《流域水文模型》教学大纲

1、流域水文模型Watershed Hydrological Modeling一、课程基本情况课程类别：专业方向课课程学分：2学分课程总学时：32学时，其中讲课：22学时，实验：10学时课程性质：选修开课学期：第7学期先修课程：水文学原理、水力学、水文预报、水文分析及水力计算、水文气象统计、普通水文气象学适用专业：大气科学（水文气象方向）教材：徐宗学等，水文模型（第1版），科学出版社，2009。开课单位：水文气象学院水文气象学系二、课程性质、教学目标和任务流域水文模型是20 世纪初发展起来的一种新技术，经历了由系统模型到概念性模型再到物理模型、由集总式模型到分布式水文模型的发展过程。凭借已有的相关

2、水文理论知识对流域上发生的水文过程进行数学建模，使其在计算机上实现，对水文过程进行模拟。这种技术在解决水文实际问题与进行水文规律研究上起着显著的作用；该课程是大气科学（水文气象方向）专业的选修课程。通过课程学习，可以掌握水文模拟以及预报方法的基本原理和建模技术，包括：产汇流基本理论、下渗理论及模型、蓄满产流模型、超渗产流模型、蒸散发模型、河道流量演算、降雨径流流域模型、模型结构的建立及各种模型中参数的确定和率定，培养学生利用模型解科学和生产实际问题的初步能力。教学内容和要求第1章绪论（4学时）1.1 流域水循环概念（1 学时）（1）了解水循环的概念；（2）理解并掌握流域水循环的概念及其组成部分

3、；（3）掌握水量平衡的概念及其数学表达形式、径流系数的相关概念；重点：水循环的概念，水量平衡的概念及其数学表达形式难点：径流系数的相关概念，影响水文循环的主要因子及其物理机制1.2 流域水文模型的分类（2学时）（1）了解流域水文模型的发展与应用历史；（2）理解流域水文模型的概念、基本形式及原理；（3）掌握流域水文模型的分类与各自特点；重点：水文模型的分类难点：集总式模型和分布式模型的特点1.3 流域水文模型的参数率定（1学时）（1）了解流域水文模型参数的率定和检验过程；（2）掌握不同类型水文模型参数率定的手段和方法；重点：不同类型水文模型参数率定的手段和方法第2章流域与流域水文循环（6学时）2

4、.1流域与水系（2学时）（1）了解流域与水系概念；（2）理解流域和水系的划分原理；（3）掌握流域的主要特征，包括自然地理特征、几何特征、结构特征和社会特征；重点：流域、水系的概念难点：流域和水系的划分原理，流域结构特征2.2 数字化流域（4学时）（1）了解数字化流域的概念；（2）理解数字化流域的建模与数据来源；（3）掌握数字高程模型的概念及其优点，土壤、植被、河流水系等数字化信息构建步骤；重点：数字化流域、水系的概念难点：数字高程模型，数字化流域模型的基本框架第3章 Nash模型（2学时）3.1 Nash模型简介（1学时）（1）了解Nash模型背景；（2）掌握Nash模型基本原理及结构形式；重

5、点：Nash模型参数的结构形式难点：无3.2 Nash模型的构建与参数率定（1学时）（1）理解Nash模型构建的方法；（2）掌握模型参数的率定方法；重点：Nash模型构建的方法难点：模型参数的率定方法第4章新安江模型（4学时）4.1 新安江模型简介（1学时）（1）了解新安江模型的发展历史；（2）掌握新安江三水源模型的结构；重点：新安江三水源模型的结构4.2新安江模型的构建与参数率定（3学时）（1）理解线性水库不同单位时段的出流系数转换；（2）掌握模型的参数调试；重点：线性水库不同单位时段的出流系数转换难点：三水源模型的参数性质及调试方法第5章 SHE模型（4学时）5.1 SHE模型简介（1学时

6、）（1）了解SHE模型的基本特点；（2）掌握SHE模型结构和组成部分，以及各参数的意义；重点：模型结构和组成部分难点：模型参数的物理意义5.2 SHE模型构建（2学时）（1）了解SHE模型输入的数据结构，与GIS及其他数据格式之间的转换方法；（2）掌握SHE模型参数初值的确定方法；重点：模型数据结构，参数初值的确定方法难点：与GIS及其他数据格式之间的转换方法5.3SHE模型的参数率定与结果显示（1学时）（1）了解SHE模型的各参数的敏感性；（2）理解SHE模型的的参数率定方法；（3）掌握模型的运行步骤与结果显示；重点：模型参数的敏感性难点：参数率定的方法与运行步骤第6章水文模型选择及评价（2

7、学时）（1）了解水文模型选取的几个关键因素；（2）理解模型评价的两个主要方面（不确定性评价和适用性评价）；（3）掌握模型不确定的来源和不确定性研究的方法；重点：选择水文模型的几个关键因素难点：水文模型评价与不确定性分析四、课程考核（1）课程论文：2篇；上机分组操作：3次（2）考核方式：课程论文与上机实验成绩（3）总评成绩计算方式：平时成绩(10%)、课程论文成绩（30%）以及实验成绩(60%)等综合计算五、参考书目（1）贾仰文等，分布式流域水文模型原理与实践（第1版），中国水利水电出版社，2005；（2） HYPERLINK /s/ref=ntt_athr_dp_sr_1?_encoding=

8、UTF8&field-author=Paul%20J.%20Wood&search-alias=books&sort=relevancerank Paul J. Wood, et al， Hydroecology and Ecohydrology：Past, Present and Future，Wiley Press，2008；（3）Peter S. Eagleson， Ecohydrology，Cambridge University Press，2002；（4）Keith J. Beven， Rainfall-Runoff Modelling，Wiley Press，2003；（5）孙菽芬，陆面过程的物