當(dāng)今社會科技的發(fā)展越來越快，人們對數(shù)字化的要求也越來越高。水文學(xué)作為歷史悠久的學(xué)科，越來越傾向于數(shù)字化和定量化。在這樣的大背景下，產(chǎn)生了水文模型。水文模型在防洪和水利工程的實際運用和實踐中逐漸發(fā)展起來，早期用于實時洪水和實時水位預(yù)報�，F(xiàn)在，水文模型的作用范圍更加廣泛，它在防洪減災(zāi)、水庫調(diào)度、生態(tài)環(huán)境需水、水資源開發(fā)利用、道路、城市規(guī)劃、面源污染評價、人類活動的流域響應(yīng)等諸多方面起到了不可或缺的重要作用。因此，水文模型的研究已經(jīng)成為水文學(xué)的熱點問題。另外，對于河流水文模型、山坡水文模型等其他水文模型，流域水文模型的研究更具現(xiàn)實意義。

1、定義

根據(jù)何長高、董增川等發(fā)表的論文，流域水文模擬用數(shù)學(xué)方法描述和模擬水文循環(huán)的過程，將流域概括為系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)輸入條件模擬流域內(nèi)發(fā)生的水文過程，尋求輸出。此外，流域水文模型是用于流域水文模擬的系統(tǒng)。流域水文模型是根據(jù)人們對客觀世界的長期觀察和理解，提出高度概括現(xiàn)實世界，用于預(yù)測未來的工具。

2、基本架構(gòu)????????????????????????????????????????????????????????????????????????基本架構(gòu)???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
2.1，坡面產(chǎn)流階段，在
1933年霍頓提出了超滲透產(chǎn)流理論，相應(yīng)地在國外的產(chǎn)流計算中具有超滲透產(chǎn)流機制�；纛D建議，雨強I大于滲透能力fp時，雨強部分根據(jù)滲透能力fp滲透到土壤中，另一部分產(chǎn)生地面流出rs的雨強I小于滲透能力fp時，雨強根據(jù)自己的強度滲透到土壤中。在實際的測量和實踐中，植被復(fù)蓋良好，地表疏松的地方雨強I小于滲透能力fp也有地面徑流。鄧恩在60年代提出了充實的產(chǎn)流機制。鄧恩認為，土壤在垂直結(jié)構(gòu)上不僅僅是一個層次，實際上土壤上層是有較大土壤粒子的淋浴層，土壤下層是有較小土壤粒子的淀物層，這兩層之間存在相對不透水層。雨強i小于滲透能力fp時，雨強會在相對不滲透的層上產(chǎn)生飽滿的水帶，隨著飽滿的水帶厚度的增加，直到充滿整個上層，多馀的水量溢出產(chǎn)生地面徑流。超滲產(chǎn)流機制一般適用于包氣帶較厚，植被覆蓋率較差的地區(qū)。而蓄滿產(chǎn)流機制則適用于濕潤地區(qū)。
2.2。坡面匯流階段，在坡面生產(chǎn)流程階段，有些模型通過兩水源或三水源分為各徑流成分的徑流量，如新安江模型，也有從一開始就計算各徑流成分的徑流量，如SAC模型。坡面匯流常用的方法有單位線法和線性水庫法。單位線法有兩個嚴格的假設(shè)，即雙倍比假設(shè)和重疊假設(shè)。由于不能考慮降雨和墊面的時空分布不均勻，該方法推進的大誤差來源于此。單位線的流動適用于短時間的降雨，因為降雨時間增加的話，流動時的洪水過程的劃分相應(yīng)增加，計算過程變得麻煩，計算結(jié)果也變得不正確。該方法由于測量誤差，單位線的后部呈鋸齒形狀，此時應(yīng)加入控制條件進行修正。有時凈雨時段長與單位線的時段長不一致還要進行單位線的時段轉(zhuǎn)換。單位線法目前已經(jīng)是發(fā)展成熟的坡面匯流方法，因此被工作單位廣泛的使用。在新安江模型中，地下水坡面匯流一般是線性水庫方法，實際上地面直流也可以使用線性水庫。根據(jù)不同徑流成分的消退系數(shù)，可以獲得每個徑流成分的坡面匯流公式。
2.3。河溝匯流模型。河溝匯流主要有兩種方法:一種是水文學(xué)方法，另一種是水力學(xué)方法。水文學(xué)方法主要運用水量平衡方程和槽儲方程，另外以圣維南方程組的簡化形式作為輔助得出結(jié)果，該方法的特點是物理概念性強，常用方法有馬斯京根法和特點河長法。水力學(xué)方法主要是基于圣維南方程序的一系列河流計算方法，該方法的特點是中間斷面的所有過程都很清楚，但方程只能用數(shù)值解來表示。水文學(xué)方法不適用于流域下游返回水頂?shù)牡胤胶秃恿骶W(wǎng)地區(qū)，但水力學(xué)方法的圣維南方程組可以適用于河流網(wǎng)地區(qū)。圣維南方程序集團是一個微分方程序集團，因此必須引入差分格式進行數(shù)值解決代替解決的計算。常見的分數(shù)格式有青蛙跳躍格式、中心分數(shù)格式等，其中普利斯曼隱藏格式因其分數(shù)傳播誤差小而廣泛應(yīng)用于水力學(xué)方法的計算。

3分類，按模型構(gòu)建是否有物理基礎(chǔ)劃分，流域水文模型可分為物理模型、概念模型和黑盒模型。完全物理化的模式通用性非常好，這是水文工作者想提出的理想模型。概念模型是模型含有物理意義，但不完全遵循物理規(guī)則，需要提出一定的假設(shè)條件。目前發(fā)展的概念模型大多有新安江模型、SAC模型、VIC模型等。黑盒模型是完全沒有物理背景的模型，其大致模型是輸入-運行-輸出。這類模型多為隨機水文模型，如BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、回歸模型、模糊數(shù)學(xué)模型等。
根據(jù)模型構(gòu)建的尺寸可分為集總模型和分布模型。集合式模型整體考慮流域，統(tǒng)一分析處理，存在無視墊面和降雨時空分布的不均勻性的大問題。隨著科技的日益發(fā)展，學(xué)者們提出的分布式水文模型具有更高的精度。分布式水文模型有效地解決了集模型忽視墊面和降雨時空分布的不均勻性，將流域劃分為符合精度的網(wǎng)格，使用3s技術(shù)獲得巨大的數(shù)據(jù)，使各單元網(wǎng)格具有流出過程，最后集成總流出過程。分布式水文模型分為松散耦合型分布式水文模型和緊密耦合型分布式水文模型。典型的松散耦合型分布式水文模型基于新安江模型的分布式模型。典型的緊密結(jié)合型分布式水文模型TOPKAPI模型、SHE模型。

4展望···················展望·························································································································································································································································································································································································································································································································································································因為不同時間尺度和空間尺度的組合水文狀況如何變化是水文工人無法預(yù)測的。此外，如何結(jié)合時間尺寸和空間尺寸也是一個棘手的問題。
4.2.與其他學(xué)科融合，
水資源是地球上最大的自然資源之一，水文情況也與大氣、土壤、植被等密切相關(guān)。因此，水文學(xué)與其他學(xué)科的交叉研究非常重要。
目前廣泛研究的問題是氣候變化對陸地水文過程的影響，但這是一個單向耦合過程，應(yīng)該進一步研究氣候?qū)﹃懙剡^程的反應(yīng)。在新安江模型中，土壤含水量的模擬對蒸發(fā)和產(chǎn)流的計算也有很大影響，這表明土壤的研究可以更好地提高模型預(yù)測的精度。在干旱研究中，歸一化植被指數(shù)NDVI常作為干旱評估的指標，這也是學(xué)科交叉融合的例子。
綜上所述，水文學(xué)與其他學(xué)科的交叉融合已經(jīng)成為一個新的研究方向，其他學(xué)科的知識很可能在水文中得到新的突破。