水文模型是用于模拟和预测水文过程(如降水、蒸发、径流等)的数学或物理模型。根据不同的分类标准,水文模型可以分为以下几类:
概念性模型
基于物理概念和经验公式,简化流域的物理基础进行概化。
例子:Stanford模型、Tank模型、新安江模型、Sacramento模型。
系统理论模型 (黑箱模型):
不考虑输入输出的物理因果关系,只关注模拟结果的精度。
例子:总径流线性响应模型(TLR)、线性扰动模型(LPM)、神经网络(ANN)。
数学物理模型
基于质量、动量和能量守恒定律以及流域产汇流特性构建水动力学方程组。
例子:SHE模型、SWAT模型、DBSIM模型。
集总式模型和分布式模型
集总式模型将流域视为一个整体,忽略局部不均性对水文循环的影响。
分布式模型考虑流域内部的地质、地貌、土壤、植被等要素对水文循环的影响。
按建模手段分类
物理模型(实体模型):基于实际物理现象的模型,如比尺模型和比拟模型。
数学模型:基于数学方程描述水文现象的模型,分为确定性模型和非确定性(或随机)模型。
按建模角度分类
集总式水文模型:将流域参数(变量)进行均化处理。
分布式水文模型:考虑流域下垫面不同特征和降水的不均匀性。
按模型构建的基础分类
物理模型:基于物理定律建立的模型。
概念性模型:基于水文现象的物理概念和经验公式。
系统理论模型:基于系统的输入输出资料推求系统响应的模型。
按应用范围分类
微观模型:模拟小尺度水文过程,如一棵树的蒸散发过程。
宏观模型:模拟大尺度水文循环系统,如全球水文循环。
具体模型实例
VIC模型(Variable Infiltration Capacity Macroscale Hydrologic Model):用于大尺度陆面水文模拟。
SWAT模型:用于水文模拟、环境模拟、气候模拟的开源软件。
这些模型在水资源管理、洪水预测、干旱评估等方面有着广泛的应用。