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以两岸坡度平均偏差定量评价，验证得 １—３级低级别河道概化的坡度平均偏差 ＋ ４．６％，４—７级
河道概化边坡坡度平均偏差－ ３．８％，故概化断面在一定程度上能较好反映断面真实形态。图 ５（ｈ）（ｉ）
为全流域概化模型示意。将沙圪堵、皇甫站按本模型概化后（图 ５（ｉ））可知除皇甫站因设在乡镇，左岸
受人为活动影响使坡角接近 ９０°外，概化断面与实测断面边坡较吻合，可供模型使用。概化模型由皇
甫川及与其紧邻流域建立，概化断面的相关参数可供黄河中游上段其他无资料流域参考。
因河流表面信息由 ＤＮＥＴ水系辅助提取，包含了 ＤＮＥＴ拓扑信息在内的所有参数，概化断面与河
流表面信息的组合可提供流域河道连续的边界条件。

５ 改进的数字流域模型模拟结果

５．１ 研究区域参数率定 基于皇甫川流域河道边界条件，建立 ＤＹＲＩＭ 运行所需数据库。模型率定基
于 ＣＭＰＡ降雨数据、皇甫及沙圪堵站 ２０１０—２０１５年汛期逐日流量，主要评价指标为径流模拟纳什效
率系数（ Ｎａｓｈ － ｓｕｔｃｌｉｆｆｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ） ［３９］ 及 《水文情报预报规范》 ［４０］ 中的洪峰流量相对误差、峰
现时间误差。根据双层参数率定法 ［４１］ ，模型率定结果见表 ３。

表 ３ ＤＹＲＩＭ参数率定结果

参数类型 参数名称 参数作用 率定范围 率定结果
ＰＫＶ０ 表层土壤垂向饱和导水率?（ｍ?ｈ） ０．００１～０．１ ０．００２３
ＰＫＶ１ 表、下层土垂向饱和导水率?（ｍ?ｈ） ０．００１～０．１ ０．００６４
ＰＫＨ１ 表层土的水平渗透速率?（ｍ?ｈ） ０．０００１～０．０１ ０．００９９
ＰＫＨ２ 中层土的水平渗透速率?（ｍ?ｈ） ０．０００１～０．０１ ０．００４７
３
３
下垫面参数 ＵＴＨＥＴＡ１ 表层土的田间持水量?（ｍ ?ｍ ） ０．１～０．５ ０．２０５
３
３
ＵＴＨＥＴＡ２ 表层土的自由含水量?（ｍ ?ｍ ） ０．１～０．５ ０．２９６
３
３
ＭＴＨＥＴＡ１ 中层土的田间持水量?（ｍ ?ｍ ） ０．１～０．５ ０．２２
３
３
ＭＴＨＥＴＡ２ 中层土的自由含水量?（ｍ ?ｍ ） ０．１～０．５ ０．３２５
３
３
ＭＩＤＷＡＴＥＲＣＯＮＴＥＮＴ 表层土初始含水量?（ｍ ?ｍ ） ０．１～０．６ ０．２
以流域出口的皇甫站为例，率定期径流过程模拟结果如图 ６。改进后模型模拟 ２０１０—２０１５年汛期
日径流的平均 ＮＳＥ为 ０．８３，从Ⅰ—Ⅲ区可得改进后模型模拟日径流过程趋势更平缓、结果更准。
５．２ 模拟结果及验证 以率定后参数模拟 ２０１６年 ７月 １２日—２０日、７月 ２５日—２７日、８月 １３日—９
月 ５日的径流过程及 ２０１６年洪水过程，仍以流域出口的皇甫站为例，模拟结果如图 ７（ａ）（ｂ）所示，
水力要素模拟较改进前有较大提升。径流模拟 ＮＳＥ达 ０．８４，且模型在Ⅰ—Ⅲ区径流过程更接近实测过
程（图 ７（ａ）），涨、落水趋势更平稳。进一步分析 ２０１０—２０１６年模拟所得断面水深 ｈ及平均流速 ｖ，
２
与实测数据验证率定期和模拟期所得水深 ｈ的平均误差为 ９％，平均测小 ０．０４ｍ、Ｒ为 ０．８６、ＲＭＳＥ为
２
０．１０；流速 ｖ模拟的平均误差为 ７％，平均测小 ０．０８ｍ?ｓ、Ｒ为 ０．８０、ＲＭＳＥ为 ０．３１，水力要素模拟结
果均较准确。
对洪水过程的模拟，以模拟难度较大的多峰洪水过程展示效果。模拟时间步长为匹配水文站洪水
要素表的 ６ｍｉｎ。模拟洪峰流量相对误差分别为 １５．１％、１４．９％，均处在 《水文情报预报规范》 规定的
２０％范围内，模拟效果见图 ８，改进后的模型能更真实模拟主洪峰过程中的子过程，且峰现时间与实
际接近。
模拟 ２０１０—２０１６年发生的 共计 ２１场洪水 时，率定 期 １８场洪 水 峰 现 时 间 较 真 实 值 平 均 提 前 约
１．４９ｈ；模拟期则为 １．１７ｈ，均处于±３ｈ范围内。模拟的峰现时间整体提前可能源于两方面：（１）卫星
降雨融合产品在皇甫川流域仍存在一定的偏差；（２）建立数字流域模型网格时密度仍然稀疏，导致汇
流时间缩短。

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