基于SCS的小流域降雨徑流估算及上橋雨量站實例分析

潘聲凱 張洋深

【摘要】如何估算集水區(qū)的可集雨量， 是當(dāng)前雨水集蓄利用中一個亟待解決的技術(shù)問題.針對這一問題，美國水土保持局提出了解決小面積集水徑流計算的新方法——降雨SCS方法。應(yīng)用該方法的實證分析結(jié)果表明，模型原理清楚，計算過程簡潔，計算結(jié)果準(zhǔn)確，不失為一種較好的小流域徑流估算方法。

【關(guān)鍵詞】SCS模型；小流域；降雨徑流；估算

1、引言

如何估算集水區(qū)的可集雨量，美國水土保持局提出了解決小面積集水徑流計算的新方法——降雨SCS方法。本文擬就SCS方法及其在小流域徑流估算中的應(yīng)用做一分析。

2、SCS模型原理簡介

SCS 方法的優(yōu)點在于，計算簡便易行，所需計算參數(shù)少，對觀測數(shù)據(jù)的要求簡單，能夠分別計算各種不同前期條件和降水條件下的地表產(chǎn)流量值，因而不失為一種計算小面積集流的新方法。其模型實現(xiàn)的具體步驟如下：

先作以下假設(shè)：假設(shè)集水區(qū)實際入滲量（ ）與實際徑流量（ ）之比等于集水區(qū)該場降雨前最大可能入滲量（或潛在入滲量 ）與最大可能徑流量（或潛在徑流量 ）之比，則有下式成立：

式中CN值的確定和土壤類型、氣候濕潤類型、土地利用方式等有關(guān)。

分析計算時，可按照土壤特征，將土壤進(jìn)行分類，具體可劃為A類沙土、B類砂壤土、C類輕壤土、D類粘土四類，并根據(jù)不同的土壤類別分別確定相應(yīng)的CN值。在利用曲線數(shù)值方法計算徑流量時，要充分考慮前期土壤水分狀況對徑流的影響。但是量化確定這一數(shù)值十分困難，故而在實際模型應(yīng)用時，需要對CN 值按照各種影響要素進(jìn)行修正，這樣使計算更為客觀真實和有效。實際計算時可依據(jù)CN值表（表1），結(jié)合研究區(qū)實際情況確定。

3、基于SCS估算模型的降雨徑流估算實證分析

選擇安徽省懷遠(yuǎn)縣上橋站點5場降雨資料進(jìn)行計算。所選地域為躍進(jìn)溝中下游，現(xiàn)取上橋站2012年7月2號-2015年9月13號5場典型降雨進(jìn)行計算。整個計算區(qū)土地利用情況：耕地為68.4% ，稀疏林地13.7%，荒地占17.9% 。參考不同土地利用方式和不同土壤類型下的CN值表，CN值在地面不同覆蓋物下的值分別為88、83、94，則通過加權(quán)計算得出整個計算區(qū)的加權(quán)平均值CN=68.4%×88+13.7%×83+17.9%×94%=88.4。

由公式（5）、公式（7）計算可得，S=33.3。由此可求得5場典型降雨徑流的計算值和實測值。

4、結(jié)論

從實證分析的結(jié)果來看，SCS模型方法用來估算小流域徑流是可行的，而且估算結(jié)果和實際結(jié)果基本一致。其次，從計算過程來看，SCS的模型原理清楚，計算過程簡便，結(jié)算結(jié)果準(zhǔn)確，不失為一種較好的小流域徑流估算模型和方法。但由于我國地獄的廣泛性，在實際應(yīng)用過程中要注意對參數(shù)的適用性進(jìn)行分析，并與其他方法進(jìn)行比較應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳普特，馮浩.中國雨水利用[M].鄭州：黃河水利出版社，2009.