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秦淮河流域扇形水系相当发育,易造成来自主要支流句容河与溧水河洪水的同时遭遇,并且受长江洪水项托影响,形成洪涝灾害。洪水、暴雨和长江洪水的综合影响造成了流域河网水文条件的复杂多变,而且随着城市人口、经济的发展,各种工业废水和生活污水大量排入河网,致使水环境质量日益恶化,成为困扰城市环境和经济可持续发展的一个主要问题。所有这些对本流域的灌溉、排涝、防洪、水环境规划和污染控制等提出了一系列新的研究课题,由于河网模拟区域范围很大,大多数情况下只能采用数值方法进行模拟,其核心问题是流域水文模型的建立及求解,这是其它模型(如水质模型、水环境容量模型等)的基础。
本文针对秦淮河流域的实际情况,研究建立了秦淮河流域水文模型,包括:流域降雨产流模块、流域汇流模块、河网水动力模块等三大模块。
首先,在分析秦淮河流域下垫面及其产汇流特性的基础上,建立了流域降雨径流模型,为计算流域水资源量提供了方法。然后,针对秦淮河流域河系情况进行河网概化,建立了河网一维水动力模型,采用简单实用的“双追赶法”进行求解。用实测资料对河网水动力模型进行了验证。利用建立的流域水文模型模拟秦淮河流域水文过程,与实际观测情况基本吻合,流量计算值与实测值相对误差小于±15%的占51.14%,洪峰相对误差在±25%内的占73.06%,说明模型具有较高计算精度和结构的合理性,基本能满足生产应用需要。
对于类似秦淮河流域这样地势复杂、山区与平原共存、河系水文条件复杂多变的流域,本模型有较好通用性,同时本模型所采用的河道、断面、节点编码方式,可以灵活、方便的调整,利于本模型与其他用途模型(如水质模型等)的耦合、衔接。