SCS模型在陇南武都地区嘴子沟流域径流模拟中的应用

【作者】 张鹏； 马金珠； 宁娜； 齐识； 田黎明； 赵艳萍；

【机构】 兰州大学西部环境教育部重点实验室；

【摘要】 SCS模型是美国农业部水土保持局(soil conservation Service,简称SCS)于1954年开发研制的小流域水文模型,由于它结构简单,使用方便,对观测资料要求不高,因此被广泛应用于美国及其它国家。我国从20世纪80年代起也开始应用SCS模型,在小流域水土保持、工程规划及防洪、城市水文、地质灾害的降雨—径流过程及无资料流域等多种水文问题中得到广泛应用,并根据各个流域的实际情况,对该模型进行了改进。与传统的水文模型相比,SCS模型的特点在于考虑了流域下垫面对降雨径流的影响。近年来随着社会经济的发展,各种下垫面因素尤其是土地利用方式和利用强度对流域产汇流的影响成为当前水文科学领域研究的热点,而传统的水文模型很少直接或间接地将土地利用状况、土壤湿度特征等作为影响因素在模型应用中加以考虑。其中一个很重要的原因是土地利用数据、地形数据是遥感和地理信息数据处理得到的结果,这种面状的遥感信息与传统的水文模型的参数和结构不相适应。在这方面,刘贤赵等人提出了基于地理信息系统的SCS模型,并对黄土高原某小流域进行了模拟,取得了良好的效果;许彦、潘文斌介绍了一种在Arcview环境中应用SCS模型的方法,但没有对研究流域进行径流模拟。本文基于陇南武都地区嘴子沟流域的DEM,根据流域地貌,利用地理信息系统软件划分流域子单元,在此基础上利用嘴子沟土地利用类型、土壤类型等地理信息数据和流域水文、气象资料,根据SCS模型CN值标准表,提出适合各子流域产流计算的CN值,绘制出了嘴子沟流域次降雨的CN值分布图,进而应用SCS产流模型和等流时线法对嘴子沟流域的降雨—径流过程进行模拟。模拟结果表明,与有限的实测资料相比较,模型的模拟精度在90%以上,模拟结果较为满意,说明基于CN值的SCS模型可以应用于嘴子沟流域,同时模拟的径流过程可以弥补实测资料的不足,为嘴子沟流域分布式水文模型的建立提供理论依据和研究方法,同时为嘴子沟流域发生泥石流地质灾害可能性提供科学依据。更多还原