10.3.1、新安江(三水源)流域水文模型     该模型是河海大学(原华东水利学院)赵人俊等1973年对新安江水库作入库流量预报工作中提出来的降雨径流流域模型，简称新安江模型。它的特点是认为湿润地区主要产流方式为蓄满产流，所提出的流域蓄水容量曲线是模型的核心．近几十年，新安江模型不断改进．已成为有我国特色应用较广泛的一个流域水文模型。 10.3.1.1、模型的结构     新安江模型是分散性模型，把全流域按泰森多边形法(或其他方法)分块(如以一个雨量站为中心划一块)，每一块称为单元流域．对每个单元流域作产汇流计算．得出单元流域的出口流量过程。再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程。把每个单元流域的出流过程相加，求出流域出口的总出流过程．每单元流域的计算流程见图，其中方框内写的是状态变量，方框外写的是模型参数。
	1．产流量的计算     新安江模型的产流量计算采用蓄满产流假定，详见第六章．所谓蓄满，是指包气带的土壤含水量达到田间持水量，不是饱和．蓄满产流是指；在土壤湿度满足田间持水量这个门坎值以前不产流，所有的降雨都被土壤吸收成为张力水．而在土壤湿度满足田间持水量以后，所有的降雨(减去同期的蒸散发)都产流。     上面的概念是对流域上某一点而言。一般讲，流域内各点的蓄水容量并不相同。新安江(三水源)模型把流域内 各点的蓄水容量概化成一条抛物曲线，用W`m表示流域内最大的点蓄水容量，W`mm表示流域内某一点的蓄水容量， 表示蓄水能力不大于W`m值的流域面积，F表示全流域面积，α为f／F之比，B表示抛物线指数，蓄水量公式为：                                               <!--[if !vml]--><!--[endif]--> 可推导出流域平均蓄水容量为：                                                 <!--[if !vml]--><!--[endif]-->     2．蒸散发计算     新安江模型中的蒸散发计算多采用三层蒸发计算模式。它的输入是蒸发器实测水面蒸发和流域蒸散发能力的折算系数x．模型参数为上层，下层和深层的蓄水容量，分别记为WUM、WLM、WDM以及深层蒸发系数c。蓄水容量间的关系为WM=WUM+WLM+WDM。输出是上、下、深各层的流域蒸散发量EU、EL、ED，它们之间关系为E=EU+EL+ED。计算中包括有三个时变参数 ，即各层土壤含水量WU,WL、WD(W=WU+WL+V*ZD)。WM、E、W分别表示总的土壤蓄水容量，蒸散发量和土壤含水量。     各层蒸散发的计算思路是：上层按蒸散发能力蒸发，上层含水量不够蒸发时，剩余蒸散发能力从下层蒸发，下层蒸发与剩余蒸散发能力及下层含水量成正比，与下层蓄水容量成反比.
	要求计算的下层蒸发量与剩余蒸散发能力之比不小于深层蒸散发系数c，否则，不足部分由下层含水量补给，当下层水量不够补给时，用深层含水量补 ，三层蒸散发计算程序框图见图。
	3．水源划分     水源划分是新安江模型结构最重要的几个部分之一。二水源新安江模型主要通过调试稳定入渗FC参数划分水源，而三水源新安江模型去掉了参数FC，采用一个自由水蓄水库进行水源划分方式。自由水蓄水库的结构见图。其中自由水蓄水库设置两个出口，其出流系数分别记为KSS和KG，产流量只进入自由水水库内，通过两个出流系数和溢流的方式把它分成地面径流(RS)、壤中流(RSS)和地下径流(RG)．图中地下径流(Rc)再经过地下水库调蓄，可得到地下水对河网的总入流TRG，壤中流(RSS)可以认为已是对河网的总入流TRSS，图中另设置了一个壤中流水库，可再作一次谓蓄计算，它为了备用，一般可以不用它。需要说明：自由水的蓄水能力在产流面积(F只)上的分布也是不均匀的 ，为描述这种现象，也假定自由水蓄水能力在产流面积上的分布服从一条抛物线，其中用SMMF表示产流面积上最大一点的自由水蓄水容量，SMF表示产流面积上的自由水干均蓄水容量深，SMF'表示产流面积上某一点的自由水容量，FS表示自由水蓄水能力≤SMF`值的流域面积占产流面积(FR)的百分数。S表示自由水在产流面积上的平均蓄水深，EX表示流域自由水蓄水容量曲线的指数，产流面积上各点的自由水蓄水容量关系可表达为：                                         <!--[if !vml]--><!--[endif]-->     产流面积上的平均蓄水容量深(SMF)为：                                         <!--[if !vml]--><!--[endif]-->

10.3.1.2、模型的参数及调试     新安江模型的参数有以下几个。     (1)K：流域蒸散发能力E与实测水面蒸发值E之比，向称蒸发折算系数。     (2)IMP：不透水面积占全流域面积之比．     (3)B：蓄水容量曲线的方次。它反映流域上蓄水容量分布的不均匀性。一般经验，流域愈大，各种地形地质组合愈多样，占值也愈大。在山丘区，很小面积(数平方公里)的B为0.1左右；中等面积(300平方公里以内)的B值为0.2～0.3左右；较大面积(数千平方公里)的月为0.3～0.4左右，可供选初值参考。     (4)WM：流域平均蓄水容量(mm)。为了较精确计算土壤蒸散发量，常将WM分为三层，即WM=WIJM+WLM+WDM.其中WUM为上层蓄水容量(模型参数)，它包括植物截留量，在植被与土壤颇差的流域，约为5～10mm。WLM是下层蓄水容量(模型参数)，可取60～90mm WDM是深层蓄水容量(模型参数)，由MW-WUM-WLM求出 。     (5)C：深层蒸散发系数．它决定于深根植物占流域面积之比，同时与WUM+WLM有关。一般经验，在江南湿润地区C值在0.15～0.2左右，而在华北半湿润地区C值在0.09～O.12左右。     (6)SM：自由水蓄水容量(mm)，它反映了水源比例变化，需优选确定。     (7)EX：自由水蓄水容量曲线指数。     (8)KG：地下水出流系数。     (9)KSS：壤中流出流系数。     (10)KKG，地下径流的消退系数。     (11)KKSS：壤中流的消退系数。     (12)UH：单元流域上地面径流的单位线(无因次)。     (13)KE：单元河段的马斯京根模型参数X值。     (14)XE：单元河段的马斯京根模型参数X值。     所以，三水源的新安江模型共有16个参数(WM中WUM和WLM视为2个参数)，其中产流计算参数11个(K，IMP，B，WM，WUM，WLM，C，SM，EX，KG，KSS)，汇流计算参数4个(KKG，KKSS，KE，XE)，再加上无因次单位线UH(i)。  新安江模型的参数有明确的水文概念，原则上它们可以单独确定。常用的办法是先按实测值或类似经验定好的参数作为初始值，然后分部分进行人工调试，最后协调各部分进行优选。目前经验有：多年总径流量决定K．年径流、季径流、久旱后的径流决定WUM、WLM与C。次洪径流总量决定WM、B、IMP。地下径流决定KKSS和KKG。地面径流过程线决定UH，KE和XE。最后．应以流量过程线作为最客观境一的优选目标。     一般情况下，模型的出流系数和消退系数都是按日模型给定的．但是，进行实时洪水预报时，计算时段T都小于24h。另外，在模型计算中，为了消除非线性的影响，减少计算时段取得过长所引起的误差，模型的水源划分中又用5mm净雨量作一个量级，进一步作分步长计算。那么，模型的出流系数和消退系数都必须作相应的变化。     设模型计算所取时段长为Δt(h)，R为Δt内的净雨，则:                                                                                                                          计算步长内的壤中流蓄水库的消退系数(KKSSD)和地下水蓄水库的消退系数(KKGD)分别与其相应的日模型消退系数(KKSS)和(KKG)的关系为：                                                                                           计算步长内流域自由水蓄水库的壤中流出流系数(KSSD)和地下水出流系数(KGD)与其日模型的出流系数(KSS)和(KG)的关系为：                                                                                 10.3.1.3、算例 (1)资料：湖北省境内半湿润地区清江流域1973～1980年的逐日降雨，径流和蒸发器(E601)观测资料 。清江流域水文站控制面积15 300km2。流域内有25个雨量站，2个蒸发站和水文站。流域内植被良好，水文资料丰富，利用1973～1980年观测资料求出的流域平均日降雨、径流及蒸发的季节性变化对应关系(平滑后)，它表明蒸发量在7～8月份达到高峰，且蒸发量呈上升趋势变化时，多数情况下日径流量呈下降趋势变化．因此，降雨径流对应关系有较好的一致性。     水文模拟的长度仍取1973～1978年6年资料，主要目的是率定新安江模型参数，评价水文模拟的效率DC，余下两年未参加建立模型的资料(1979～1980年)则用于进行水文预报的检验。     (2)新安江模型参数采用人工调试并最后由流量过程目标函数优选来完成。 确定的三水源新安江模型产流部分的参数，模型的汇流单位线过程经分析参数均在水文物理概念合理范围之内。     (3)分析评价：利用实测资料率定参数后，可进行逐日降雨～径流过程的模拟，并采用模型效率系数DC进行评价 。结果表明；6年资料的模型率定期效率DC达86％，较水文系统理论模型SLM和LPM有一定提高 ，率定期1973年的流量过程和模拟误差过程 ，日径流过程模拟还是很好的，只是在洪峰处有一定幅度误差。清江流域两年模型做预报的检验期效率DC为87％，也较系境理论模型SLM和LPM为高 。预报期1979年的日流量过程和误差分布见图10—15(b)所示意，它也显示在洪峰预报存在一定范围误差。