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成绩，但气候变化和城市化背景下洪涝风险管理的问题与挑战依然严峻，需要深刻梳理与针对性适应。
因山区流域洪涝灾害突发性强、预见期短，降雨及洪涝时空变化的复杂性和不确定性日益突
出，由此引发的洪涝灾害日益严峻，洪涝灾害治理任务更加艰巨。及时准确地评估洪涝灾害及经济
损失，是提高流域洪涝灾害监测、预报与风险防范能力建设的主要内容，为减少洪涝灾害损失提供
技术支撑。
目前对于洪涝灾害预报，常采用水文模型或水动力模型，两种模型的研究方法和计算过程侧重
点不同。单一的水文或水动力模型，因模型功能的局限性，其洪涝预报结果可靠性难以满足流域防
洪减灾决策的需要。为了提高流域洪涝灾害模拟和预报结果的可靠性，研究流域水文过程与水动力
过程的互馈机制，开发能够更加合理地反映流域洪涝形成及发展过程的模型，评价工程措施对减缓
洪涝灾害损失的效果并优化工程设计，是当前洪涝灾害治理需要解决的问题。

2 流域洪涝预报模型

流域洪涝模拟和预报是基于已知的气象、水文、地形地貌、水工建筑等条件，利用数值模型和
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监测设备预报洪涝发生、发展的科学方法，其发展过程也是由多个学科共同决定的 。洪涝模拟及预
报涉及数据的采集、传输存储、后台计算、前端显示等多个环节，每个环节都必须有相应的技术支
持才能实现。洪涝预报从早期的经验公式模式逐渐演变成当前囊括遥感和地理信息技术、计算机科
学、水文学、水动力学、数据库管理等多学科、多层次的综合性系统学科，充分利用水文、水力信
息，准确、快速地模拟真实的洪涝演进情景，为洪涝灾害治理工作提供科学支持。
洪涝预报数学模型是洪涝灾害治理信息决策支持系统的核心，模型的精度直接影响洪涝计算结
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果的可靠性及防洪减灾工程布置的成效。研制洪涝预报模型是一项理论性强、应用要求较高的工作 。
流域洪涝模拟和预报模型可以分为水文模型、水动力模型和水文与水动力耦合模型，下面分别对这
三类模型进行介绍。
2.1 水文模型 水文模型的发展过程是伴随着对自然界水循环过程的不断深入认识而逐渐改进和完
［4］
善的，其目的在于能够准确模拟大气、地表、土壤中水的迁移转化过程 。水文模型包括产流和汇流
过程，根据降雨、蒸发、入渗等信息进行产流水量计算，通过坡面流理论或经验公式法进行汇流计
算，最终输出流域或子流域出口处的流量随时间变化过程。构建水文模型需要考虑水文循环的各个
环节，对表征各环节的数学方程进行合理选择，计算所需参数种类较多，包括气象、土壤条件和土
地利用、植被覆盖等多个方面，需要大量数据进行率定验证后才能进行实际应用 ［5-6］ 。早期的简单水
文模型包括经验公式、推理法、马斯京根法 ［6-7］ 。20 世纪中期以后，逐渐形成了“集总式水文模型”和
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“分布式水文模型”两种模型并沿用至今，当前应用的大部分模型都可归于这两类 ，还有部分模型介
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于两者之间被视为半分布式模型，如 TOPMODEL 。
集总式水文模型不考虑流域内部地质、地貌、土壤、植被等要素空间分布不均匀性对水文循环
的影响，将流域作为一个整体进行研究，如水箱模型 ［10］ 和新安江模型 ［11］ 。该类水文模型忽略了流域
内降雨分布、下垫面空间变化等因素的差异性。随着社会经济发展，为了反映流域下垫面变化对径
流的影响，流域水土流失治理等对环境的影响，研发了分布式水文模型 ［12］ 。分布式水文模型根据现
实流域中降雨、土壤、下垫面等地理信息的空间分布不均匀特征，将流域划分为若干子流域，在每
个子流域上计算不同水文要素变化对水循环过程的影响。分布式水文模型可分为松散型和耦合型两
类 ［13］ 。相对于耦合型模型，松散型水文模型假定每个响应单元对整个流域响应的贡献互不干扰，通
过每个单元的叠加确定整个流域响应。该求解算法简单，但反映径流形成机制不够完善。耦合型水
文模型，考虑各个水文子单元的产汇流相互影响，其精度优于其它类水文模型。陈海梅等 ［14］ 采用扩
散波水文模型求解坡面流，分析了扩散波模型的精度和数值格式稳定性，结果表明扩散波水文模型
在坡面流计算中具有较好的精度，格式稳定性和计算效率高于求解浅水方程。将水文模型与城市排

水管网一维水力流计算耦合，可以将水文模型延伸到城市洪涝治理中。如文献［15-16］采用了地表-
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