1楼：中地数媒
降水、蒸发和径流是水循环过程的三个主要环节，三者构成的水循环决定流域的水量平衡。水量平衡是指一个流域或一个水体在某一个时段内输入水量减去输出水量的蓄水变化，即水循环过程的水量收支平衡关系。水量平衡的基本原理是对水文循环进行定量研究，根据各水文要素间的定量关系，用已知的水文要素推求其他的水文要素。
水量平衡计算的时段可以选取时、日、月、年来计算。
月水量平衡模型是根据水量平衡原理为基础，研制的一种概念性水文模型，是以月降水、月平均气温等气象因子资料作为输入数据，然后根据各水文要素之间的关系，概化成经验公式，并通过该经验公式来模拟流域水文过程。月水量平衡模型简单实用，广泛应用于流域中长期水文模拟、水资源供需分析以及大尺度气象模型输入数据的获取。近几年来，过多地借助该类模型评估气候变化对流域水文水资源情势的影响。
首先， thornthwaite于1948年提出水量平衡模型，mather于1955年将其进行了改进[78];1965年后，thomas建立abcd模型，alley研制了tα模型和tγ模型，vandwiele提出澳大利亚模型等比较有名的月水量平衡模型。中国也先后提出了两参数的月水量平衡模型、三参数的月水量平衡模型、五参数的月水量平衡模型、半干旱半湿润地区月水量平衡模型、半干旱地区月水量平衡模型[85]等等。这些模型模拟的精度相似，各有其优缺点:
①不同模型计算出的中间变量相差很大，但各模型参数都有一定规律，反映自然地理下垫面条件与降水径流之间的内在联系;②确定模型参数时，难易程度不同;③模型参数的相关性不太好。
在国家“九五”科技攻关项目“气候异常对中国水循环及水资源影响评估模型研究”中，熊立华、郭生练(1996)根据中国地区月降水、月蒸发与月径流密切相关性，开发了集总式的两参数水量平衡模型，认为在自然条件下，无明显蓄水或取水，一次降水一般能在一个月内转化为径流或被蒸发，仅小部分滞留在土壤中[59]。因此，月水量平衡模型不必区分产流与汇流，模型简单，参数较少;其中两参数模型模拟效果好，参数最少，实用性强，便于应用。
6.2.2.1月水量平衡模型的建立
(1)有效降水
降水来自于云。大气中的湿润空气遇冷后逐渐趋于饱和，进一步冷却便凝结成过饱和的水蒸气。水蒸气由半径为数微米以下的小水滴或冰粒子组成，当小水滴半径超过100um且下落速度超过积云上升气流的速度时，从云底落下成降雨。
当地表气温很低，小于-4℃时，小水滴过冷却后变成冰粒子，冰粒子经过升华凝结后急速成冰晶体，冰晶体由于下落的速度不同形成降雪;当冰晶体下落时遇到下部高于0℃的气层会融化，形成降雨。
窟野河流域是黄河中游的一条重点支流，是黄土高原侵蚀地区的典型流域。流域北部属于干旱区，南部属于半干旱区。20世纪90年代前，窟野河流域上游国家基本站东胜站、伊洛霍金站12月、1月、2月平均气温均低于-4℃;榆林、河曲站12月、1月份平均气温均低于-4℃，部分年份2月份低于-4℃;下游兴县气象站1月份平均气温均低于-4℃，大部分年份12月、1月份平均气温低于-4℃。
从1956～2006年实测径流资料分析来看，最大平均月径流量出现在8月份，之后逐月递减至次年的2月份，3月份明显增加;随后又逐月递减到6月份，然后又开始增加至每年最高8月份。3月份径流量比邻近月份径流量明显增大，可知窟野河流域3月份上游有一定的冰川融雪径流汇入，且窟野河流域的融雪径流在总径流中占一定比重，融雪径流计算利用温度指标模型对降水量进行修正[62]，来计算经调节的有效降水。
peff(t)=nf(t)
其中，变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究
式中:nf(t)为第t月的融雪系数;a(t)为第t月的积雪;pn(t)为第t月实测降水;peff(t)为第t月有效降水;t(t)为第t月平均气温;tn为固体降水临界温度-4℃;tm为液态降水临界温度+4℃[85]。
(2)实际蒸发量
当流域降水比较丰富时，土壤中湿度比较大，空气湿度也比较大，故实际蒸发值与观测值的反差不是很强烈;当降水比较少时，空气中水分不饱和系数比较大，蒸发皿观测值很大，然而同时因土壤湿度也很低，可供蒸发水量少，实际蒸发值也很低，致使实际蒸发量与蒸发皿观测值的反差也很大。假设流域处在长期的水量平衡中，那么实际蒸发量和蒸散发能力的比值是降水量与蒸散发能力比值的函数，采用schreiber公式:
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式中:es(t)代表流域实际蒸发值;ec(t)代表流域蒸散发能力;peff(t)代表降水量。
本节用schreiber公式乘以一个系数来计算月实际蒸发量:
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式中:es(t)代表流域实际蒸发量;e(t)代表月蒸发皿观测值;peff(t)代表月降水量;系数a1是模型的第一个参数。
(3)月径流量的计算
当降水量不为零时，月径流量q(t)主要与该月土壤中净含水量s(t)(即扣除蒸发之后的剩余水量)和降水量peff(t)有着十分密切的关系;s(t)越大，水分流出土壤的可能性越大，则径流量越大;降水量越大，径流量也越大。经分析，发现q(t)与peff(t)和s(t)的关系可用式(6.6)来表示
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当降水量为零时，月径流量q(t)主要与土壤净含水量s(t)有关，存在
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在模型运行计算中，首先根据式(6.3)计算实际月蒸发量，然后根据水量平衡原理计算月初土壤含水量，再根据式(6.4)或者式(6.
5)计算月径流量。即第(t+1)个月初土壤含水量s(t)为
s(t)=s(t-1)+peff(t)-es(t)-q(t)(6.6)
式中:q(t)为月径流量;s(t-1)为月初土壤含水量;es(t)代表流域实际蒸发;b1为模型的第二个参数;c1为模型第三个参数;q为基流，可通过分析枯水期的径流来确定。
(4)基流的计算
基流为**于地下水或是其他延迟部分的径流[92]，主要受土壤的分布和下渗特征、含水层的特征、补给流域的速度频率、植被的空间分布、地形和气候等因素影响。在水文过程线上为图形中较低的部分，起伏变化较小。基流是令人关注和探索的目标，在降水径流模拟中有着重要的地位。
但到目前为止，由于无法通过实验对径流分割和水深划分的结果进行科学论证，各种研究理论和方法存在较大争议。这种争议主要表现在对径流水源的界定不一致所得的结果也不完全一致。
关于基流的说法很多，hal将基流定义为**于地下水或是其他延迟部分的径流。vijayp.slight等将基流定义为下渗水到达地下水面并注入河道的部分。
总之，关于基流主要有以下几方面:
1)补给河道径流的地下水为基流，包括浅层地下水和深层地下水。
2)基于传播时间，将径流划分为直接径流和基流，基流主要是慢速壤中流和地下水，这一种划分方法是基于传播时间，而不是基于传播路径。
3)传统水文学上将流量划分为地表径流，壤中流和地下径流。而地下径流又可分为快速(浅层)和慢速(深层)两种，把地下径流中的慢速(深层)径流看作基流。这个径流比较稳定，可取历年枯水期的流量来确定。
月水量平衡模型在窟野河流域的应用，关于基流计算主要采用传统的水文学上将流量过程划分为地表径流、壤中流和地下径流的划分方法，把慢速(深层)的地下径流看作基流。因为这个流量比较稳定，可通过分析取其历年最枯流量的径流来确定。
对满足一致性的水文序列随机成分，可直接采用传统的水文频率计算方法。窟野河流域王道恒塔、新庙和温家川站1956～2006年径流量的随机性成分进行频率计算，采用约束加权适线法[103]计算p-型频率曲线的均值、变差系数cv和偏态系数cs，选取p=95%的径流量作为最枯年径流量，即基流值。图6.
16～图6.18给出了王道恒塔、新庙、温家川站基流计算频率曲线图及表6.12得出基流值。
图6.16 王道恒塔径流频率计算图
图6.17 温家川径流计算频率图
图6.18 新庙径流计算频率图
表6.12 径流频率计算成果表
6.2.2.2 模型精度准则判别
(1)模型参数的率定
参数的率定又称参数的优选，参数优化过程采用数学算法，通过系统反复试验迭代改变模型参数值的大小，使得流域特征模拟值和试验值的误差最小。如平均模拟径流和实测径流拟合程度的定量方法是每个参数迭代之后计算目标函数，寻找目标函数达到最优的参数值。目标函数用来评价水文过程的不同特征，目标函数选择对优选结果至关重要，适当选择目标函数在一定程度上决定了模型的拟合精度[63]。
最小二乘法是较早提出来的模型率定方法，即该目标函数可描述为
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式中:qi(t)为实测径流量;qsimi(t)为模拟径流量;n为样本数。
用最小二乘法目标函数来率定模型，结果对径流量模拟效果较好，而对水文过程中的峰值却得不到较好的模拟效果。因此，一些学者又提出对数最小二乘法，其目标函数可描述为
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虽然式(6.8)在一定程度上克服了最小二乘法峰值模拟的缺点，但从两个表达式本身来看，二者都不是标准化的，在参数率定的时候，只能得到给定条件下的最佳估算值，而并不一定是最完美的结果。为方便模型在流域内很好应用，nash和sutcliffe(1970)提出了一个标准化的评价标准(水文情报预报规范中确定系数)，即nash和sutcliffe效率系数，它能直观地体现实测径流量与模拟径流量过程拟合程度的好坏，其公式为
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式中:为率定期实测月径流量过程的均值;其余符号意义同前。
rns越大表示实测径流量与模拟径流量过程拟合越好，模拟精度越高，rns可以得到最大值1;一般情况下，该系数在0～1之间变化，若为负值，也就意味着还不如实测径流量均值替代所模拟的径流量。第二个目标函数是模拟径流量和实测径流量的多年平均相对误差，即
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式中:qiy(t)为实测的平均年径流量;qysimi(t)为模拟的平均年径流量。
如果nash和sutcliffe模型效率标准越接近1，同时相对误差越接近0，则说明模拟效果越好。对大尺度水文过程模拟，最优标准为nash和sutcliffe效率标准超过60%，相对误差小于10%。
(2)模型检验
模型检验是继参数率定之后分析的内容。当在一个流域上使用某一模型时，首先对参数率定，求出最优参数。此外，还需要另外一部分资料用于模型检验。
资料一般选择2～3年进行检验。降水-径流模型中根据降雨情况模拟径流序列，比较模拟和实测的径流过程线，只有当二者拟合较好或在预定误差范围内时，模型才可以应用。另外，除对多年平均相对误差检验，还考虑对极值进行检验，定义极值模型相对误差检验remax为
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式中:qmax代表实测径流的最大值;qsimmax代表模拟径流的最大值。当rns越大，re和remax越接近0时，则说明拟合的总精度越高。
综上可知，每一个模型都包含不定数的中间状态变量，月水量平衡模型中土壤含水量s(t)是表征流域的中间状态变量，在模型运行中，先给出初始值s(t-1)，然后根据水量平衡原理依次迭代本时段s(t-1)和下一个时段s(t)，一般初始值取最大土壤含水量的一半。由于中间变量初始值的影响，取序列的前2年作为预热期。预热期后的资料分为2个阶段，第1阶段作为率定期模型参数优选，本模型采用人工和计算机联合优选，用式(6.
9)优选模型参数;第2阶段作为模型检验期，检验模型的外延效果，只有在率定期和检验期径流量模拟满足精度要求，才认为模型合格。
什么是水量平衡,水量平衡的方程式是什么？
1楼 易书科技 谈论地球上的水量平衡，是有前提条件的。这个前提条件就是一个假设和一个客观事实。一个假设，是把地球作为一个封闭的大系统来看待，也就是假设地球上的总水量无增无减，是恒定的 一个客观事实，是基于地球上天然水的统一性，地球上水的大小循环使地球上所有的水都纳入到一个连续的 永无休止的循环之中。...
什么叫水平衡测试,什么是水量平衡测试？什么是水平衡测试？深圳有哪些水平衡测试机构？ 5
1楼 匿名用户 呵呵，水平衡知识 水平衡原理 某地区在某段时间内， 和 的差额，等于该地区的储水变化量。 降水 p ，径流流入 r入 。 蒸发 e ，径流流出 r出 。 我们根据水平衡原理列出普遍公式 水资源变化量 s p r入 e r出 而多年平均水资源变化量趋于零，所以公式应为 水平衡测试真是好...
衡量城市化水平的最重要的指标是,衡量城市化水平最重要的指标是
1楼 答案b 本题考查城市化。城市人口占总人口的比重是衡量城市化水平高低的标志。 衡量城市化水平最重要的指标是 2楼 答案c本题是对城市化水平高低的衡量。衡量城市化水平最重要的指标是城市人口在总人口中的比重。选择c项。 3楼 召萍仰平绿 城市人口占总人口的比重。 衡量城市化水平最重要的标志是 4楼 ...