华北地区分布式蓄超空间动态组合TOKASIDE-D模型研究

刘玉环，刘志雨,2，李致家，张 珂，刘开磊

(1. 河海大学水文水资源学院，江苏 南京 210098；2. 水利部信息中心(水利部水文水资源监测预报中心)，北京 100053；3. 淮河水利委员会水文局(信息中心)，安徽 蚌埠 233000)

洪水是中国最常见的自然灾害之一，特别是在中国华北地区(半湿润)，陡涨陡落的洪水极易造成严重的生命和财产损失[1-3]。在实际生产中，洪水防治重要的非工程措施之一就是利用水文模型进行洪水预报。研究发现，大部分水文模型在湿润地区应用效果较好，但是在半湿润半干旱地区模拟效果不佳[4-6]。这是由于这类地区的下垫面和降水时空分布不均匀，超渗产流和蓄满产流随时空变化的现象尤为明显[7]。另外，华北地区秋冬季降雨较少，用水量较多，地下水开采量大于补给量，地下水位下降。汛期刚开始时，地下水埋深较深，径流在汇流过程中不断渗漏，用于抬升地下水位[8]。因此，华北地区的洪水预报比湿润地区更具挑战性[9]。

目前，经过国内外学者多年的研究，在通过大量的模型改进后，混合产流问题取得了阶段性成果，从单一产流模型如CASC2D模型[10]、SCS模型[11]、TANK模型[12]等，到混合产流模型包括垂向混合径流模型[13-14]、增加超渗的新安江模型[15-16]等，专门针对海河流域的新安江-海河模型以及河北雨洪模型[17]等，再到灵活框架模型如FUSE[18]、FARM[19]及SCCM[20]等。但是，这些改进后模型的产流模式在计算时都是固定不变的，没有系统地动态识别洪水过程中产流模式随时间变化的情况。

李致家等[21]认为混合产流模拟的主要困难是识别随时空变化的产流机制。……