降雨-徑流關(guān)系

降雨-徑流關(guān)系，徑流量與形成該徑流量的雨量及其他影響因子(如降雨強(qiáng)度、前期流域干濕程度等)之間的相關(guān)關(guān)系。一般以相關(guān)圖形式表示,也有用數(shù)學(xué)公式表示。常用的有年降水-[/glossterm]徑流關(guān)系和次降水-[/glossterm]徑流關(guān)系。主要用于由已知的雨量推算可產(chǎn)生的徑流量,是水文分析和計(jì)算的重要工具之一。

從降水（暴雨）到水流匯至流域出口斷面的整個(gè)動(dòng)態(tài)物理過程錯(cuò)綜復(fù)雜。徑流形成過程及其各部分的關(guān)系，可用框圖表示。一部分雨水以徑流的形式匯集到流域出口，另一部分經(jīng)由蒸散發(fā)返回大氣，通常把不轉(zhuǎn)化為徑流的那一部分雨水稱為損失。一次降雨過程的總雨量扣去損失就得徑流量，也成凈雨量。凈雨向流域出口斷面的匯集過程，則稱流域匯流。

1.1 降雨徑流預(yù)報(bào)方法

降雨徑流預(yù)報(bào)一般分兩個(gè)階段處理：（1）產(chǎn)流量預(yù)報(bào)，推求流域內(nèi)一次降水產(chǎn)生的徑流量。（2）流域匯流預(yù)報(bào)，推求徑流量在流域出口斷面處的時(shí)程分配過程。

20世紀(jì)30年代初，R.E.霍頓建立的下滲理論和L.R.K.謝爾曼提出的單位線原理，為把降雨徑流過程分為兩個(gè)階段進(jìn)行預(yù)報(bào)奠定了基礎(chǔ)。由此發(fā)展了各種預(yù)報(bào)方法，如產(chǎn)流量預(yù)報(bào)中的降雨徑流相關(guān)法、初損后損法、下滲曲線法、以及流域匯流預(yù)報(bào)中的經(jīng)驗(yàn)單位線、瞬時(shí)單位線、綜合單位線和地貌單位線、瞬時(shí)單位線、綜合單位線和地貌單位線等方法。不少復(fù)雜的流域水文模型也是這些概念為基礎(chǔ)逐步發(fā)展形成的。

1.2 影響流域降雨徑流過程的因素

可以分為氣象因素和下墊面因素兩類。

氣象因素主要是降雨強(qiáng)度、歷時(shí)及時(shí)空分布，溫度、濕度、風(fēng)等；下墊面因素包括前期土壤含水情況、土壤類型、植被、土地利用、地形、流域形狀、河槽特征、湖泊度等。對(duì)于一個(gè)具體流域，下墊面因素除土壤含水情況外都比較固定，它們的影響綜合體現(xiàn)在流域單位線形狀上，在某些情況下，雨強(qiáng)及降雨空間分布的不均勻性對(duì)單位線有顯著的影響，故實(shí)際工作中常以雨強(qiáng)為指標(biāo)或按暴雨中心位置將單位線分型。氣象因素及前期土壤含水情況、植被等具有明顯的時(shí)變特性，在不同程度上對(duì)降雨產(chǎn)流起著制約作用。20世紀(jì)50年代廣為使用的降雨徑流合軸相關(guān)圖，就是結(jié)合流域具體情況，通過一定成因分析，挑選主要影響因素作為參數(shù)而建立的統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系。其中流域前期土壤含水情況，難以用數(shù)學(xué)方程準(zhǔn)確地定量描述，常用前期影響雨量間接表達(dá) 。

譯著序言

原著序言

第1章　追本溯源：降雨過程與模擬步驟

1.1　為什么要用模型"para" label-module="para">

1.2　怎樣使用本書

1.3　模擬步驟

1.4　流域水文認(rèn)知模型

1.5　水流過程與地球化學(xué)特性

1.6　產(chǎn)流與徑流演進(jìn)

1.7　選擇概念模型的問題

1.8　模型率定和驗(yàn)證問題

1.9　本章要點(diǎn)

第2章　降雨一徑流模型的演變：適者生存

2.1　起點(diǎn)：推理方法

2.2　實(shí)際預(yù)報(bào)：徑流系數(shù)和時(shí)間轉(zhuǎn)換

2.3　單位過程線的變異

2.4　早期的數(shù)字計(jì)算機(jī)模型：斯坦福流域模型及其派生模型

2.5　基于分布過程描述的模型

2.6　基于分布函數(shù)的簡(jiǎn)化分布式模型

2.7　最近的進(jìn)展

2.8　本章要點(diǎn)

方框2.1　線性、非線性與非平穩(wěn)性

方框2.2 新安江/Arno/VIC模型

方框2.3　控制量與微分方程

第3章　用于降雨一徑流模擬的資料

3.1 降雨資料

3.2　流量資料

3.3　氣象數(shù)據(jù)、截留和蒸散發(fā)估算

3.3.1　估算潛在的蒸散發(fā)

3.3.2　林冠截留水分的蒸發(fā)

3.3.3　實(shí)際蒸散發(fā)直接估算

3.4　氣象資料與融雪估算

3.5　流域內(nèi)氣象數(shù)據(jù)分布

3.6　其他水文變量

3.7　數(shù)字高程數(shù)據(jù)

3.8　地理信息與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

3.9　遙感數(shù)據(jù)

3.10　本章要點(diǎn)

方框3.1　估算蒸散發(fā)率的Penmar-Monteith組合方程

方框3.2　估算截流損失

方框3.3　用度一日法估算融雪

第4章　使用基于數(shù)據(jù)的模型預(yù)報(bào)水文過程

4.1　數(shù)據(jù)的可用性與經(jīng)驗(yàn)?zāi)M

4.2　經(jīng)驗(yàn)回歸方法

4.3　轉(zhuǎn)換函數(shù)模型

4.3.1 IHACRES模型

4.3.2　利用轉(zhuǎn)換函數(shù)表述基于數(shù)據(jù)機(jī)制的模型

4.4　個(gè)案研究：在威爾士Llyn Briane區(qū)的C16流域的DBM模擬

4.5　TFM軟件

4.6　非線性與多輸入轉(zhuǎn)換函數(shù)

4.7　轉(zhuǎn)換函數(shù)的物理推導(dǎo)

4.7.1　使用河網(wǎng)寬度函數(shù)

4.7.2　地貌單位線(GUH)

4.8　在洪水預(yù)報(bào)中使用轉(zhuǎn)換函數(shù)模型

4.9　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概念的降雨—徑流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?

4.10　本章要點(diǎn)

方框4.1　線性轉(zhuǎn)換函數(shù)

方框4.2　利用轉(zhuǎn)換函數(shù)來推斷有效降雨

方框4.3　轉(zhuǎn)換函數(shù)時(shí)變參數(shù)估計(jì)

第5章　基于過程描述的分布式模型

5.1　分布式模型的物理基礎(chǔ)

5.1.1　表層流

5.1.2　地表徑流與河道流量演算

5.1.3　截留、蒸散發(fā)及融雪

……

第6章　基于水文相似性與分布函數(shù)和降雨——徑流模型

第7章　參數(shù)估計(jì)與預(yù)報(bào)不確定性

第8章　洪水預(yù)報(bào)

第9章　氣候及土地利用變化對(duì)水文影響的預(yù)測(cè)

第10章　重復(fù)模型選擇問題

附錄A　演示軟件

附錄B　術(shù)語表

參考文獻(xiàn)

譯者后記 2100433B

本書對(duì)1975年以來有關(guān)降雨－徑流模型作了全面的介紹和概括。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)性能和空間數(shù)據(jù)庫突飛猛進(jìn)的發(fā)展，使得現(xiàn)今的建模人員有了前所未有的可用技術(shù)資源，早期的建模人員沒有料到，用計(jì)算機(jī)模型可輕易表述有著諸多難題的水文過程。本書既為初學(xué)者提供一個(gè)初級(jí)讀本，又為水文技術(shù)和開發(fā)人員提供了詳盡而實(shí)用的各種技術(shù)方法；其詳盡地介紹了各種降雨－徑流模型，包括用于實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)以及用于預(yù)報(bào)土地利用和氣象變化影響的模型等，并給了一些應(yīng)用實(shí)例。本書首次為初學(xué)者引入了在預(yù)報(bào)中應(yīng)用不確定性評(píng)估方法，成為進(jìn)行水文預(yù)報(bào)的實(shí)用工具。

本書可供初學(xué)者、大學(xué)高年級(jí)學(xué)生和研究生、水文研究和咨詢?nèi)藛T、環(huán)保機(jī)構(gòu)等閱讀參考。