基础的分布式水文模型,他能够在DEM数据的空间尺度上对蒸散发、积雪、土壤水及径流的空间分布进行动态描述。目前,该模型广泛用于水文分析和模拟,气候变化和水文变化之间的相互作用分析,林地管理措施对水文的影响分析等。
2. 模型概况
分布式水文-植被-土壤模型(The Distributed Hydrological Soil Vegetation Model,简称DHSVM[……]

Read more