10.3.2、SCS模型

    SCS模型是美国农业部水土保持局(Soil Conservrvatlon Service，简称SCS)提出的。在美国及其他一些国家得到较广泛的应用。SCS模型有如下几方面特点。

(1)在降雨径流关系上，SCS模型考虑了流域上垫面的特点，如土壤、坡度 、植被、土地利用等。水文工作者都认为下垫面条件是影响降雨径流关系的重要因素，但很少有人把它如此显著而有效地列入水文模型的定量计算之中。

    (2)它可应用于无资料流域。

    (3)它能考虑人类活动对径流的影响，也就是说它能针对未来土地利用情况的变化，预估降雨径流关系的可能变化。

    (4)模型结构简单，使用方便．例如产流方面就只有一个参数/

    因此，SCS模型比较适用于中小流域以及城市水文学计算和防洪规划设计/

10.3.2.1、SCS模型的产流计算

    水土保持局通过大量资料分析，得出sCs模型的降雨一径流基本关系为：

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式中     P——降雨量，mm；

         R——径流量，mm；

         Ia——初报，mm

         F——后损，mm；

         S——流域当时的最大可能滞留量，mm,是后报的上限。

    按水量平衡原理有：

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    把上两式相结合，消去F，考虑到初损未满足时不产流，得：

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    上式就是SCS模型的产流计算公式．因为l不易求得，为了使计算简化，消去一个变量，该局引进一个经验关系：

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    将上式代入，得：

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    S值的变化幅度很大，从实用出发该局引入一个无因次参数CN，称为曲线号码(Curvenumber)与S建立经验关系，即：

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    CN是反映降雨前流域特征的一个综合参数 ，它与流域前期土壤湿润程度(AMC)、坡度、植被、土壤类型和土地利用状况有关。SCS模型把前期土壤湿润程度以此次降雨前5天雨量为依据分为3级，并按不同的AMC等级给出CN值查算表， 并给出的是AMCⅡ条件下的CN值 。当流域湿润情况不是AMCⅡ时可先从表求得CN值，然后按表换算为AMCⅠ或AMCⅡ条件下的CN值 。

    当每次降雨之后，已知降雨量P，根据所在流域的土地利用方式、处理情况、水文条件以及土壤类别，查表得CN值，代入 公式算出S值，再用 公式计算产流量(净雨量)。若要分时段计算净雨量，采用 公式计算由降雨开始到tl时刻为止的降雨量P1的净雨量R1，再计算由降雨开始到t2时刻为止的降雨量P2的净雨量R2，则时段tl至t2的净雨量为R2-R1。

10.3.2.2、SCS模型的汇流计算

  在汇流计算中，SCS模型是用一条统一的无因次单位线来计算出流过程线的。

无因次单位线的纵坐标为q／q_p，横坐标为t／t_p，如图所示.模型用下述经验公式求单位线洪峰流量：

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式中     q_p——净雨量为25.4mm的单位线洪峰流量，m³／s；

         R——净雨量(R＝25.4mm，该式由1英寸单位净雨的英制公式转换而来,故仍沿用该数值)；

         F——流域面积，km²；

         t_p——峰现时间，h；

    t_p与汇流时间t建立如下关系：

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    l通过滞时L的关系求出，L的计算公式为:

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式中：             L——滞时，H；

                  t_c——汇流时间，h；

                  l——水流长度，m；

                  y——流域平均坡度，%；

                  S——流域当时的最大可能滞留量，mm。

    无因次单位线时段D用下式计算：

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   由上述各式求得q_p、t_p和D之后，便可将无因次单位线转化为时段单位线，再利用产流计算公式求出每一时段D内的径流量，与单位线相乘，按叠加定理可得出流过程