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水利工程论文-物理成因产沙模型研究中亟待解决的几个问题.doc

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水利工程论文-物理成因产沙模型研究中亟待解决的几个问题.doc

水利工程论文-物理成因产沙模型研究中亟待解决的几个问题摘要:剖析了HUM-1、THU和CSU三个国内外有代表性的物理成因产沙模型的结构、特点和存在的问题,分析了物理成因产沙模型应该考虑和解决的主要水沙物理过程,指出该类模型当前急需解决的六个问题和基本思路。关键词:物理成因产沙模型模型结构泥沙输移参数区域规律水土保持1引言流域侵蚀产沙模型是对流域内土壤侵蚀和泥沙输移现象的概化和近似表达,包括统计模型和物理成因模型两大类。前者基于大量的实测气象、水文、泥沙观测资料,经统计分析得到。又可分单位线法、经验方程和随机模型等,其中,以经验方程形式多样,研究和应用最多;后者以流域上实际发生的水沙物理过程为基础,用一个或多个数学方程加以描述并用一定的数值方法加以求解,参数具有物理意义。又可分为集中性模型和分散性模型。经验性模型是根据实际资料应用统计相关的方法建立起来的,其结构简单,使用方便,在制定公式使用的资料范围内有足够的精度,在实际生产中得到了广泛的应用。但它们缺乏充分的物理基础,外延效果差,在作地区移用和向设计条件延伸时精度难以控制,不能反映侵蚀产沙的时空变化过程和人类活动影响后所发生的变化。物理过程模拟模型试图对流域内发生的侵蚀产沙过程进行概化和近似,并用数学方程描述流域上侵蚀产沙的主要物理过程,再用比较严格的数值解法计算水沙运动过程。模型的物理基聪强,外延精度高,有利于地区移用和向设计条件延伸,可以模拟侵蚀产沙的时空变化,并可通过参数反映人类活动影响后水沙的变化。鉴于此,物理成因产沙模型的研究与应用为大家所重视,国内外有关学者都在探索研制当中,近20年来发展很快,代表性的模型有美国的CSU、ANSWERS、FESHM、ARM和中国的HUM-1、THU等模型。本文着重剖析了HUM-1、THU和CSU三个典型的分散性物理成因模型,通过分析比较,指出当前物理成因模型研究中亟待解决的若干问题。2典型模型的剖析根据反映模型结构的参数不同,物理成因模型又分为集中性模型和分散性模型。如美国的Stanford、ARM等模型都可归结为用许多模型参数来处理每一个单元上有意义的那一部分面积,考虑的因素较多,较全面,参数多,成因性更强。而CSU、HUM-1、THU和ANSWERS等模型是分散性的,它们把流域划分成许多较小的均匀元素,在每一个均匀子流域上都有反映影响水文和侵蚀过程诸如土壤、植被、土

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