時(shí)間步長(zhǎng)和產(chǎn)匯流方法對(duì)小流域次洪模擬的影響

趙娜 趙雪花 祝雪萍

摘要：為研究半干旱半濕潤(rùn)流域復(fù)雜產(chǎn)流機(jī)制下不同時(shí)間步長(zhǎng)和產(chǎn)匯流方法對(duì)次洪模擬的影響，選取北張店流域?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)1993～2005年具有代表性的12場(chǎng)次洪降雨徑流資料，利用HEC-HMS模型分別以10，15，20 min為時(shí)間步長(zhǎng)，采用2種方案進(jìn)行模擬計(jì)算并對(duì)比分析結(jié)果。方案1為初損穩(wěn)滲法+Clark單位線(xiàn)法;方案2為格林-安普特法+SCS單位線(xiàn)法;河道匯流演算均為馬斯京根法，基流計(jì)算均為指數(shù)消退法，結(jié)果表明：時(shí)間步長(zhǎng)的選取對(duì)次洪模擬結(jié)果影響較大，兩種方案均在15 min時(shí)間步長(zhǎng)下模擬精度最高，表明時(shí)間步長(zhǎng)的選取并非是越短越精確。時(shí)間步長(zhǎng)為15 min時(shí)方案1的確定性系數(shù)（DC）均值為0.813，方案2的DC均值為0.764，且方案1在洪峰、洪量和峰現(xiàn)時(shí)差模擬方面均優(yōu)于方案2。

關(guān)?鍵?詞：時(shí)間步長(zhǎng); 產(chǎn)匯流; 次洪模擬; HEC-HMS模型; 半干旱半濕潤(rùn)流域; 北張店流域; 山西省

中圖法分類(lèi)號(hào)： P33?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.01.012

我國(guó)北方多為半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)，蓄滿(mǎn)產(chǎn)流與超滲產(chǎn)流并存[1]。由于受季風(fēng)氣候的影響，雨強(qiáng)大、歷時(shí)短，一旦遭遇洪水，具有來(lái)勢(shì)猛、水量集中、陡漲陡落等特點(diǎn)，因此半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)洪水預(yù)報(bào)一直都是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)研究區(qū)特性選擇合適的水文計(jì)算方法和時(shí)間尺度已受到了廣泛的關(guān)注。DA Zema等[2]應(yīng)用HEC-HMS模型分析了不同產(chǎn)流方法對(duì)模擬結(jié)果的影響，結(jié)果表明產(chǎn)流方法對(duì)模擬洪峰大小和峰現(xiàn)時(shí)差影響較大;Hessel R[3]應(yīng)用LISEM模型探討了時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)模擬結(jié)果的影響，結(jié)果表明隨著時(shí)間步長(zhǎng)的增大，流域降雨強(qiáng)度平均化，模擬洪峰流量減小;Ren Liliang等[4]將不同水文模型應(yīng)用在半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)，結(jié)果表明時(shí)間尺度對(duì)模型模擬的影響較大;林峰等[5]的研究成果表明模擬時(shí)間步長(zhǎng)增加，模擬峰現(xiàn)時(shí)間延遲、峰值和洪量均減小;Jin Hua等[6]將HEC-HMS模型應(yīng)用于絳河流域，結(jié)果表明該模型在該流域適用性較好，但峰現(xiàn)時(shí)差較大，還需進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)匯流方法和時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行分析以提高模擬精度。

北張店流域地處黃河流域，屬于典型的半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)，產(chǎn)匯流機(jī)制十分復(fù)雜。本文以北張店流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，基于1993～2005年具有代表性的12場(chǎng)次洪降雨徑流資料，應(yīng)用HEC-HMS分布式模型模擬研究區(qū)次降雨洪水過(guò)程，探討了不同水文計(jì)算方法在多時(shí)間步長(zhǎng)下對(duì)次洪過(guò)程模擬精度的影響。研究成果對(duì)提高半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)的洪水預(yù)報(bào)精度有重要參考價(jià)值。

1?研究區(qū)域與數(shù)據(jù)處理

1.1?研究區(qū)域

北張店流域位于山西省長(zhǎng)治市中西部，屯留縣和沁縣的交界處，地理位置為112°26′E～112°37′E，36°15′N(xiāo)～36°32′N(xiāo)，流域總面積270 km2，土壤為褐土。區(qū)域內(nèi)地勢(shì)北西南三面高、東部及中部低，水流由北西南向中部匯集后向東出境，最高海拔1 544 m，最低海拔976 m，平均海拔1 276.5 m。研究區(qū)屬于暖溫帶季風(fēng)區(qū)，具有典型的半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)氣候特征。氣候特點(diǎn)是四季分明、冬長(zhǎng)夏短、春季略長(zhǎng)于秋季、日照充足。年平均氣溫9.0℃，最高溫度37.4℃，最低溫度為-22.0℃;最大凍深70 cm，年無(wú)霜期155 d，年均日照時(shí)數(shù)2 418 h，多年平均蒸發(fā)量1 775.8 mm。北張店流域降水量年際變化較大，全流域多年平均降水量為564 mm，最大年降水量872.2 mm，最小年降水量299.1 mm，流域內(nèi)降雨屬暴雨型，強(qiáng)度大、歷時(shí)短，最大暴雨多集中在7～8月。

1.2?研究區(qū)數(shù)據(jù)預(yù)處理

根據(jù)研究區(qū)的地理位置，在地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn）下載GDEM DEM 30 m分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)，利用ArcGIS平臺(tái)提取北張店流域的DEM數(shù)據(jù)?；谘芯繀^(qū)的DEM數(shù)據(jù)，運(yùn)用內(nèi)嵌于ArcGIS軟件中的HEC-GeoHMS拓展模塊，通過(guò)填洼、計(jì)算流向、匯流等，提取出水系并將流域劃分為15個(gè)子流域（如圖1所示），最終生成HEC-HMS模型可以使用的數(shù)據(jù)。

1.3?氣象數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

利用可視化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)HEC-DSSVue建立研究區(qū)雨量數(shù)據(jù)庫(kù)和流量數(shù)據(jù)庫(kù)。將流域內(nèi)12個(gè)雨量站1993～2005年洪水期降雨徑流數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用HEC-DSSVue的數(shù)學(xué)函數(shù)功能，將時(shí)間序列數(shù)據(jù)按10，15，20 min步長(zhǎng)分別插值，最終得到每場(chǎng)降雨雨量和每場(chǎng)洪水實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)序列。

2?模型簡(jiǎn)介和方案選取

2.1HEC-HMS模型

HEC-HMS水文模型系統(tǒng)是美國(guó)陸軍工程師兵團(tuán)（US Army Corps of Engineer，USACE）水文工程中心（Hydrologic Engineering Center，HEC）開(kāi)發(fā)的新一代軟件產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于模擬樹(shù)狀流域中降雨-徑流的過(guò)程[7-8]。該水文模型基本原理是在考慮降雨空間分布不均勻性和下墊面條件非均勻性的基礎(chǔ)上，將研究流域劃分成若干子流域（或網(wǎng)格單元），在每一個(gè)子流域內(nèi)，根據(jù)其下墊面條件選定參數(shù)進(jìn)行降雨徑流過(guò)程模擬計(jì)算，然后將各子流域計(jì)算結(jié)果演算到流域出口處的流域降雨徑流過(guò)程即為HEC-HMS模型的降雨徑流概化過(guò)程。

HEC-HMS水文模型主要包括氣象模塊、流域模塊、模擬控制模塊和時(shí)間序列模塊。流域模塊中主要包括凈雨計(jì)算、直接徑流、河道洪水演算和基流4部分。每一部分都可以根據(jù)研究區(qū)情況來(lái)選取不同的計(jì)算方法，通過(guò)設(shè)置各個(gè)子流域的參數(shù)來(lái)計(jì)算。

2.2?方案的選取

本文產(chǎn)流計(jì)算模塊選取了國(guó)內(nèi)外較常用的初損常數(shù)法[9-10]和理論基礎(chǔ)充分、模擬結(jié)果較好的格林-安普特法[11]。初損常數(shù)方法只有一個(gè)參數(shù)即土壤最大穩(wěn)滲能力?fc，需要率定。而初始損失量Ia?要取決于研究區(qū)的地形地貌、土壤類(lèi)型、植被條件以及土地使用類(lèi)型等。本文按照初始損失量為總降雨量的10%～20%給出每個(gè)子流域初始參數(shù)值[15]。格林-安普特法是一種概念性下滲方法，它通過(guò)求解降雨徑流過(guò)程中的降雨損失量，來(lái)反求流域產(chǎn)流量。

直接徑流計(jì)算模塊選取了Clark單位線(xiàn)法和SCS單位線(xiàn)法。河道匯流演算大多數(shù)采用馬斯京根法和運(yùn)動(dòng)波法[12-13]。其中馬斯京根法以所用到的參數(shù)少、方便率定，在國(guó)內(nèi)外水文模擬中廣泛應(yīng)用，效果較好[14]，2種方案均選用其進(jìn)行河道匯流演算。基流計(jì)算方法有常數(shù)月變化法、指數(shù)消退法及線(xiàn)性水庫(kù)法。由于指數(shù)消退法很好地解釋了流域中的水量在無(wú)雨期間向流域河流進(jìn)行水量補(bǔ)給的過(guò)程，所以2種方案均選用指數(shù)消退法。模型組合方案見(jiàn)表1。

3?結(jié)果與分析

模擬選用8場(chǎng)降雨徑流資料進(jìn)行參數(shù)率定、4場(chǎng)實(shí)測(cè)洪水資料用于模型檢驗(yàn)。所選取的12場(chǎng)次降雨洪水的洪峰流量最小值是11.7 m3/s，最大值是158 m3/s。采用權(quán)重因子法對(duì)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，分別以10，15，20 min為模擬時(shí)間步長(zhǎng)。根據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》（GB/T22482-2008）[16]對(duì)洪峰流量相對(duì)誤差?REp、洪量相對(duì)誤差REv、峰現(xiàn)時(shí)間誤差△T和確定性系數(shù)DC共4個(gè)指標(biāo)對(duì)模型模擬精度進(jìn)行評(píng)價(jià)?。

REp=qs-q0q0×100%?（1）

REv=Qs-Q0Q0×100%??（2）

△T=Ts-T0?（3）

DC=1-ni=1[qs（i）-q0（i）]2

ni=1[q0（i）-?q0?]2??（4）

式中，?qs，q0，?q0?分別為計(jì)算洪峰流量、實(shí)測(cè)洪峰流量、實(shí)測(cè)平均洪峰流量;Qs，Q0分別為計(jì)算洪量和實(shí)測(cè)洪量;Ts，T0分別為計(jì)算

峰現(xiàn)時(shí)間和實(shí)測(cè)峰現(xiàn)時(shí)間;i?代表時(shí)間步長(zhǎng)序列。

3.1?不同時(shí)間步長(zhǎng)2種方案的模擬分析

3.1.1?方案1的模擬結(jié)果分析

次洪模擬計(jì)算步長(zhǎng)分別為10，15 min和20 min，方案1模擬誤差指標(biāo)絕對(duì)值的平均值見(jiàn)表2，圖2為12場(chǎng)次洪模擬的?DC?值。由表2、圖2可知：

（1） 從整體模擬結(jié)果來(lái)看，時(shí)間步長(zhǎng)為15 min下的模擬結(jié)果4個(gè)指標(biāo)精度均高于10 min和20 min的，10 min步長(zhǎng)模擬的精度整體高于20 min的。

（2） 從?DC?值來(lái)看，12場(chǎng)次降雨洪水中有9場(chǎng)15 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值高于10 min和20 min的，而且根據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》（GB/T22482-2008）的規(guī)定，15 min步長(zhǎng)模擬的DC值達(dá)到甲級(jí)（?DC?>0.90）預(yù)報(bào)精度的有3場(chǎng)，占25%，達(dá)到乙級(jí)（0.90>?DC?≧?0.70?）的有7場(chǎng)，占58.33%;達(dá)到丙級(jí)（0.70>?DC?≧0.50）的有2場(chǎng)，占16.7%。10 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值達(dá)到甲級(jí)預(yù)報(bào)精度的有1場(chǎng)，占8.3%，達(dá)到乙級(jí)的有5場(chǎng)，占41.7%;達(dá)到丙級(jí)的有2場(chǎng)，占16.7%。20 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值達(dá)到甲級(jí)預(yù)報(bào)精度的有0場(chǎng)，達(dá)到乙級(jí)的有5場(chǎng)，占41.7%;達(dá)到丙級(jí)的有4場(chǎng)，占?33.33%?。其中20 min步長(zhǎng)模擬的DC值浮動(dòng)較大，最大值達(dá)到了0.8以上，最小值小于0.15。

（3） 從峰現(xiàn)時(shí)差來(lái)看，15 min步長(zhǎng)模擬的峰現(xiàn)時(shí)差絕對(duì)值的平均值在0.5 h以?xún)?nèi)，10 min和20 min模擬的峰現(xiàn)時(shí)差絕對(duì)值的平均值在2 h以?xún)?nèi)。

（4） 20 min步長(zhǎng)模擬的洪峰相對(duì)誤差絕對(duì)值的均值最大，比10 min的大4.03%，比15 min的大?7.38%?，而三者洪量相對(duì)誤差絕對(duì)值均值差別不大。

因此，綜合考慮以上4個(gè)指標(biāo)，方案1計(jì)算時(shí)段為15 min的模擬效果優(yōu)于10 min和20 min的。

3.1.2?方案2的模擬結(jié)果分析

不同時(shí)間步長(zhǎng)下方案2模擬誤差指標(biāo)絕對(duì)值的平均值見(jiàn)表3，圖3為方案2的12場(chǎng)次洪模擬的?DC?值。由表3、圖3可知：

（1） 從整體模擬結(jié)果來(lái)看，時(shí)間步長(zhǎng)為15 min下的模擬結(jié)果4個(gè)指標(biāo)精度均高于10 min和20 min的。

（2） 從?DC?值來(lái)看，12場(chǎng)次降雨洪水中有10場(chǎng)15 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值高于10 min和20 min的，15 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值達(dá)到甲級(jí)預(yù)報(bào)精度的有1場(chǎng)，占8.3%，達(dá)到乙級(jí)的有8場(chǎng)，占66.7%，達(dá)到丙級(jí)的有3場(chǎng)，占25%。10 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值達(dá)到甲級(jí)預(yù)報(bào)精度的有0場(chǎng)，達(dá)到乙級(jí)的有4場(chǎng)，占33.33%;達(dá)到丙級(jí)的有5場(chǎng)，占41.7%。20 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值達(dá)到甲級(jí)預(yù)報(bào)精度的有0場(chǎng)，達(dá)到乙級(jí)的有4場(chǎng)，占?33.33%?;達(dá)到丙級(jí)的有3場(chǎng)，占33.33%。其中10 min步長(zhǎng)模擬的?DC?值浮動(dòng)較大，最高達(dá)到0.75以上，最低值小于0.2。

（3） 從峰現(xiàn)時(shí)差來(lái)看，15 min步長(zhǎng)模擬的峰現(xiàn)時(shí)差絕對(duì)值的平均值在0.75 h以?xún)?nèi)，10 min的在2 h以?xún)?nèi)，20 min的在3 h以?xún)?nèi)。

（4） 20 min步長(zhǎng)模擬的洪峰流量相對(duì)誤差絕對(duì)值均值比10 min的大2.96%，比15 min的大4.93%，洪量相對(duì)誤差絕對(duì)值均值也最大。因此，無(wú)論從洪峰相對(duì)誤差、洪量相對(duì)誤差、確定性系數(shù)以及峰現(xiàn)時(shí)差中的單個(gè)因素分析還是綜合分析，方案2計(jì)算時(shí)段為15 min的模擬效果是最優(yōu)的，其次是10 min。

根據(jù)不同時(shí)間步長(zhǎng)下方案1和方案2的研究結(jié)果可知，2種方案都是在計(jì)算時(shí)段是15 min的模擬效果最好。其原因主要是研究區(qū)屬于半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)，蓄滿(mǎn)產(chǎn)流與超滲產(chǎn)流兩種產(chǎn)流機(jī)制并存。當(dāng)降雨強(qiáng)度大、歷時(shí)較短時(shí)以超滲產(chǎn)流為主，時(shí)間步長(zhǎng)選取較長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致降雨強(qiáng)度被平均化， 超滲機(jī)制難以體現(xiàn)。而且，所形成的洪水過(guò)程線(xiàn)趨于坦化，在一定程度上影響了模型模擬效果。時(shí)間步長(zhǎng)選取較短時(shí)，降雨強(qiáng)度的均化作用就將減弱，超滲作用相對(duì)增強(qiáng)，增大了地面徑流量，導(dǎo)致所形成的洪水過(guò)程線(xiàn)過(guò)于集中，降低了模擬精度。

3.2?最優(yōu)時(shí)間步長(zhǎng)下2種方案的結(jié)果對(duì)比

計(jì)算時(shí)段是15 min時(shí)2種方案次洪模擬結(jié)果是最優(yōu)的，模擬結(jié)果見(jiàn)表4，圖4為2場(chǎng)典型的洪水過(guò)程線(xiàn)。由表4、圖4可知：2種方案下模擬的12場(chǎng)洪水洪峰流量、洪量相對(duì)誤差都在20%范圍以?xún)?nèi)，峰現(xiàn)時(shí)差都在3 h以?xún)?nèi)，確定性系數(shù)都達(dá)到0.6以上。綜合考慮洪峰、洪量相對(duì)誤差、峰現(xiàn)時(shí)差以及確定性系數(shù)4個(gè)指標(biāo)，2種方案15 min步長(zhǎng)模擬的結(jié)果都合格，合格率100%。在綜合考慮以上4個(gè)指標(biāo)后，以合格率大小作為標(biāo)準(zhǔn)，2種方案下的模擬均達(dá)到甲級(jí)（合格率≧85%）預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)。具體表現(xiàn)為：

（1） 從洪峰流量來(lái)看，方案1相對(duì)誤差絕對(duì)值均值比方案2低3.05%，有9場(chǎng)洪水的相對(duì)誤差絕對(duì)值低于方案2，占75%。方案1最大相對(duì)誤差值為?-16.15%?，最小值為0.50%，方案2相對(duì)誤差最大達(dá)到了-19.70%，最小為0.48%，表明方案1洪峰流量的模擬更為精確。

（2） 從洪量來(lái)看，方案1相對(duì)誤差絕對(duì)值均值比方案2低1.7%，有7場(chǎng)洪水的相對(duì)誤差絕對(duì)值值低于方案2，占58.33%。方案1最大相對(duì)誤差值最大為19.30%，最小為0.74%，方案2相對(duì)誤差值最大為19.16%，最小值為0%，整體來(lái)看方案1洪量的模擬更為精確。

（3） 從峰現(xiàn)時(shí)差來(lái)看，方案2只有3場(chǎng)洪水的相對(duì)誤差絕對(duì)值低于方案1，占25%，整體相對(duì)誤差絕對(duì)值的均值比方案1高16 min，而且方案1中洪號(hào)為19980714，19980821，20031011的洪水峰現(xiàn)時(shí)間與實(shí)測(cè)洪峰同步，表明方案1峰現(xiàn)時(shí)差的模擬比方案2精確。

（4） 從?DC值看，方案1中DC值均值比方案2高0.049，其中方案1有7場(chǎng)洪水的DC?值高于方案2，占?58.33%?，方案1達(dá)到乙級(jí)預(yù)報(bào)精度以上的洪水比方案2多1場(chǎng)，占8.33%。

因此，綜合考慮以上4個(gè)指標(biāo)，計(jì)算時(shí)段為15 min時(shí)方案1的模擬精度高于方案2。

半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)，降雨多為強(qiáng)度大、歷時(shí)短的類(lèi)型，加上時(shí)空分布不均勻，易形成陡漲陡落、峰高量小的洪水過(guò)程，HEC-HMS模型對(duì)該類(lèi)型的洪水模擬結(jié)果較好，如19900910場(chǎng)洪水（圖 4（a）），兩種方案模擬的精度均較高。對(duì)于20030826場(chǎng)洪水（圖4（b）），退水期降雨量雖然較少，但是實(shí)測(cè)退水段流量仍然較大、退水時(shí)間較長(zhǎng)，退水過(guò)程可能主要是以蓄滿(mǎn)產(chǎn)流為主，對(duì)于退水段流量較大且速度較慢的這類(lèi)型洪水，該模型2種方案下的模擬結(jié)果也較好，說(shuō)明HEC-HMS模型在北張店流域適用性較好。根據(jù)15 min時(shí)間步長(zhǎng)下2種方案的次洪模擬結(jié)果可知，方案1的模擬精度高于方案2。這是由于：

（1） 北張店流域?qū)儆诎敫珊蛋霛駶?rùn)地區(qū)，再加上受季風(fēng)氣候的影響，降雨多強(qiáng)度大、歷時(shí)短，多以超滲產(chǎn)流為主。方案1產(chǎn)流計(jì)算為初損穩(wěn)滲法，是計(jì)算超滲產(chǎn)流的典型方法，所需率定的參數(shù)少，計(jì)算方法簡(jiǎn)單合理，模擬結(jié)果較為精確。方案2所選用的格林-安普特法計(jì)算方法較復(fù)雜，而且由于缺少相關(guān)資料導(dǎo)致參數(shù)的選取中會(huì)出現(xiàn)一定程度的偏差，所以模擬精度相對(duì)較低。

（2） 在直接徑流計(jì)算方法中，方案1選取了Clark單位線(xiàn)法，方案2選取了SCS單位線(xiàn)法。其中SCS單位線(xiàn)法計(jì)算簡(jiǎn)單，是通過(guò)劃分的子流域，計(jì)算各子流域平均洪峰滯時(shí)。而Clark單位線(xiàn)考慮了天然河道對(duì)洪水的平移與調(diào)蓄作用，所以模擬的峰現(xiàn)時(shí)差精度更高。

4?結(jié) 論

（1） 半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)降雨強(qiáng)度大、歷時(shí)短，且時(shí)空分布極不均勻的這些特性在很大程度上決定了洪水特性，時(shí)間步長(zhǎng)的長(zhǎng)短對(duì)洪峰流量、洪量和峰現(xiàn)時(shí)差都有很大的影響。

（2） 分別以10，15，20 min為計(jì)算時(shí)段步長(zhǎng)， 應(yīng)用HEC-HMS模型分別在2種方案下對(duì)北張店流域的12場(chǎng)洪水進(jìn)行次洪模擬，分析研究了不同時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)次洪過(guò)程模擬的影響。結(jié)果表明，時(shí)間步長(zhǎng)為15 min時(shí)模擬精度最高，并非是時(shí)間步長(zhǎng)越短，次洪模擬效果越好，洪水模擬中存在最優(yōu)時(shí)間步長(zhǎng)。因此，時(shí)間步長(zhǎng)選取較長(zhǎng)或較短都會(huì)影響模型模擬精度。

（3） 半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)產(chǎn)流方式較為復(fù)雜，蓄滿(mǎn)產(chǎn)流與超滲產(chǎn)流并存，同一場(chǎng)洪水可能前期為超滲產(chǎn)流 ，后期變?yōu)樾顫M(mǎn)產(chǎn)流。

（4） 產(chǎn)匯流計(jì)算方法對(duì)洪峰、洪量、峰現(xiàn)時(shí)差以及確定性系數(shù)DC值均有較大的影響。表明在之后運(yùn)用HEC-HMS水文模型對(duì)研究區(qū)進(jìn)行次洪模擬時(shí)，應(yīng)根據(jù)研究區(qū)下墊面特征所確定的相關(guān)水文參數(shù)來(lái)選擇合理的水文計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)選搭配，從而使構(gòu)建的模型更準(zhǔn)確地反映出研究區(qū)復(fù)雜下墊面特征下的降雨徑流機(jī)制，提高次洪模擬的精度。

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Influence of time-steps and runoff generation and confluencecalculation methods on flood simulation in small watersheds

ZHAO Na，ZHAO Xuehua，ZHU Xueping

（College of Water Resources Science and Engineering， Taiyuan University of Technology， Taiyuan 030024，China）

Abstract：In order to study the influence of different time steps and runoff generation and confluence calculation methods on flood simulation in semi-humid and semi-arid regions， we simulated 12 representational flood events in Beizhangdian Basin from 1993 to 2005. The HEC-HMS model was applied to simulate the hydrological process under different time steps （10，15，20 min） and two schemes. The first scheme was the initial-loss and stable seepage method&Clark unit line method， the second one was the Green and Ampt method&SCS unit line method， and both schemes used the Muskingum method for river channel routing and the exponential regression method for base flow calculation. The results show that the time step has a great influence on the simulation results and both schemes had the highest simulation accuracy under 15min time step， indicating that the shorting time step does not always lead to accuracy improvement. When the time step was 15min， the average deterministic coefficient of the first scheme was 0.813， and the second scheme was 0.764. The first scheme is superior to the second one in terms of flood peak， flood volume and flood peak time.

Key words：?time steps; runoff generation and concentration; flood simulation; HEC-HMS model;semi-humid and semi-arid region;Beizhangdian Watershed;Shanxi Province