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分布式水文模型是流域水文学的发展到一定阶段的产物,它能够帮助人们更加深入的理解水文循环在不同时间和空间尺度上的演变规律和过程。本文回顾了水文模型的产生、发展的过程,特别是分布式水文模型的发展历史、及其研究、应用现状。从其应用领域、尺度问题、计算域的离散、与地理信息系统(GIS)遥感(RS)关系、参数率定、模型的验证等方面阐述分布式水文模型的特点。以MIKESHE模型为例,介绍基于物理过程的分布式流域水文模型的用于模拟不同水文过程的各种组成模块及其原理和计算方法。将分布式水文模型MIKESHE应用于北京市密云县土门试验流域、帽石沟小流域,用2004、2005年场降雨的时间序列数据、各种经处理的图形数据,模拟径流。首先,用2004年7月21日降雨径流模拟做模型参数率定,然后将确定的参数用于其余场降雨径流、全年雨季的径流过程模拟,用实测径流数据验证模型,对模拟结果进行综合分析,找出误差原因。在完成对MIKESHE模型校准、验证的基础上,应用模型做以下几个方面的研究:时间、空间分辨率对水文模拟结果的影响效应;不同参数对模型模拟的影响;以土门流域为例,预测流域尺度上径流过程对几个假设场景的水文响应:径流过程对土地利用类型变化、气候变化(潜在蒸发散提高10mm/d,降雨强度减少10%)、植被变化(流域皆伐)的影响;模拟无实际观测数据验证的土壤水分动态变化。研究结果显示:1)当其他条件一定,时间分辨率越高,模拟结果越精确,但模型运行时间也最长。时间分辨率高的径流模拟结果涨水、退水迅速、洪峰提前、流量大,模拟精度略高于分辨率低的模拟。同样,空间分辨率越大,模拟结果越精确,但平均流量偏小。不同空间分辨率下模拟的径流洪峰出现时间相近,但洪峰值差别很大:洪峰流量、平均流量随空间分辨率变小而增大;而随着空间分辨率变大,模型运行时间增加,但不显著。2)在径流模拟中,坡面产流的临界水深变化明显影响径流洪峰的出现早晚,临界水深值大,径流及其洪峰出现明显滞后,反之提前;坡面漫流平均有效糙率倒数具有决定河道汇流时间的作用,地表糙率、土壤的导水率对洪峰的大小以及径流过程线的形状影响显著。地表糙率倒数大,河道汇流速度快,洪峰流量大,且退水过程线较平缓,反之,洪峰流量小,径流过程迅急;土壤饱和导水率高,土壤入渗强度大,坡