高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进

王红艳 张志强 查同刚 朱聿申 张建军 朱金兆

王红艳, 张志强, 查同刚, 朱聿申, 张建军, 朱金兆. 径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
引用本文: 王红艳, 张志强, 查同刚, 朱聿申, 张建军, 朱金兆. 径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
WANG Hong-yan, ZHANG Zhi-qiang, ZHA Tong-gang, ZHU Yu-shen, ZHANG Jian-jun, ZHU Jin-zhao.. Modification of SCS-CN model for estimating event rainfall runoff for small watersheds in the Loess Plateau, China.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
Citation: WANG Hong-yan, ZHANG Zhi-qiang, ZHA Tong-gang, ZHU Yu-shen, ZHANG Jian-jun, ZHU Jin-zhao.. Modification of SCS-CN model for estimating event rainfall runoff for small watersheds in the Loess Plateau, China.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508

径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
基金项目: 

“十三五”国家科技支撑计划项目(2015BAD07B030303)。

详细信息
    作者简介:

    王红艳。主要研究方向:森林水文与流域管理。Email:501243477@qq.com地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学水土保持学院。责任作者:张志强,教授,博士生导师。主要研究方向:森林水文、侵蚀控制与流域管理。Email:zhqzhang@bjfu.edu.cn地址:同上。

    王红艳。主要研究方向:森林水文与流域管理。Email:501243477@qq.com地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学水土保持学院。责任作者:张志强,教授,博士生导师。主要研究方向:森林水文、侵蚀控制与流域管理。Email:zhqzhang@bjfu.edu.cn地址:同上。

Modification of SCS-CN model for estimating event rainfall runoff for small watersheds in the Loess Plateau, China.

  • 摘要: 径流曲线数(SCS-CN)是预测场降雨地表径流常用的水文模型之一,由于其基本假设合理、参数易于获得而被广泛应用。然而,由于流域径流的形成受广泛存在空间或时间异质性的地形、地貌、土壤、气象、植被以及土地利用等多种因素的影响,按照标准径流曲线数模型估算的场降雨径流与实测径流相差可能很大。因此,针对特定区域、特定流域对该模型进行相应的修正是提高其径流预测精度的有效途径。本文于晋西黄土区吉县蔡家川分别以农田草地、人工林和次生林为主的3个典型小流域为对象,将2004—2011年实测的场降雨径流数据分为模型参数率定期(2004—2009年)和验证期(2010—2011年),对比标准SCS-CN模型和修正的SCS-CN模型(包括降雨量修正,降雨量与降雨强度修正,降雨量、降雨强度和初损率优化修正)预测场降雨径流的可靠性。结果表明:1)标准SCS-CN预测小流域场降水径流时,精度极差,模型拟合效率系数(E)均小于0;2)采用降雨量修正CN值预测流域地表径流精度优于标准模型,但对于小径流事件而言,预测结果会偏大,对于大径流事件,预测结果会偏小;3)基于优化降雨强度修正因子β和初损率λ模型可以提高以农田草地和人工林为主2个小流域的径流预测精度。对于以次生林为主的流域而言,仅通过降雨量修正CN值即可提高模型的预测精度,E可达0.79。反映流域储水特征的初损率λ,人工林为主的流域最小,为0.069,农田草地为主的流域次之,为0.189,次生林为主的流域,为0.200,表明次生林流域具有较好的储水效果。
  • [1] DESHMUKH D S, CHAUBE U C, EKUBE H A, et al. Estimation and comparision of curve numbers based on dynamic land use land cover change, observed rainfall-runoff data and land slope[J]. Journal of Hydrology,2013,492:89-101.
    [2] FU S H, LIU B Y, WU J D. Study on runoff calculation method in Beijing mountainous area[J]. Scientia Geographica Sinica, 2002,22(5):604-609.
    [3] XIAO B, WANG Q H, FAN J,et al. Application of the SCS-CN model to runoff estimation in a small watershed with high spatial heterogeneity[J]. Pedosphere, 2011,21(6):738-749.
    [4] ZHANG J J, NA L, DONG H B, et al. Hydrological response to changes in vegetation covers of small watersheds on the Loess Plateau[J]. Acta Ecological Sinica,2008,28(8):3597-3604.
    [5] ZHANG L, PODLASLY C, REN Y, et al. Separating the effects of changes in land management and climatic conditions on long-term streamflow trends analyzed for a small catchment in the Loess Plateau region, NW China[J]. Hydrological Processes, 2014,28(3):1284-1293.
    [6] ZHENG F, ZHANG J J. Analyses of rainfall-runoff relationship and water balance in Caijiachuan watershed[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2012,32(1):71-76.
    [7] WANG Y, HUANG M B. Application of the SCS-CN method on runoff estimation in small watershed on Loess Plateau[J]. Science of Soil and Water Conservation,2008,6(6):87-91.
    [8] 符素华,刘宝元,吴敬东. 北京地区坡而径流计算模型的比较研究[J]. 地理科学,2002,22(5):604-609.
    [9] HE W, ZHANG J J, NA L, et al. Research on relationship between rainfall and runoff in different land use patterns on loess slope in west of Shanxi province[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment,2007,5(27):80-87.
    [10] JUNG J W, YOON K S, CHOI D H, et al. Water management practices and SCS curve numbers of paddy fields equipped with surface drainage pipes[J]. Agricultural Water Management,2012,110:78-83.
    [11] REISTETTER J A, RUSSELL M. High-resolution land cover datasets, composite curve numbers, and storm water retention in the Tampa Bay, FL region[J]. Applied Geography,2011,31(2):740-747.
    [12] WANG W Z. Study on index of erosivity(R) of rainfall in loess area[J]. Soil and Water Conservation in China,1987(12):34-38.
    [13] KOUSARI M R, MALEKINEZHAD H, AHANI H, et al. Sensitivity analysis and impact quantification of the main factors affecting peak discharge in the SCS curve number method: an analysis of Iranian watersheds[J]. Quaternary International, 2010,226(1-2):66-74.
    [14] YU X X, ZHANG X M, WU S H, et al. The effect of vegetation and precipitation upon runoff and sediment production in sloping lands of loess area[J]. Journal of Mountain Science,2006,24(1):19-26.
    [15] ZHANG X Y, MENG F, DING N. Application of SCS model to estimating the quantity of runoff of small watershed in semi-arid or arid region[J]. Research of Soil and Water Conservation,2003,4(10):172-174.
    [16] MISHRA S K, SAHU R K, ELDHO T I, et al. An improved Ia-S relation incorporating antecedent moisture in SCS-CN methodology[J]. Water Resources Management, 2006,20(5): 643-660.
    [17] WANG B L. Study on the improved SCS model [J]. Yellow River,2005,5(27):24-26.
    [18] BOUGHTON W C. A review of the USDA SCS curve number method[J]. Soil and Water Management and Conservation,1989, 27 (5):11-23.
    [19] ZHANG Y X, MU X M, WANG F. Calibration and validation to parameter λ of soil conservation service curve number method in hilly region of the loess plateau[J]. Agricultural Research in the Arid Areas,2008,26(5):124-128.
    [20] MISHRA S K, SINGH V P, SANSALONE J, et al. A modified SCS-CN method: characterization and testing[J]. Water Resources Management,2003,17(1): 37-68.
    [21] HE B G, ZHOU N S, GAO X J, et al. Precipitation-runoff relationship in farmland nonpoint source pollution research: amending coeffcient of SCS hydrologic method[J]. Research of Environmental Sciences,2001,3(14):49-51.
    [22] BALTAS E A, DERVOS N A, MIMIKOU M A. Technical note: determination of the SCS initial abstraction ratio in an experimental watershed in Greece[J]. Hydrology and Earth System Sciences,2007,11(6):1825-1829.
    [23] MISHRA S K, SINGH V P. Validity and extension of the SCS-CN method for computing infiltration and rainfall-excess rates[J]. Hydrological Processes,2004,18(17): 3323-3345.
    [24] YUAN Y P, NIE W M, STEVEN C, et al. Initial abstraction and curve numbers for semiarid watersheds in southeastern Arizona[J]. Hydrological Processes,2014,28(3):774-783.
    [25] WANG S P, ZHANG Z Q, MCVICAR T R, et al. An event-based approach to understanding the hydrological impacts of different land uses in semi-arid catchments[J]. Journal of Hydrology, 2012,416-417:50-59.
    [26] 张建军,纳磊,董煌标,等. 黄土高原不同植被覆盖对流域水文的影响[J]. 生态学报,2008,28(8):3597-3604.
    [27] 郑芳,张建军. 蔡家川流域降雨-径流关系及水量平衡分析[J]. 水土保持通报,2012,32(1):71-76.
    [28] HAWKINS R H. Asymptotic determination runoff curve numbers from data[J]. Journal of Irrigation and Drainage Engineering,1993,119(2):334-345.
    [29] 王英,黄明斌. 径流曲线法在黄土区小流域地表径流预测中的初步应用[J]. 中国水土保持科学,2008,6(6):87-91.
    [30] 贺维,张建军,纳磊,等. 晋西黄土区不同土地利用类型降雨-径流关系的研究[J]. 干旱区资源与环境,2007,5(27):80-87.
    [31] 王万忠. 黄土地区降雨侵蚀力R指标的研究[J]. 中国水土保持,1987(12):34-38.
    [32] 余新晓,张晓明,武思宏,等. 黄土区林草植被与降水对坡面径流和侵蚀产沙的影响[J]. 山地学报,2006,24(1):19-26.
    [33] SAHU R K, MISHRA S K, ELDHO T I. Comparative evaluation of SCS-CN-inspired models in applications to classified datasets[J]. Agricultural Water Management, 2010,97(5):749-756.
    [34] 张秀英,孟飞,丁宁. SCS模型在干旱半干旱区小流域径流估算中的应用[J]. 水土保持研究,2003,4(10):172-174.
    [35] MISHRA S K, PANDEY R P, JAIN M K, et al. A rain duration and modified AMC-dependent SCS-CNProcedure for long duration rainfall-runoff events[J]. Water Resources Management,2008,22(7):861-876.
    [36] HUANG M B, GALLICHAND J, WANG Z, et al. A modification to the soil conservation service curve number method for steep slopes in the Loess Plateau of China[J]. Hydrological Processes,2006,20(3):579-589.
    [37] HUANG M B, GALLICHAND J, DONG C Y, et a1. Use of soil moisture and curve number method for estimating runoff in the Loess Plateau of China[J]. Hydrological Processes,2007,21:1471-1481.
    [38] JACOBS J, MYERS D, WHITFIELD B. Improved rainfall/runoff estimates using remotely sensed soil moisture[J]. Journal of the American Water Resources Association,2003,39:313-324.
    [39] 王白陆. SCS产流模型的改进[J]. 人民黄河,2005,5(27):24-26.
    [40] 张钰娴,穆兴民,王飞. 径流曲线数模型(SCS-CN)参数λ在黄土丘陵区的率定[J]. 干旱地区农业研究,2008,26(5):124-128.
    [41] 贺宝根,周乃晟,高效江,等. 农田非点源污染研究中的降雨径流关系-SCS法的修正[J]. 环境科学研究,2001,3(14):49-51.
    [42] SHI Z H, CHEN L D, FANG N F, et al. Research on the SCS-CN initial abstraction ratio using rainfall-runoff event analysis in the Three Gorges Area, China[J]. Catena,2009,77(1): 1-7.
    [43] ELHAKEEM M, PAPANICOLAOU A N. Estimation of the runoff curve number via direct rainfall simulator measurements in the state of iowa, USA[J]. Water Resources Management,2009,23(12):2455-2473.
  • [1] 王华, 向仰州, 杨曾奖, 郭俊誉.  海南不同林分地表径流特征分析 . 北京林业大学学报, 2019, 41(11): 22-30. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190275
    [2] 马文梅, 武亚楠, 张振明.  降雨对植物叶表面颗粒物的淋洗作用 . 北京林业大学学报, 2018, 40(8): 50-55. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170376
    [3] 瞿文斌, 及金楠, 陈丽华, 胡雨村.  黄土高原植物根系增强土体抗剪强度的模型与试验研究 . 北京林业大学学报, 2017, 39(12): 79-87. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170234
    [4] 周淑梅, 雷廷武, 雷启祥, 张满良.  黄土高原小流域出口断面水力几何模型 . 北京林业大学学报, 2015, 37(9): 45-52. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150043
    [5] 申云康, 齐实, 郭建超, 吴俊林, 黄媛.  重庆缙云山典型林地地表径流水力学参数研究 . 北京林业大学学报, 2015, 37(7): 94-101. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140422
    [6] 赵阳, 余新晓.  黄土丘陵沟壑区典型流域气候和土地利用变化 对径流泥沙产量的影响 . 北京林业大学学报, 2013, 35(3): 39-45.
    [7] 鲍彪, 毕华兴, 云雷, 高路博, 许华森, 安云.  晋西黄土区刺槐林地土壤水分对降雨的响应 . 北京林业大学学报, 2012, 34(2): 84-89.
    [8] 张建军, 纳磊, 张波, .  HEC--HMS分布式水文模型在黄土高原小流域的可应用性 . 北京林业大学学报, 2009, 31(3): 52-57.
    [9] 安彦川, 张岩, 朱清科, 张青, 郑钰, 秦伟, 卜楠, 薛智德, 王蕊.  基于谐波分析的黄土高原小流域沟谷分布规律研究 . 北京林业大学学报, 2009, 31(4): 84-89.
    [10] 杨启红, 陈丽华, 张富, 张超波.  土壤水分变异对降雨和植被的响应 . 北京林业大学学报, 2008, 30(supp.2): 88-94.
    [11] 张海涵, 唐明, 陈辉, 杜小刚.  黄土高原5种造林树种菌根根际土壤微生物群落多样性研究 . 北京林业大学学报, 2008, 30(3): 85-90.
    [12] 张学霞, 陈丽华.  黄土高原地区流域景观格局对水土流失的影响分析 . 北京林业大学学报, 2008, 30(supp.2): 95-102.
    [13] 魏强, 张秋良, 代海燕, 郭鑫, .  大青山不同植被下的地表径流和土壤侵蚀 . 北京林业大学学报, 2008, 30(5): 111-117.
    [14] 张建军, 董煌标, 纳磊, 王鹏.  晋西黄土区不同尺度小流域降雨径流过程的对比分析 . 北京林业大学学报, 2008, 30(2): 106-112.
    [15] 李朝生, 杨晓晖, 张克斌, 于春堂, 慈龙骏.  沙漠-绿洲系统中降雨、土壤水分与地下水位的响应特征 . 北京林业大学学报, 2007, 29(4): 129-135.
    [16] 周艳萍, 孙志蓉, 于海霞, 邵杰, 雷妮娅, 张志山, 郑景明, 吴家兵, 金则新, 宋先亮, 于文吉, 奚如春, 张建军, 武林, 周睿, 李黎, 陆平, 高克昌, 许景伟, 张春晓, 刘足根, 郎璞玫, 索安宁, 李俊, 焦雯珺, 马玲, 吕文华, Kwei-NamLaw, 戴伟, 习宝田, 韦方强, 翟明普, 郑红娟, 盖颖, 饶兴权, 赵秀海, 纳磊, 张小由, 陈少良, 赵广杰, 葛剑平, 马履一, 陈勇, 关德新, 朱清科, 赵文喆, 于志明, 李钧敏, 朱教君, 毕华兴, 李传荣, 余养伦, 蔡锡安, 王文全, 王瑞刚, 谭会娟, 赵平, 方家强, 于波, 张宇清, 江泽慧, 贾桂霞, 李增鸿, 王天明, 马履一, 李笑吟, 杨永福, 张弥, 李俊清, ClaudeDaneault, 夏良放, 樊敏, 张春雨, 朱艳燕, 曾小平, 袁小兰, 崔鹏, 李庆卫, 王贺新, 李丽萍, 韩士杰, 殷宁, 吴秀芹, 何明珠, 张欣荣, 邓宗付, 唐晓军, 郭孟霞, 贺润平, 陈雪梅, 袁飞, 刘丽娟, 王卫东, 蒋湘宁, 于贵瑞, 江杰, 王娜, 刘鑫, 孔俊杰, 王旭琴, 毛志宏, 王月海, 熊颖, 郑敬刚, 吴记贵, 李新荣, 林靓靓, 葛剑平, 王瑞辉, 孙晓敏, 王贵霞, 聂立水, 郭超颖, 董治良, .  近50年来黄土高原中部水土流失的时空演化特征 . 北京林业大学学报, 2007, 29(1): 90-97.
    [17] 张志山, 张春晓, 焦雯珺, 高克昌, 雷妮娅, 许景伟, 李俊, 金则新, 刘足根, 吴家兵, 邵杰, 马玲, 张建军, 武林, 周艳萍, 于海霞, 奚如春, 郎璞玫, 吕文华, 陆平, 周睿, 索安宁, 宋先亮, 郑景明, 李黎, 孙志蓉, 于文吉, 陈勇, 赵秀海, 葛剑平, 于志明, 张小由, 李钧敏, 朱清科, 纳磊, 翟明普, 马履一, 关德新, 赵广杰, 李传荣, 郑红娟, 戴伟, 赵文喆, 毕华兴, 余养伦, 习宝田, 蔡锡安, 韦方强, 朱教君, Kwei-NamLaw, 陈少良, 饶兴权, 盖颖, 杨永福, 朱艳燕, 李笑吟, 贾桂霞, 夏良放, 李增鸿, 王文全, 崔鹏, 方家强, 于波, 马履一, 张弥, 樊敏, 曾小平, 袁小兰, 谭会娟, 王天明, 李俊清, ClaudeDaneault, 王瑞刚, 江泽慧, 张宇清, 张春雨, 赵平, 李丽萍, 李庆卫, 韩士杰, 刘丽娟, 陈雪梅, 袁飞, 何明珠, 殷宁, 郭孟霞, 王卫东, 邓宗付, 吴秀芹, 王贺新, 贺润平, 张欣荣, 唐晓军, 刘鑫, 吴记贵, 王月海, 江杰, 孔俊杰, 郑敬刚, 王娜, 熊颖, 王旭琴, 于贵瑞, 蒋湘宁, 毛志宏, 葛剑平, 王贵霞, 王瑞辉, 林靓靓, 聂立水, 孙晓敏, 李新荣, 郭超颖, 董治良.  晋西黄土区坡面糙率的研究 . 北京林业大学学报, 2007, 29(1): 108-113.
    [18] 李雪萍, 李吉跃, 冯夏莲, 李雪峰, 程占红, 温俊宝, 刘金福, 赵燕东, 王玉涛, 
    ZHAOGuang-jie, 张求慧, 鲁绍伟, 常德龙, 张灿, 徐文铎, 郑凌凌, 匡文慧, 段爱国, 谭炳香, 邹大林, 王云琦, 吴斌, 李贤军, 齐春辉, 刘常富, 洪伟, 张路平, 何友均, 宋湛谦, 王玉杰, 翟洪波, 何承忠, 吴斌, 张建国, 李增元, 余新晓, 何正权, 韩烈保, 赵广杰, 韩士杰, 白陈祥, 吴庆利, 张树文, 李吉跃, 温俊宝, LUOWen-sheng, 何兴元, 朱天辉, 李俊清, FurunoTakeshi, 姜伟, 匡秋明, 陈发菊, 黄文豪, 林秦文, 童书振, 何静, ]陈玮, 梁小红, 骆有庆, 骆有庆, ]魏晓霞, 张养贞, 郭忠玲, 刘凤芹, 陈尔学, 张志毅, 崔国发, RENQian, 张璧光, 赵桂玲, 张军, 张振明, 许志春, 郑兴波, 胡伟华, 安新民, 庞勇, 许志春, 梁宏伟, 曾会明, 李颖, 侯伟, 李福海, 李凤兰, 雷渊才, 赵广亮, 杨凯, 刘君, 郑杰, PaulWolfgang, 曹川健, 宋国正, 董建生, 田桂芳, 李考学, 张有慧, 张全来, 姚永刚, 李永波, 赫万成, 李长明, 张世玺.  油松栓皮栎混交林降雨及其再分配过程研究 . 北京林业大学学报, 2006, 28(3): 154-157.
    [19] 高鹏, 王盛萍, 李绍才, 张金凤, 孙宇瑞, 蒋佳荔, 张文娟, 朱妍, 罗菊春, 何磊, 张学俭, 李永慈, 柳新伟, 贺庆棠, 冶民生, 谢响明, 侯旭, 王岩, 盖颖, 李云成, 昌明, 廖学品, 唐守正, 何静, 吕建雄, 康向阳, 陆佩玲, 崔保山, 张志强, 成仿云, 吴玉英, 申卫军, 李吉跃, 张华丽, 冯仲科, 王文棋, 孙海龙, 马道坤, 关文彬, 史剑波, 赵广杰, 李小飞, 何权, 于晓南, 路婷, 杨志荣, 关毓秀, 蒋湘宁, 王军辉, 张桂莲, 吴斌, 孙阁, 静洁, 张平冬, 石碧, 孙晓霞, 赵燕东, 王尚德, 蒲俊文, 张满良, 彭少麟, 马克明, 陈永国, 汪燕, 林威, 刘国华, 胡文忠, 余新晓, 汪西林, .  黄土高原流域土地利用变化水文动态响应——以甘肃天水吕二沟流域为例 . 北京林业大学学报, 2006, 28(1): 48-54.
    [20] 李长洪, 张力平, 林峰, 张亚利, 曹金珍, 于格, 王献溥, 贾彩凤, 李笑吟, 钟健, 王勇, 何利娟, 张春雨, 吕兆林, 史军辉, 杨永福, 于占源, 马履一, 郭小平, 姜春宁, 赵广亮, 李秀芬, 王华, 何恒斌, 赖巧玲, 许月卿, 鲁春霞, 王继兴, 赵秀海, 朱教君, 赵博光, 杨明嘉, 杨培岭, 邵晓梅, 朱清科, 习宝田, 王骏, 于顺利, 李悦, 毕华兴, 尚晓倩, 郝玉光, 胥辉, 孙长霞, 贾桂霞, 郭惠红, 李鸿琦, 黄忠良, 郑彩霞, D.PascalKamdem, 王希群, 曾德慧, 谢高地, 王秀珍, 刘燕, 张志2, 费孛, 包仁艳, 尚宇, 张榕, 丁琼, 崔小鹏, 丁琼, 甘敬, 姜凤岐, 任树梅, 陈宏伟, 欧阳学军, 王庆礼, 朱金兆, 郑景明, 杨为民, 李黎, 周金池, 沈应柏, 范志平, , , 何晓青, 刘鑫, 沈应柏, 张池, 贾昆锋, 刘艳, 蔡宝军, 贾桂霞, 张中南, 刘足根, 张方秋, 陈伏生, 毛志宏, 纳磊, 周金池, 鹿振友, 李凤兰, 唐小明, 李林, 申世杰, , 周小勇, 马玲, 赵琼, .  晋西黄土高原酥梨水分调控效应研究 . 北京林业大学学报, 2006, 28(4): 118-122.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  572
  • HTML全文浏览量:  57
  • PDF下载量:  14
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-28
  • 刊出日期:  2016-08-31

径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
    基金项目:

    “十三五”国家科技支撑计划项目(2015BAD07B030303)。

    作者简介:

    王红艳。主要研究方向:森林水文与流域管理。Email:501243477@qq.com地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学水土保持学院。责任作者:张志强,教授,博士生导师。主要研究方向:森林水文、侵蚀控制与流域管理。Email:zhqzhang@bjfu.edu.cn地址:同上。

    王红艳。主要研究方向:森林水文与流域管理。Email:501243477@qq.com地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学水土保持学院。责任作者:张志强,教授,博士生导师。主要研究方向:森林水文、侵蚀控制与流域管理。Email:zhqzhang@bjfu.edu.cn地址:同上。

摘要: 径流曲线数(SCS-CN)是预测场降雨地表径流常用的水文模型之一,由于其基本假设合理、参数易于获得而被广泛应用。然而,由于流域径流的形成受广泛存在空间或时间异质性的地形、地貌、土壤、气象、植被以及土地利用等多种因素的影响,按照标准径流曲线数模型估算的场降雨径流与实测径流相差可能很大。因此,针对特定区域、特定流域对该模型进行相应的修正是提高其径流预测精度的有效途径。本文于晋西黄土区吉县蔡家川分别以农田草地、人工林和次生林为主的3个典型小流域为对象,将2004—2011年实测的场降雨径流数据分为模型参数率定期(2004—2009年)和验证期(2010—2011年),对比标准SCS-CN模型和修正的SCS-CN模型(包括降雨量修正,降雨量与降雨强度修正,降雨量、降雨强度和初损率优化修正)预测场降雨径流的可靠性。结果表明:1)标准SCS-CN预测小流域场降水径流时,精度极差,模型拟合效率系数(E)均小于0;2)采用降雨量修正CN值预测流域地表径流精度优于标准模型,但对于小径流事件而言,预测结果会偏大,对于大径流事件,预测结果会偏小;3)基于优化降雨强度修正因子β和初损率λ模型可以提高以农田草地和人工林为主2个小流域的径流预测精度。对于以次生林为主的流域而言,仅通过降雨量修正CN值即可提高模型的预测精度,E可达0.79。反映流域储水特征的初损率λ,人工林为主的流域最小,为0.069,农田草地为主的流域次之,为0.189,次生林为主的流域,为0.200,表明次生林流域具有较好的储水效果。

English Abstract

王红艳, 张志强, 查同刚, 朱聿申, 张建军, 朱金兆. 径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
引用本文: 王红艳, 张志强, 查同刚, 朱聿申, 张建军, 朱金兆. 径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
WANG Hong-yan, ZHANG Zhi-qiang, ZHA Tong-gang, ZHU Yu-shen, ZHANG Jian-jun, ZHU Jin-zhao.. Modification of SCS-CN model for estimating event rainfall runoff for small watersheds in the Loess Plateau, China.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
Citation: WANG Hong-yan, ZHANG Zhi-qiang, ZHA Tong-gang, ZHU Yu-shen, ZHANG Jian-jun, ZHU Jin-zhao.. Modification of SCS-CN model for estimating event rainfall runoff for small watersheds in the Loess Plateau, China.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(8): 71-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150508
参考文献 (43)

目录

    /

    返回文章
    返回