Page 61 - 水利学报2021年第52卷第4期

2.5 模型参数可移植性 参数可移植性一方面是模型运用上的需求，也是对模型普适性的检验。日

模型参数移植到小时进行次洪预报需要时域上的可移植性，资料短缺流域或无资料流域的洪水预报
需要空域上的可移植性。可从时间，空间两个方面讨论 ［55］ 。
赵人俊等 ［42］ 指出新安江模型分水源和汇流相关参数受模型时段长影响。分水源参数受雨量时段
内均化影响比较复杂，而汇流相关参数可以进行时段转换。Jie 等 ［56］ 对这些参数和模型时段长作了深
入的分析，并建立了参数值和时段长的经验关系。陆旻皎 ［57］ 根据线性水库理论得出：
æ Δt
C Δt = exp ç- ö ÷ ø （7）
è T
式中： C Δt 为时段长 Δt 的消退系数；T 为线性水库的蓄泄系数。并据此得到消退系数时段转换公式：
Δt 1
Δt ( ) Δt
C = C 2 （8）
1 Δt 2
举例来说日消退系数是时消退系数的 24 次方。因此在讨论消退系数时必须明确说明时段长度。
理论上讲，式（8）可以用来进行任何时段之间的转换。但在长时段向短时段转换时，长时段消退
系数往往有很大误差，不实用。陆旻皎 ［57］ 考虑雨量的时段内不均匀性，简单讨论消退系数所具有的
不确定性，建议率定参数或进行时段转换时确保转换前时段长 Δt < T 5 ，也就是说 C >0.82 以保证退
Δt
水段有大约 80%洪量。赵人俊和王佩兰 ［36］ 指出地下水日消退系数一般为 0.98 ~ 0.998，壤中流日消退
系数经常达到 0.9，可以用式（8）从日消退系数转换得到时消退系数进行次洪计算。而河网蓄水消退
系数决定于河网地貌等，汇流时间在中小流域一般为数十小时，日消退系数会有很大的不确定性。
通过转换得到时消退系数很困难。往往需要用次洪模型进行率定。总而言之，除了不同时段长度参
数间的关系外，还必须考虑转换前参数值所带有的不确定性。
空域上的可移植性主要指模型参数的跨流域使用，与参数区域规律的内涵有很大重叠。对解决
缺资料或无资料地区水问题具有重要意义。
历代水文学家都非常重视这个问题，做了大量的工作。赵人俊等 ［42］ ，陈志明 ［58］ 详尽分析了 SM
与地质条件，岩性的关系，为无资料地区确定 SM 推求提供了一个途径。赵人俊 ［59］ 在 1991 年提出了
CS 随时间、流量变化的方程。徐倩等 ［60］ 对黄山地区 13 个流域进行参数率定，得出了 CS 与流域面积
的经验关系。陆旻皎 ［57］ 从线性水库理论出发得到式（7）所示消退系数和蓄泄系数 T 的关系，并提出蓄
泄系数与流域面积的经验关系。在 2.2 小节提及的研究也为从数值地理信息提取蓄水容量曲线提供了
思路。另一方面夏自强 ［61］ 提出流域平均蓄水容量与干旱指数有关，显示了气候条件的影响。
［62］
Li 和 Lu 结合年水量平衡方程式和 Budyko 假设，提出了用年雨量、径流量及蒸发能力推算 C ep
的关系如下：
æ
R = C exp ç-α C ep ζ ö ÷ （9）
P g p ç è C p ÷ ø
式中： R 为年径流量； P 为年雨量； ζ 为资料干旱指数，即资料年平均蒸发量与年平均雨量之
g
比； α 为常数。式（9）在优化时可以用来减少优化参数。如果雨量不需要折算，即 C = 1 时，
p
R = exp( -αζC )
P g ep （10）
就可以直接估算网页版新安江模型的 C ，即原版新安江模型的 K。这是一个很重要的参数。
ep
利用各种水文、气候、地理和地质等方面的数据，信息、知识、规律和法则推求模型参数是比
较理想的路子。更多是用有资料流域的参数值和各种水文，气候，地理，地质等方面的数据建立统
计关系。如前所述，这方面新安江模型在应用流域数上有绝对优势。每个流域的模型参数受率定者
的主观因素影响也许有很大的差异，但覆盖全国的大数据一定会揭示中国境内模型参数的规律性。
中国幅员广阔，覆盖了很多气候区，这些规律性应该不仅仅适用于中国，对模型在全世界范围的拓
展也会有举足轻重的影响。

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