新安江模型的起源及對其進一步發展的建議

芮孝芳,凌 哲,劉寧寧,梁 霄

(河海大學水文水資源學院,江蘇 南京 210098)

1 模型的起源及走向世界

英國水文和氣象學家Penman在1961年曾言簡意賅地指出,從某種意義上說,水文學就是一門回答“降水后將發生什么”的學科[1]。在20世紀60年代之前,水文學家處理這個基本科學問題的主要思路是將流域降雨徑流形成分成“產流”和“匯流”兩個階段來考察,在“匯流”階段有時又分成“坡面匯流”和“河網匯流”兩個階段。先分后合,最終達到由降雨過程推算流域出口斷面洪水過程的目的。大約在20世紀20年代至50年代,這種處理流域降雨徑流形成的思路達到了一個高潮:1921年Ross提出了時間-面積曲線;1932年,Sherman提出了單位線,Horton提出了指數型下滲曲線,維利加諾夫提出了徑流成因公式;1935年Horton提出了均質包氣帶的產匯流理論;1938年MaCarthy提出了Muskingum法;1945年Clark提出了時間-面積曲線與線性水庫串聯結構的流域匯流計算方法;1951年Kohler和Linsley提出了前期影響雨量P a為參數的合軸相關圖形式的降雨-徑流相關圖;1957年加里寧提出了特征河長理論,Nash提出了基于線性水庫串聯的流域瞬時單位線公式;1958年加里寧提出了所謂“成因匯流”理論。

1945年世界上第一臺電子計算機在美國Pennsylvania大學誕生,由此引發的信息革命對世界的發展產生了極其深刻而深遠的影響,僅在相關學科領域,計算機科學與經典的水力學相結合于1957年產生了計算水力學,計算機科學與經典力學相結合產生了計算力學。在這樣的背景下,20世紀60年代初在美國Stanford大學誕生了世界上第一個真正意義上的流域水文模型——Stanford模型,實現了計算機科學與經典水文學的結合[2]。……