1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Водные ресурсы
  4. T. 50, № 4, 2023

Водные ресурсы, 2023, T. 50, № 4, стр. 395-406

Модель стока FCM для малых рек с дождевым питанием 1. Концепция и алгоритмы

Б. И. Гарцман *

Институт водных проблем РАН
119333 Москва, Россия

* E-mail: gartsman@inbox.ru

Поступила в редакцию 02.10.2022
После доработки 05.03.2023
Принята к публикации 06.03.2023

Аннотация

Модель паводкового цикла FCM – концептуальная воднобалансовая модель с сосредоточенными параметрами, разработанная для имитации дождевого стока в масштабе малого речного бассейна. Разработка модели FCM включает описание динамики основных составляющих общего влагозапаса бассейна и воспроизводит эффект пространственной экспансии дренажной сети за счет временны́х поверхностных и подповерхностных водотоков при экстраординарных паводках. Принятые концептуальные допущения модели, согласующиеся с рациональными гидрологическими соображениями, приводят к трем режимам формирования стока, называемым внутриобъемным, поверхностным и “прорывным”. Представлено детальное изложение концепции и алгоритмов FCM.

Ключевые слова: дождевые паводки, гидрологическое моделирование, малые бассейны, дренажная сеть, нелинейность процессов стокоформирования.

Список литературы

  1. Баренблатт Г.И. Автомодельные явления – анализ размерностей и скейлинг. Долгопрудный: Изд. Дом “Интеллект”, 2009. 216 с.

  2. Гарцман Б.И. Дождевые наводнения на реках юга Дальнего Востока: методы расчетов, прогнозов, оценок риска. Владивосток: Дальнаука, 2008. 223 с.

  3. Гарцман Б.И., Шамов В.В., Губарева Т.С. и др. Речные системы Дальнего Востока России: четверть века исследований. Владивосток: Дальнаука, 2015. 492 с.

  4. Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. Физико-математические модели. М.: Наука, 1983. 216 с.

  5. Мотовилов Ю.Г., Гельфан А.Н. Модели формирования стока в задачах гидрологии речных бассейнов. М.: Изд-во РАН, 2018. 300 с.

  6. Шамов В.В. Влагооборот на суше. Системно-методологический и физико-геометрический анализ. Владивосток: Дальнаука, 2006. 196 с.

  7. Beven K.J. Rainfall-runoff Modelling: The Primer. Chichester: Wiley&Sons, 2001. 488 p.

  8. Bloeschl G. 133 Rainfall-runoff Modelling of Ungauged Catchments // Encyclopedia of Hydrol. Sci / Ed. M.G. Anderson, J.J. McDonnell. New York: John Wiley, 2005. P. 2061–2080. https://doi.org/10.1002/0470848944.hsa140

  9. Brutsaert W. Hydrology: An Introduction. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2005. 605 p.

  10. Clark M.P., Rupp D.E., Woods R.A., Tromp-van Meerveld H.J., Peters N.E., Freer J.E. Consistency between hydrological models and field observations: linking processes at the hillslope scale to hydrological responses at the watershed scale // Hydrol. Proc. 2009. V. 23 (2). P. 311–319. https://doi.org/10.1002/hyp.7154

  11. Kirchner J.W. Catchments as simple dynamical systems: Catchment characterization, rainfall-runoff modeling, and doing hydrology backward // Water Resour. Res. 2009. V. 45 (2). W02429. https://doi.org/10.1029/2008WR006912

  12. Kirchner J.W. Getting the right answers for the right reasons: Linking measurements, analyses, and models to advance the science of hydrology // Water Resour. Res. 2006. V. 42 (3). W03S04. https://doi.org/10.1029/2005WR004362

  13. Lehmann P., Hinz C., McGrath G., Tromp-van Meerveld H.J., McDonnell J.J. Rainfall threshold for hillslope outflow: an emergent property of flow pathway connectivity // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007. V. 11. P. 1047–1063. https://doi.org/10.5194/hess-11-1047-2007

  14. Mathematical models of small watershed hydrology // Eds V.P. Singh, D.K. Frevert. Highlands Ranch: Water Resour. Publ., 2001. 972 p.

  15. McDonnell J.J. A rationale for old water discharge through macropores in a steep, humid catchment // Water Resour. Res. 1990. V. 26 (11). P. 2821–2832. https://doi.org/10.1029/WR026i011p02821

  16. McDonnell J.J., Sivapalan M., Vache K. et al. Moving beyond heterogeneity and process complexity: A new vision for watershed hydrology // Water Resour. Res. 2007. V. 43 (7). W07301. https://doi.org/10.1029/2006WR005467

  17. Rodriguez-Iturbe I., Rinaldo A. Fractal River Basins: Chance and Self-organization. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1997. 570 p.

  18. Schmocker-Fackel P., Naef F., Scherrer S. Identifying runoff processes on the plot and catchment scale // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007. V. 11. P. 891–906. https://doi.org/10.5194/hess-11-891-2007

  19. Spatial Patterns in Catchment Hydrology: Observations and Modelling // Ed. R.B. Grayson, G. Blöschl. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2000. 423 p.

  20. Tromp-van Meerveld H.J., McDonnell J.J. Threshold relations in subsurface stormflow: 1. A 147-storm analysis of the Panola hillslope // Water Resour. Res. 2006. V. 42. W02410. https://doi.org/10.1029/2004WR003778

  21. Wagener T., Wheater H.S., Gupta H.V. Ranfall-runoff Modelling in gauged and ungauged catchments. London: Imperial College Press, 2004. 332 p.

  22. Weiler M., McDonnell J.J. Conceptualizing lateral preferential flow and flow networks and simulating the effects on gauged and ungauged hillslopes // Water Resour. Res. 2007. V. 43 (3). W03403. https://doi.org/10.1029/2006WR004867

  23. Wittenberg H. Baseflow recession and recharge as nonlinear storage processes // Hydrol. Proc. 1999. V. 13 (5). P. 715–726. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1085(19990415)13:5<715::AID-HYP775>3.0.CO;2-N

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Водные ресурсы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал