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NAM模型:降雨径流预测工具的全面解析

【摘要】:DHI的MIKE 11模型系统包括降雨径流NAM模型、一维水动力学模型和实时校正模型。NAM模型是丹麦语“降雨径流模型”的缩写,1973年,丹麦理工大学水力及动力工程学院首次提出该模型,目前已在全世界范围内得到广泛应用[1,2]。论文研究降雨径流NAM模型对雁栖河流域出口径流量的模拟与预测。NAM模型把每一个子流域作为一个模拟单元,单元内的参数和变量采用单元内的平均值。

DHI的MIKE 11模型系统包括降雨径流NAM模型、一维水动力学模型和实时校正模型。NAM模型是丹麦语“降雨径流模型”的缩写,1973年,丹麦理工大学水力及动力工程学院首次提出该模型,目前已在全世界范围内得到广泛应用[1,2]论文研究降雨径流NAM模型对雁栖河流域出口径流量的模拟与预测。

MIKE 11降雨径流模型(NAM)是一个集总式的确定性概念模型,对降雨产流和汇流进行模拟。它将土壤含水量分成积雪储水层(Snow Storage)、地表储水层(Surface Storage)、浅层或根区储水层(Lower Zone Storage)和地下水储水层(Ground Water Storage)四个部分,分别进行连续计算,以模拟流域中各种相应的水文过程[3,4]

NAM模型作为MIKE 11河流模型系统的一部分,可以独立应用,也可以模拟一个或者多个集水区为水力学河网添加区间入流。这样,NA M模型可以模拟单个集水区;对于大的河流流域也可以在同一个模型结构中包含数个子流域和复杂的河网。

NA M模型的主要参数包括:地表储水层最大含水量U max,根区储水层最大含水量L max,坡面流汇流系数CQOF,壤中流汇流时间C KIF,坡面流汇流时间CK 1,2,坡面流产流临界值TOF,壤中流产流临界值TIF,根区地下水补给临界值TG和基流汇流时间CKBF。模型的初始条件包括开始时刻流域地表储水层和根区储水层的土壤相对含水量,以及坡面流、壤中流和基流的初始值。

模型的输入包括降雨、蒸发和气温(仅在考虑融雪时需用)。NAM模型把每一个子流域作为一个模拟单元,单元内的参数和变量采用单元内的平均值。因此气象资料的给定也是单元内的平均值,以各雨量站的不同面积权重系数进行计算。由于NAM模型是一个概念性的集总式模型,所有模型参数都有一定的物理概念,但是无法通过实测获得,因此模型参数必须通过河道站流量资料进行率定[5,6]