径流曲线法（SCS-CN）的改进及其在黄土高原的应用

论文摘要

径流曲线法计算过程简单,所需的资料易于获取,尤其适用于资料缺乏的地区。本文针对黄土高原的降雨径流、土壤、气候特点,对径流曲线法进行了改进,并提出了一个简化、适应黄土区坡面和流域的降水产流模型,研究结果可为该区水资源高效利用、水土流失预报和治理提供重要帮助。主要结论如下:（1）运用黄土高原地区实测降水产流资料对标准SCS-CN模型进行了检验,发现标准CN方法对该区降水产流的预报效率偏低（E=0.294）;经对参数初损率λ重新优化,模型预报精度虽有所提高,但预报效率仍只有0.541。说明仅通过改变模型参数并不能显著提高CN方法的预报精度,需要在模型中考虑其他降水因子对降水产流的影响。（2）考虑雨强对降水产流的影响,在标准SCS-CN模型中引入雨强修正函数,改进后的SCS-CN模型预测的径流与实测值的比较,决定系数R2和模型效率E比标准的SCS-CN模型分别提高了70%、131%,模型效率E=0.812,决定系数R2=0.822。说明引入降雨强度修正函数能显著提高SCS-CN模型预测精度,可应用于黄土高原地区坡面和流域降水产流预测。（3）基于改进的SCS-CN模型,提出了一个简化的、适用于黄土高原地形和气候特点的坡面和流域降水产流模型,模型仅有两个参数。经与实际观测资料比较,模型的拟合效率（E）为0.837,显著高于标准SCS-CN模型和改进后的模型,说明本文提出模型能很好地预测黄土高原地区坡面和流域尺度的地表径流。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 SCS-CN模型发展过程
• 1.2.2 SCS-CN方程
• 1.2.3 前期土壤湿润条件
• 1.2.4 模型参数
• 1.2.5 SCS-CN的应用状况
• 1.2.6 SCS-CN方法的优缺点分析
• 第二章 研究内容与方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 研究区概况
• 2.2.1 地理位置
• 2.2.2 地貌
• 2.2.3 气候
• 2.3 研究方法和技术路线
• 2.3.1 研究方法
• 2.3.2 技术路线
• 2.4 数据处理与分析
• 第三章 初损率和CN值的优化
• 3.1 SCS模型
• 3.2 资料来源
• 3.3 分析结果
• 3.3.1 标准SCS-CN方法预测径流
• 3.3.2 Woodward修改SCS-CN方法预测径流
• 3.3.3 初损率的优化结果与分析
• 3.3.4 CN2的优化结果与分析
• 3.4 小结
• 第四章 利用雨强因子改进径流曲线法
• 4.1 模型介绍
• 4.2 资料来源
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 标准SCS-CN模型
• 4.3.2 优化初损率
• 4.4 小结
• 第五章 考虑雨强影响的简化降水产流模型
• 5.1 模型介绍
• 5.2 研究资料
• 5.3 敏感性分析
• 5.3.1 降水产流对雨强修正参数的敏感型
• 5.3.2 降水产流对S的敏感性
• 5.3.3 降水产流对130 / I 变化的敏感性
• 5.4 结果分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 作者简介