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摘要 所谓流域水文模型的本质就是：把流域看成为一个系统，已知其输入，要求其输入。在推算中把系统的状态，即流域上发生的水文过程模拟计算出来。在我们的研究范围内，系统的输入是降雨过程(没有包括融雪、水质、泥沙登)，系统的输出是流域出口断面的流量过程，因此所建的是将雨径流流域模型。
关键字：流域；二元演化模式；水文模型
一、流域的产、汇流过程
由降雨到径流是一个很复杂的过程，为了便于分析通常将其分解为产流和汇流两个过程。
雨水降落到地面，一部分损失掉，剩下能形成地面、地下径流的那部分称为净雨，把降雨扣除损失成为净雨的过程称作产流过程。
净雨沿坡地从地面和地下汇入河网，然后沿着河网汇合到流域出口断面，这一完整的过程称为流域汇流过程。
二、自然过程和人类活动对流域水文过程的影响
流域作为一个系统，其水文过程受到自然过程和人类活动两方面因素的影响。就流域的产、汇流过程来说，影响其发生和演变的流域水文特征有：
(1)降雨特性：降雨作为流域水文系统的输入，影响其特性的有：降雨量、降雨强度、降雨历时等，这些因素都不同程度上影响着流域的水文过程。
(2)蒸散发特性：蒸散发在流域水量平衡中是很重要的一个项目，影响其特性的有：气候、日照等。
(3)下垫面特性通常包括：土壤类型、植被类型、地形、地貌、土壤含水量等，其特性影响着流域产流、汇流、蒸散发等。
(4)汇流特性：汇流通常包括：坡地汇流、河网汇流、人类取用水过程等，其特性影响着流域的蓄水能力、出口断面的流量等。
通过分析不难发现，每一种流域水文特性都同时受到自然过程和人类活动的影响：
首先，流域的降雨特性和蒸发特性是一个自然过程，或者说它们在很大程度上受自然过程影响。但随着工业化进程的推进，温室气体大量排放使气温升高和大气环流发生变化，当地的气候发生了缓慢的改变，气候的改变导致了流域降水和蒸发特性也产生了相应变化，还有人类活动对流域下垫面情况的改变也会间接地影响流域的降雨和蒸发特性。
其次，流域的下垫面特性最初形成过程只是一个自然的演变过程，这个过程是非常缓慢的。随着人类出现和人类社会的发展进步，人类对自然的改造越来越大，人类活动对流域下垫面的影响越来越大。比如，人们通过种植各种作物改变了流域下垫面的植被类型，通过平整土地改变了流域下垫面的坡度，等等。人类活动可以在较短的时间内改变流域的下垫面特性。
最后，流域天然循环由大气水—地表水—土壤水—地下水“四水”之间相互转化，并在转化过程中滋养了天然生态系统。水资源开发利用改变了江河湖泊关系，改变了地下水的赋存环境，也改变了地表水和地下水的转化路径。
通过以上分析，可以得到如下结论：
(1)在没有人类活动影响的情况下，流域水文过程是一个具有趋势性、周期性、随机性特征的过程。
(2)对于不同的流域水文特性，自然过程和人类活动对其的影响在不同的空间尺度和时间尺度上表现为不同的形式。
(3)自然过程和人类活动对流域产、汇流过程的影响是复合的。
三、基于二元演化模式的流域水文模型
1、随着人类社会的发展，人类活动对流域水文过程的影响越来越大。要想更清楚地研究流域的水文过程，必须分别研究自然过程和人类活动对流域水文过程的影响，然后再把它们结合起来共同考虑。所谓二元演化模式的本质就是分别考虑自然过程和人类活动对流域水文过程的影响。流域水文过程研究的最终目的，就是建立基于二元演化模式的流域水文模型，它将全面考虑自然过程和人类活动对流域水文过程的影响。
自然过程对流域水文的影响主要是对流域降雨蒸发特性的改变。一般情况下，流域水文模型把降雨蒸发资料作为模型的输入，因此，自然过程对流域水文的影响只要考虑比较降雨蒸发资料，更重要的是考虑人类活动对流域水文的影响。人类活动对流域水文过程的影响主要表现为流域下垫面和汇流特性的影响。本文认为考虑人类活动对文过程的影响，应该从这样两个方面人手：只有清楚地考虑了人类活动对流域水文过程的影响，才能建立更能反映流域的真实水文过程的流域水文模型。
2、传统流域水文模型及其对人类活动影响考虑的不足。
对天然状态下的流域水文，古代先哲早已有了相当深刻的认识。传统的流域水文模型的主要研究对象就是：自然过程对流域水文过程的影响，或者说天然状态下的流域水文过程。传统的水文模型对人类活动的考虑方法是：通过水量还原，把人类用水还原到天然过程中，从而扣除人类活动对流域水文过程的影响，使整个流域水文过程单纯在天然状态下进行。其实，单纯的水量还原没有完全扣除人类活动的影响。
降雨蒸发特性作为传统流域水文模型的原始资料输入，都包括自然过程和人类活动对它们的影响。但是，做为影响流域水文过程的关键因素——流域下垫面，传统的水文模型并没有清楚地考虑。
传统的水文模型都采用了这样一个假说：流域的下垫面情况是相对稳定不变的。由于下垫面的情况的相对稳定(即流域的下垫面参数是相对稳定的)也就是说流域水文响应是相对稳定的。因此就有了降雨径流关系图等经验图表的出现和应用。传统的水文模型都是根据这个假定利用实测的降雨径流资料来反求流域的下垫面参数。然后，再利用这些下垫面参数来模拟流域的水文过程。当然这种假设是有一定道理的，在人类活动影响较小的流域，其下垫面情况在相当一段时间跨度范围内变化较小，可以近似认为流域的下垫面情况是相对稳定不变的。然而，很多事实已经证明流域的下垫面情况可以在很短的时间内发生变化。流域的降雨径流关系也是变化的。因而流域的降雨径流相关图也就很难应用了。同样传统的流域水文模型遇到了困难。
传统的水文模型对下垫面的考虑只是利用一些集总性的参数加以概化处理。而不能反映分区内各种下垫面类型的下垫面情况。
3、基于二元演化模式的流域水文人类活动影响的考虑。
针对传统流域水文模型在考虑人类活动影响时的不足和问题，本文为力求通过前面提出的基于二元演化模式的流域水文模型解决这些问题。
a考虑人类活动对流域下垫面特性的影响时，认为对于某种特定下垫面的水文响应是永远固定的。而流域下垫面特性的变化只是各种下垫面组合的变化，因此，只要知道各种下垫面的水文响应，就可以知道整个流域水文响应。
b考虑人类活动对流域特性的影响，牵扯到两方面的问题：(1)流域下垫面特性的变化对流域汇流特性的影响，如土地利用类型的改变导致水流速度的变化，地形的改变导致水流坡降的变化等。(2)人类用水过程的变化对流域汇流特性的影响。这方面的计算可以用水量还原的方法来实现，或者根据二元演化模式的理论来计算。
四、结论
对于基于二元演化模式的流域水文模型而言，本文只是通过分析自然过程和人类活动对流域水文过程的影响，提出一个流域水文模拟研究的方向和一些探索性的方法。对于基于二元演化模式的流域水文模型所涉及的众多问题，就基于二元演化模式的流域水文流域下垫面的考虑进行了详细地论述。
关键字：流域；二元演化模式；水文模型
一、流域的产、汇流过程
由降雨到径流是一个很复杂的过程，为了便于分析通常将其分解为产流和汇流两个过程。
雨水降落到地面，一部分损失掉，剩下能形成地面、地下径流的那部分称为净雨，把降雨扣除损失成为净雨的过程称作产流过程。
净雨沿坡地从地面和地下汇入河网，然后沿着河网汇合到流域出口断面，这一完整的过程称为流域汇流过程。
二、自然过程和人类活动对流域水文过程的影响
流域作为一个系统，其水文过程受到自然过程和人类活动两方面因素的影响。就流域的产、汇流过程来说，影响其发生和演变的流域水文特征有：
(1)降雨特性：降雨作为流域水文系统的输入，影响其特性的有：降雨量、降雨强度、降雨历时等，这些因素都不同程度上影响着流域的水文过程。
(2)蒸散发特性：蒸散发在流域水量平衡中是很重要的一个项目，影响其特性的有：气候、日照等。
(3)下垫面特性通常包括：土壤类型、植被类型、地形、地貌、土壤含水量等，其特性影响着流域产流、汇流、蒸散发等。
(4)汇流特性：汇流通常包括：坡地汇流、河网汇流、人类取用水过程等，其特性影响着流域的蓄水能力、出口断面的流量等。
通过分析不难发现，每一种流域水文特性都同时受到自然过程和人类活动的影响：
首先，流域的降雨特性和蒸发特性是一个自然过程，或者说它们在很大程度上受自然过程影响。但随着工业化进程的推进，温室气体大量排放使气温升高和大气环流发生变化，当地的气候发生了缓慢的改变，气候的改变导致了流域降水和蒸发特性也产生了相应变化，还有人类活动对流域下垫面情况的改变也会间接地影响流域的降雨和蒸发特性。
其次，流域的下垫面特性最初形成过程只是一个自然的演变过程，这个过程是非常缓慢的。随着人类出现和人类社会的发展进步，人类对自然的改造越来越大，人类活动对流域下垫面的影响越来越大。比如，人们通过种植各种作物改变了流域下垫面的植被类型，通过平整土地改变了流域下垫面的坡度，等等。人类活动可以在较短的时间内改变流域的下垫面特性。
最后，流域天然循环由大气水—地表水—土壤水—地下水“四水”之间相互转化，并在转化过程中滋养了天然生态系统。水资源开发利用改变了江河湖泊关系，改变了地下水的赋存环境，也改变了地表水和地下水的转化路径。
通过以上分析，可以得到如下结论：
(1)在没有人类活动影响的情况下，流域水文过程是一个具有趋势性、周期性、随机性特征的过程。
(2)对于不同的流域水文特性，自然过程和人类活动对其的影响在不同的空间尺度和时间尺度上表现为不同的形式。
(3)自然过程和人类活动对流域产、汇流过程的影响是复合的。
三、基于二元演化模式的流域水文模型
1、随着人类社会的发展，人类活动对流域水文过程的影响越来越大。要想更清楚地研究流域的水文过程，必须分别研究自然过程和人类活动对流域水文过程的影响，然后再把它们结合起来共同考虑。所谓二元演化模式的本质就是分别考虑自然过程和人类活动对流域水文过程的影响。流域水文过程研究的最终目的，就是建立基于二元演化模式的流域水文模型，它将全面考虑自然过程和人类活动对流域水文过程的影响。
自然过程对流域水文的影响主要是对流域降雨蒸发特性的改变。一般情况下，流域水文模型把降雨蒸发资料作为模型的输入，因此，自然过程对流域水文的影响只要考虑比较降雨蒸发资料，更重要的是考虑人类活动对流域水文的影响。人类活动对流域水文过程的影响主要表现为流域下垫面和汇流特性的影响。本文认为考虑人类活动对文过程的影响，应该从这样两个方面人手：只有清楚地考虑了人类活动对流域水文过程的影响，才能建立更能反映流域的真实水文过程的流域水文模型。
2、传统流域水文模型及其对人类活动影响考虑的不足。
对天然状态下的流域水文，古代先哲早已有了相当深刻的认识。传统的流域水文模型的主要研究对象就是：自然过程对流域水文过程的影响，或者说天然状态下的流域水文过程。传统的水文模型对人类活动的考虑方法是：通过水量还原，把人类用水还原到天然过程中，从而扣除人类活动对流域水文过程的影响，使整个流域水文过程单纯在天然状态下进行。其实，单纯的水量还原没有完全扣除人类活动的影响。
降雨蒸发特性作为传统流域水文模型的原始资料输入，都包括自然过程和人类活动对它们的影响。但是，做为影响流域水文过程的关键因素——流域下垫面，传统的水文模型并没有清楚地考虑。
传统的水文模型都采用了这样一个假说：流域的下垫面情况是相对稳定不变的。由于下垫面的情况的相对稳定(即流域的下垫面参数是相对稳定的)也就是说流域水文响应是相对稳定的。因此就有了降雨径流关系图等经验图表的出现和应用。传统的水文模型都是根据这个假定利用实测的降雨径流资料来反求流域的下垫面参数。然后，再利用这些下垫面参数来模拟流域的水文过程。当然这种假设是有一定道理的，在人类活动影响较小的流域，其下垫面情况在相当一段时间跨度范围内变化较小，可以近似认为流域的下垫面情况是相对稳定不变的。然而，很多事实已经证明流域的下垫面情况可以在很短的时间内发生变化。流域的降雨径流关系也是变化的。因而流域的降雨径流相关图也就很难应用了。同样传统的流域水文模型遇到了困难。
传统的水文模型对下垫面的考虑只是利用一些集总性的参数加以概化处理。而不能反映分区内各种下垫面类型的下垫面情况。
3、基于二元演化模式的流域水文人类活动影响的考虑。
针对传统流域水文模型在考虑人类活动影响时的不足和问题，本文为力求通过前面提出的基于二元演化模式的流域水文模型解决这些问题。
a考虑人类活动对流域下垫面特性的影响时，认为对于某种特定下垫面的水文响应是永远固定的。而流域下垫面特性的变化只是各种下垫面组合的变化，因此，只要知道各种下垫面的水文响应，就可以知道整个流域水文响应。
b考虑人类活动对流域特性的影响，牵扯到两方面的问题：(1)流域下垫面特性的变化对流域汇流特性的影响，如土地利用类型的改变导致水流速度的变化，地形的改变导致水流坡降的变化等。(2)人类用水过程的变化对流域汇流特性的影响。这方面的计算可以用水量还原的方法来实现，或者根据二元演化模式的理论来计算。
四、结论
对于基于二元演化模式的流域水文模型而言，本文只是通过分析自然过程和人类活动对流域水文过程的影响，提出一个流域水文模拟研究的方向和一些探索性的方法。对于基于二元演化模式的流域水文模型所涉及的众多问题，就基于二元演化模式的流域水文流域下垫面的考虑进行了详细地论述。