SCS-CN径流模型中CN值确定方法研究.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.30M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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DOI:10.13826/j.cnki.cn65-1103/x.2012.03.010 第卷第 35 2012 年 5 3 月期 ARID LAND GEOGRAPHY Vol． 35 No． 3 May． 2012 SCS － CN 径流模型中 CN 值确定方法研究＊符素华1，王向亮2，王红叶1 魏欣1，袁爱萍3 ( 1 2 地表过程与资源生态国家重点实验室，北京师范大学地理学与遥感科学学院，北京鞍山师范学院中文系，辽宁鞍山北京市水土保持工作总站，北京 ; 114007 3 ; 100875 ) 100038 CN 摘要: 径流计算是区域径流量预报和水土资源评价模型中的重要组成部分。SCS － CN 径流模型是一种常用的径流计算方法。径流曲线数( ) 是 SCS － CN 模型中反映降雨前流域特征的一个综合参数。用北京密云石匣 3 个小区实测降雨径流资料，用平均值法、中值法、算术平均值法、S 对数频率分布法以及渐近线法来反推 CN 值，并用反推的 CN 值计算了径流深。用模型效率系数、相关系数和合格率比较了这 5 种方法确定的 CN 值计算径流深的优劣。结果表明: 从模型有效系数来看，渐近线法得到的模型有效系数最好; 从相关系数和合格率来看，算术平均值法的结果最好。相对于渐近线法来讲，算术平均值法计算 CN 简单，因此建议在计算 CN 值时用算术平均值法。关键词: 中图分类号: SCS － CN 模型; 径流曲线数; 径流 P334． 9 文章编号: 1000 － 6060 文献标识码: A 03 － 0415 － 07 415 － 421 2012 ( ) ( ) Green － Ampt 水资源危机土壤侵蚀以及水土流失引起的非、点源污染是当前国际广为关注的热点问题〔1〕。研土壤侵蚀模型和非点源污染究者常常把水文模型、模型作为研究这些问题的技术工具，而径流计算不仅是水文模型的重要组成部分，也是泥沙养分和农、常见的径流计算方法药等污染物流失计算的基础入渗曲线，以及入渗曲线有这些方法涉及的参数多，且美国农业 ) 〔3 － 5〕提出的径流曲线数 USDA SCS 经验模型结构简单，只需一个反映径流曲线数径流曲线 Horton 参数不易获取，限制了它们的广泛应用部土壤保持局( 法降雨前流域下垫面特征的综合参数 ——— ( ) ，在许多国家和地区得到广泛应用 CN 数是一个无量纲参数，与前期土壤湿度( 入渗曲线等〔2〕。 ———SCS － CN 、Philip 。。。 ) 、 AMC ，简称土壤类型 Antecedent 土地利 moisture condition 坡度等因素有关，对径流计算结果影响很大用、。 Boughton〔6〕在流域面积为 85 km2 的流域上的研究结果表明，计算径流值的变化随着平均湿润状况下的变化可导致计因此选择合适的的变化而变化，和 CN 算径流量的变化 ± 10% 取值 CN 、 + 55% － 45% 。值对径流量的准确估算是非常重要的 CN 。。。值 CN CN CN 由于土壤水文条件，土地利用方式等的差异，我国许多土地利用在美国土壤保持局提供的表中但是如果研究流域有一定难以查到相应的年限长度的次降雨径流资料，则可用研究流域的资值，从而也可为无降雨资料，相同下垫料来反推国外已提出用面条件下地区的径流计算提供参数。渐近线法〔9〕和中对数频率分布法〔8〕、平均值法〔7〕、S 值法等方法来利用降雨径流资料推算径流曲线数我国一些学者也尝试用降雨径流资料来反推实值验区的径流曲线数值 25 个小区的降雨径流资料( 次降雨) 为基础，计算了黄土高原地区不同下垫面条件下的径流曲线数值，并分析研究了径流曲线数值值和各影响因子间的关场实测降系 62 李常斌雨资料研究了不同坡度下的径流曲线数值个径流场资料，用等〔12〕用甘肃安家沟流域的张钰娴等〔11〕用黄土丘陵区径流场罗利芳等〔10〕以陕西安塞模型反推得到了尽管已提出多种推算 15 值的计算方法，但是目因此本研前对推算究用北京山区坡面径流小区的降雨径流资料，通过平均值法对数频率分布值方法的比较研究还较少 SCS － CN CN CN CN 。。。。。中值法、算术平均值法、、S * 收稿日期: 2011 － 10 － 23; 修订日期: 2011 － 12 － 19 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金，长江学者和创新团队发展计划; 北京市自然科学基金( 作者简介: 符素华( : ) ，女，四川岳池人，副教授，主要从事水土保持与水土资源管理研究 ) 资助 8072016 suhua@ bnu． edu． cn ． Email 1973 －

614 干旱区地理法以及渐近线法分别确定值，从而为实际应用中 CN 供一些建议，以促进报和水土资源评价中的广泛应用 SCS － CN CN SCS － CN 模型中的参数值计算方法的选取提模型在区域径流量预为潜在蓄水能力; 损; 域特性的综合参数，与土壤 λ S 为初损系数; CN 土地利用等有关、 ) 分别反推出以下公式: 。由公式( ) 和( 4 5 。 S = 5〔P + 2Q － ( 4Q2 + 5PQ ) 1 /2 〕， ( 6 CN = 25400 254 + S ， ( 7 ) ) 卷 35 是反映流利用已知降雨径流实测资料，根据公式( 可计算出一定前期湿度条件下的值 1． 2 前期湿度条件( AMC) 的确定 CN ) 和( 6 ) 便 7 。美国土壤保持局〔5〕为考虑前期土壤湿度对径流的影响，引入了前期降水指数 ( ) ，即降雨前 Antecedent API 降雨总量( ) mm 。 5 d ，把前期土壤湿度条件( API ，简称为正常， AMC3 AMC ) 分为为湿润 An- 级: 3 具体。 Precipitation Index 根据前期降水指数 tecedent Moisture Condition 为干旱， AMC1 划分依据如表 AMC2 1。表 1 SCS-CN 模型前期土壤湿润程度分类 Tab． 1 Types of antecedent moisture condition in SCS － CN method AMC 1 2 3 降雨总量前生长期 5 d ＜ 35． 6 / mm 休闲期＜ 12． 7 35． 6 ～ 53． 3 12． 7 ～ 27． 9 ＞ 53． 3 ＞ 27． 9 1． 3 资料来源。本文选取北京密云石匣由于研究区降雨径流资料年限和小区产流情况不同，故尽可能选择产流资料年限较长且典型的小区资料源号自然植被( 植被覆盖度为米坡耕地这降雨径流资料反推 CN 1． 4 CN 值确定方法值，小区基本情况详见表、5 号玉场实测 45% ～ 60% 年个径流小区号休闲地 1993 － 2006 、18 2。 71 4 3 ) 根据已知降雨径流资料来确定值目前还没 CN 1 研究方法 1． 1 模型原理 50 20 世纪模型是 SCS － CN 本研究采用的年代初美国农业部水土保持局根据美国地带性气候特征和农业区划所研制的小流域设计洪水模型〔13〕。该模型基于水量平衡方程和两个基本假定〔3〕。第 ) 与一个基本假定是: 集水区的实际地表径流量 ( Q ) 与流域可能最大径流量的比值等于实际入渗量( 潜在蓄水能力( ) S 是潜在蓄水能力( 用公式可分别表示如下: F 另一个假定是: 初损( ) 的一部分 ) 之比。。 Ia S P = Ia + F + Q ， Q P － Ia = F S Ia = λ·S ，， ( ( ( ( ) ) ) 1 1 2 ) 3 由( ) 和( 1 2 ) 得到: Q = ( ( ) 2 P － Ia ， ) P － Ia + S ) 经大量降雨径流实验数据得美国土壤保持局( 到与 Ia S SCS 的经验关系式为: ，因此有: λ = 0． 2 ( Q = ) 2 P － 0． 2S P + 0． 8S ， Q = 0 ， P ＞ 0． 2S ， ( ) 4 P≤0． 2S ，与 S CN 值的经验转换关系如下: S = 25 400 / CN － 254 ， ( ) 5 式中: P 为降雨量( ) ; Q mm 为径流深( ) ; mm Ia 为初表 2 密云县高岭镇石匣坡地径流小区布设情况表 Tab． 2 Basic conditions of Shixia runoff plots at Gaoling，Miyun County 小区号坡度坡长坡宽石石石 4 5 18 / ° 14． 6 14． 6 3． 8 / m / m 10 10 10 5 5 5 坡向半阳半阳阳土壤类型粗骨褐土粗骨褐土粗骨褐土土地利用及措施资料年限休闲地自然植被( 45% ～ 60% 玉米( 坡耕地) ) 1993 － 2006 1993 － 2006 1993 － 2006 年年年

期 3 符素华等: SCS － CN 径流模型中 CN 值确定方法研究 714 有统一的方法法: 平均值法布曲线法。中值法、渐近线法、模型中的参数－ CN 的影响现有文献中主要提到以下种方对数频率分 5 算术平均值法、选用这些方法对比确定、S SCS 值的差异以及对径流计算。 CN 。 ) 平均值法 ( 1 首先用实测降雨径流数据根据公式( ) 计算， S 的平均值代入公式 6 的平均值，最后把 S 然后取 ( S ) 得到 7 CN 值。 ) 中值法 ( 2 如上求出，将所得从小到大排序，取居于中间的数( 如果这组数据个数为偶数，则取位于中间的两个数的平均值) ，即中值，代入( ) 得到值 S S 7 CN 。 ) 算术平均值法 ( 3 根据公式计算出每一实测降雨径流数据对的的平均值值，取所得对应的 CN CN ，再求每一个 S 为最终结果 S ) ( 4 该方法由 S 。对数频率分布法 Hjelmfelt〔8〕提出的年最大降雨径流资料，把为随机变量，通过数学方法，得到线，然后依据 S 值确定不同状况下的 S S 值。 CN 。值以及相应的根据研究流域观测值作值的频率分布曲 CN 具体步骤为: 根据年降雨径流资料系列筛 ① －值; 选出年次降雨的最大径流量以及相应的降雨量; 利用年最大径流量及相应的降雨量，利用公式( 计算相应的序，求对数经验频率分布曲线求出频率为值的对数经验频率分布曲线; 值; 将 ③ S S S 6 ④ 根据 S 时的 ② ) ，值取对数，并按递减次序排值的值; 值，此值作为土壤水 CN 以相同的方法，根据经以及值及湿润时的、时的 50% 90% ⑥ 10% S S 值，作为土壤水分状况为干燥根据公式( ) 求出相应的 7 CN ⑤ 分状况为一般时的验频率曲线求出频率为相应的值 ( 5 该方法由。 ) 渐近线法 CN CN CN 值的方法 Hawkins〔9〕提出，通过将降雨径流频率配对，使降雨量和径流量具有相同重现期时，以此来确定。将降雨量和径流量分别按大小排序，将同一序数下的降雨量和径流量组成新的数据对，此时同一重现期下的降雨量有对应重现期的径流量; 用新的降雨量和径流量数据对根据公式具体做法是: ① ② ( S 7 6 ③ 和 CN CN 值; ) 计算相应的 ) 和( 将计算出的值与相应的降雨量组成数据对，点绘降雨量与的散点图，并根据散点图配线，可得到径流曲线 CN 数和降雨量的关系函数，以渐近线值作为土壤水分值( 平均状况时的 1． 5 模型评价参数为了比较不同值确定方法对 CN2 CN 。 ) 型径流计算精度的影响，用不同算出的选用了模型效率系数 SCS － CN CN 和模型计算了径流深。相关系数和合格率这 CN 参数作为评价指标计算值和实测值的接近程度，其计算公式为: 。 Ef Ef、模型效率系数 SCS － CN 模值确定方法计同时个 2 〔14〕用以评价 CN Ef = 1 － ( ( ∑ ∑ Robsi － Rcali Robsi － Rcbs ) 2 ) 2 ， ( ) 8 分别为第 ) ，场降雨的计算径流量和式中: 和实测径流量( Rcali 1 1∶1 mm Robsi － Rcbs － ∞ ～ 1。 i 为实测径流量的平均值。在许多情况下，模型效率系数类似于相关系数。线但是模型效率系数反映的是计算值与实测值的接近程度，其取值范围为如果模型效率，表示模型计算值与实测值非常接近，也就系数为是模型的有效性好; 模型效率系数为，表示计算值与实测值之差的平方和刚好等于实测值与其平均值的平方和，这表明用实测值的平均值来进行径流量预报的效果与模型预报的效果一样; 模型效率系数为负，则表示实测值的平均值比模型预报值能更好地进行径流量值的估计〔15〕。 0 R 相关系数( ) 可以反映计算值与实测值之间的值越大，误差相关程度，取值范围为越小，计算值与实测值之间的线性相关程度越高; ，误差越大，计算值与实测值之间的， 1〕。 | R | 值越接近〔－ 1 | R | 线性相关程度越低 0 计算公式如下: 。 R = ( ∑ ( ∑ 槡 Rcali － Rcal Rcali － Rcal ) ) ( ) 2 ∑ Robsii － Robs ( Robsi － Robs ， ( ) 9 ) 2 式中: Rcal 为计算径流量的平均值。模型合格率也是水文预报中常用指标之一首先统计出计算径流值与实测值绝对误差小于等于的降雨场次，然 2 mm 后将该降雨场次除以总降雨场次的百分数作为模型，或者相对误差小于等于 30% 。

814 计算的合格率。 2 结果与分析 ) 5 。、S 平均值法中值法、 3 中值法、算数平均值法、种方法得到对数频率分值有差异在前期土壤湿度为正常的情况下，平均值对数频率分布法和渐近，， 79． 6 值确定方法中，渐值最高布法和渐近线法这 ( 表法线法的， 73． 3 算数平均值法、个小区和 79． 3 近线法得到的值的平均值分别为在这值最低，中值法得到的 70． 6。 77． 4 CN CN CN 种、S 3 5 CN 。 CN 干旱区地理卷 35 5 S 4 中值法、 ) ，平均值法与实测径流相比( 表对数频率分布法在石算、术平均值法计算的径流深平均值相差不大，但都比实测径流深的平均值要高; 4 ( 自然植被) 小区计算的径流 ( 休闲地) 小区和石深平均值比实测径流深的平均值高，而在石 ( 玉米坡耕地) 小区计算的径流深平均值比实测径流深的平均值低; 渐近线法在石 ( 休闲地) 小区计算的径流深平均值比实测径流深的平均值高，而在石 ( 自然植被) 小区和石径流深平均值比实测径流深的平均值低 5 ( 玉米坡耕地) 小区计算的 18 18 4 。表 3 不同方法 CN 计算结果比较 Tab． 3 CN result comparisons between different methods 小区号平均值法中值法算术平均值法对数频率分布法 S 渐近线法 4 5 石石石 18 CN1 55． 7 55． 0 68． 6 CN2 74． 6 74． 0 83． 6 CN3 88． 4 88． 1 93． 2 CN1 62． 4 58． 6 66． 7 CN2 79． 5 76． 8 82． 4 CN3 91． 1 89． 6 92． 6 CN1 59． 1 57． 7 70． 3 CN2 77． 1 76． 1 84． 7 CN3 89． 8 89． 3 93． 8 CN1 45． 9 33． 1 38． 6 CN2 78． 7 70． 5 70． 6 CN3 95． 4 94． 5 93． 3 CN1 57． 7 41． 5 54． 3 CN2 76． 1 62． 3 73． 5 CN3 89． 3 80． 8 87． 8 表 4 不同计算方法计算径流结果比较 * Tab． 4 Runoff comparisons between different methods 小区号实测径流值平均值法中值法均值标准差均值标准差均值标准差算术平均值法均值标准差 S 对数频率分布法均值标准差渐近线法均值标准差石石石 4 5 18 9． 22 2． 62 6． 07 6． 54 2． 77 7． 76 注: * 仅包含前期土壤湿度中等下的径流数据 13． 76 18． 38 15． 71 19． 98 11． 96 16． 75 15． 03 19． 44 13． 01 17． 72 5． 67 6． 61 8． 25 13． 10 。 5． 97 5． 81 8． 61 11． 61 4． 86 6． 21 7． 23 12． 37 3． 78 3． 29 5． 65 5． 54 2． 40 3． 70 2． 63 6． 79 5 5 。。 Ef 从表种方法中， Ef 模型有效系数接近程度为负值，这说明实测径流值的平均值比选用的方法能更好的进行径流量的估算能很好地反映实测值与计算值的可以看出，大部分 5 种尽管如此，在这种方法中，渐近线法得到的模型有效系数仍高一号小区土对数频率分布法得， 5 些，最大模型有效系数为 0． 60 壤湿度条件为正常的时候; 而到的模型有效系数最差，最大模型有效系数为也出现在平均值法系数为 0． 51 号小区土壤湿度条件为正常的时候 18 。中值法和算术平均值法的最大模型有效、，出现在和 18 S ， 0． 31 0． 17 0． 00。 5 4 下 ) ， 5 从计算结果的相关系数来看( 表种方法中，同种湿度条件下算术平均值法的相关系数最高，号自对号休闲地小区相关系数为号玉米地小区为 AMCⅡ 然植被小区为数频率分布法的相关系数最低号和号小区的相关系数分别为。AMC Ⅱ 、5 和中值法和渐近线法计算的相关系、 18 而平均值法下， 0． 43 0． 85。S 号， 18 0． 82。 0． 61 0． 63 0． 51 ， 5 4 3 18 下 0． 47 0． 53 0． 18 小区，在号小区这 0． 85 ， 0． 49 AMCⅡ 和号和 4 ， 5 和值确定方法的相关系数都为数基本一致，在号小区的相关种方法的系数都分别为，通过相关系数相关系数分别为和模型有效系数对比，发现相关系数高，但其模型有情景下，效系数并不一定高，如石，而模型不同有效系数都这主要是由于这两个参数本身＜－ 9。相关系数反映的是计算值与实的含义不同而引起测值之间的相关程度，而模型效率系数反映的是计这说明在进行模算值与实测值型评价时，如果使用单一评价指标，可能不能全面地对计算结果进行评价线的接近程度 AMCIII 0． 79 1∶1 CN 。。 5 。从合格率来看( 表 13% ～ 71% 化范围为率最高，为 43% ，在 5 平均值法 13% ～ 83% 29% 。相差不大，在 ; 5 6 ，在这 ) ，算术平均法的合格率变种方法中的总体合格对数频率分布法的合格率范围为 S 种方法中的总体合格率最低，为中值法和渐近线法的总体合格率、左右种不同的土壤湿度条在 35% 。 3

期 3 符素华等: SCS － CN 径流模型中 CN 值确定方法研究 914 表 5 不同计算方法相关系数和模型效率系数比较 Tab． 5 Comparisons of corrdlation coefficient and model efficiency 小区号石 4 石 5 石 18 AMC AMCⅠ AMCⅡ AMCⅢ AMCⅠ AMCⅡ AMCⅢ AMCⅠ AMCⅡ AMCⅢ 平均值法中值法算术平均值法对数频率分布法 S 渐近线法 R － 0． 27 0． 59 0． 53 － 0． 08 0． 47 0． 79 0． 19 0． 85 0． 54 Ef － 0． 61 － 3． 71 － 26． 75 － 2． 65 － 5． 15 － 14． 13 － 3． 54 0． 17 － 35． 53 R 0． 00 0． 62 0． 53 － 0． 03 0． 49 0． 79 0． 18 0． 85 0． 54 Ef － 0． 56 － 6． 63 － 31． 06 － 3． 98 － 4． 84 － 15． 30 － 2． 97 0． 31 － 34． 49 R 0． 23 0． 63 0． 53 0． 04 0． 51 0． 79 0． 20 0． 85 0． 54 Ef － 0． 59 － 5． 01 － 28． 90 － 3． 59 － 7． 42 － 15． 06 R － 0． 36 0． 61 0． 55 － 0． 29 0． 43 0． 79 Ef － 0． 57 － 6． 05 － 39． 62 － 5． 62 － 2． 62 － 19． 77 － 4． 14 － 0． 32 － 1． 31 0． 00 － 35． 59 0． 82 0． 54 0． 51 － 35． 70 R － 0． 19 0． 60 0． 53 － 0． 36 0． 18 0． 79 0． 04 0． 85 0． 52 Ef － 0． 60 － 4． 46 － 28． 12 － 1． 74 － 0． 56 － 9． 39 － 1． 12 0． 60 － 27． 16 表 6 不同计算方法的模型计算合格率 Tab． 6 Qualified rate for different methods 小区号总降雨场次 AMC 石 4 石 5 石 18 AMCⅠ AMCⅡ AMCⅢ AMCⅠ AMCⅡ AMCⅢ AMCⅠ AMCⅡ AMCⅢ 32 14 25 29 7 8 40 6 8 平均值法中值法算术平均值法对数频率分布法渐近线法 S 合格次数 13 4 8 13 4 1 13 3 3 合格率 / % 40． 6 28． 6 32． 0 44． 8 57． 1 12． 5 32． 5 50． 0 37． 5 合格次数 12 4 8 14 5 1 13 3 2 合格率 / % 37． 5 28． 6 32． 0 48． 3 71． 4 12． 5 32． 5 50． 0 25． 0 合格次数 14 4 11 14 5 1 17 3 3 合格率 / % 43． 8 28． 6 44． 0 48． 3 71． 4 12． 5 42． 5 50． 0 37． 5 合格次数 9 3 3 7 5 1 13 5 3 合格率 / % 28． 1 21． 4 12． 0 24． 1 71． 4 12． 5 32． 5 83． 3 37． 5 合格次数 12 3 10 8 3 1 13 5 2 合格率 / % 37． 5 21． 4 40． 0 27． 6 42． 9 12． 5 32． 5 83． 3 25． 0 的合格率最低件下，的合格率最高， 3 AMCIII 中值法、相关系数和合格率这、 AMCII 。此外，无论是从计算径流深的平均值，还是从模个指标评价的对算数平均值法、种方法计算的径流曲型有效系数结果，都表明平均值法数频率分布法和渐近线法这线数值不能很好地预报径流深 SCS －模型中径流曲线数不是影响径流预报的唯一因所引取这表明在北京地 CN 素，径流量的准确预报还可能由起。值为区也有必要进一步地研究 0． 2 贺宝根等〔4〕的研究结果表明在上海郊区所预报的径流深更好取值这说明在取值为 0． 05 、S 。。 λ λ 5 。 CN 相对于渐近线法来讲，算术平均值法计算 CN 值时用算术平均值法最好简单，因此建议在计算。不同的土壤湿度条件对计算结果也有一定的影响，同时种方法的计算径流深和实测值有较因此在北京地区也有必要进一步地研究 AMCII 结果也表明这大的差别的合格率最高，的合格率最低 AMCIII 。 5 。取值。 λ 参考文献( References) 3 结论 λ 。〔1〕胡彩虹，吴泽宁，高军省，等．区域水资源可利用量研究〔J〕．干旱区地理， 2010 ， 33 ( ) : 3 404 － 410．〔HU Caihong ， WU Ze- ， GAO Junsheng ning ， et al． Calculation of regional available water 、算术平均值法本文对平均值法对中值法、种方法确定的径流数频率分布法以及渐近线法这从模曲线数值所计算的径流深的精度进行了比较型有效系数来看，渐近线法得到的模型有效系数最好; 从相关系数和合格率来看，算术平均值法的结果、S 。 5 resources〔J〕． Arid Land Geography 符素华，刘宝元，吴敬东，等， 2010 ， 33 ( 3 ) : 404 － 410．〕北京地区坡面径流计算模型的比地理科学，， 22 ( ) : 5 604 － 609．〔FU Suhua ，〔2〕较研究〔J〕． LIU Baoyuan ，． 2002 ， WU Jingdong et al． Study on runoff calculation method in Beijing mountainous area 〔J 〕 Scientia Geographica ， Sinica ， 2002 ， 22 ( 5 ) : 604 － 609．〕〔3〕 Soil Conservation Service ( ) SCS ． " Section 4 ， hydrology" ． national

024 干旱区地理卷 35 engineering handbook 〔R〕． U． S． Department of Agriculture ， number method on loess plateau〔J〕． Bulletin of Soil and Water Washington ， D． C． 1972 〔4〕 Soil Conservation Service : ( ． Hydrology in National Engineer- 〔11〕， Conservation 22 张钰娴，穆兴民，王飞， 2002 ( ． ) : 58 － 62．〕 3 径流曲线数模型( SCS － CN ing Handbook ， Section 4 ， Chap． 10 ， Soil Conser- 黄土丘陵区的率定〔J〕．干旱地区农业研究， 2008 ( ， 26 5 vation Service〔R〕． USDA Washington ， 1985 : 10． 5 － 128．〔ZHANG Xianyu ， MU Xingmin ， WANG Fei． Calibration Supplement A ， ) 参数在 λ ) : 124 10． 5 ) SCS ，〔5 〕 BOUGHTON W C A． Review of the USDA SCS curve number and validation to parameter λ of soil conservation service curve method 〔J〕． Australian Journal Research． 1989 ， 27 ( 3 ) : 511 － number method in hilly region of the Loess Plateau〔J〕． Agricultur- 523．〔6〕 MISHRA S K ， SINGH V P． Validity and extension of the SCS － CN 〔12〕 method for computing infiltration and rainfall － excess rates 〔J〕． Hydrological Processes． 2004 : ， 18 3323 － 3345．〔7〕 BOTAN J． Determination of watershed curve number using derived ， distributions〔J〕． Journal of Irrigation and Drainage Engineering ， 123 ( 1 ) : 1997 28 － 36． al Research in the Arid Areas 李常斌，秦将为，李金标计算． CN ， 2008 ( ) : ， 26 值及其在黄土高原典型流域 124 － 128．〕 5 径流模拟中的应用干旱区资源与环境，， 22 2008 〔J〕．， QIN Jiangwei ， LI Jinbiao． Application －降雨 ( ) : 8 67 － 70．〔LI Changbin of computational curve number to precipitation － runoff simulation in a typical watershed in Chinese Loess Plateau〔J〕． Journal of Ar- id Land Resources and Environment ， 2008 ， 22 ( 8 ) : 67 － 70．〕〔8 〕 HJELMFELT A T． Investigation of curve number procedure 〔J〕．〔13〕 Natural Resources Conservation Service． Technical release 55 － ur- Journal of Hydraulic Engineering ， ASCE ， 1991 ， 117 ( 6 ) : 725 － 737． ban hydrology for small watersheds〔R〕． USDA ， 1986 : 2 － 1．〔9〕 HAWKINS D H． Asymptotic determination of runoff curve numbers ) : from data〔J〕． Am Soc Civ Eng J Irr Drain Div ， 1993 ， 119 2 ( 〔10〕 334 － 345．罗利芳，张科利，符素华量计算中的应用〔J〕．径流曲线数法在黄土高原地表径流．水土保持通报，〔14〕 NASH J E ， SUTCLIFFE J V． River flow forecasting through con- ceptual models Hydrology ， 1970 ， part I － A discussion of principles〔J〕． Journal of ， 10 ， LIU B Y ， et a1． Curve numbers and 282 － 290．， RISSE L M ) : 3 ( 〔15〕 NEARING M A ， 22 ( 3 ) : 58 － 62． Green － Ampt effective hydraulic conductivities〔J〕． Water Re- 2002 〔LUO Lifang ， ZHANG Keli ， FU Suhua． Application of runoff curve sources Bulletin ， 1996 ， 32 ( 1 ) : 125 － 136． Meathod of determining CN value in the SCS-CN method FU Su-hua1， WANG Xiang-liang2， WANG Hong-ye1， ( 1 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology ， School of Geography WEI Xin1，， YUAN Ai-ping3 ， Beijing 100875 ， China ; 2 Department of Literatures 3 Beijing Soil and Water Conservation Anshan Normal College ， Anshan 114007 ， Beijing 100038 ) China ，， Beijing Normal University ， Liaoning ， China ; ，， : Abstract ， Water shortages and non-point pollution caused by soil erosion have reached crises point in many re- gions． Hydrological model soil erosion model and non-point pollution model have been used as the main technique tools which evaluate the risk of water resources soil erosion and water pollution． Runoff calculation is an important ，， part in the hydrological models and is the basic element in the calculation of water contaminants including sedi- ment nutrients and pesticides etc． Soil Conservation Service Curve Number SCS － CN method has been widely ( ) ( ) used in many countries and regions． Runoff curve number CN is an integrated parameter in the SCS － CN meth- od which reflects the effect of soil water content soil type and land use etc． on runoff depth． But SCS － CN meth- od may result in bad prediction accuracy in China because the values of curve number provided by USDA Soil Con- servation Service can not be directly used in China due to the differences in landuse hydrologic soil groups and slope gradient etc． Thus the purpose of this study was to compare the differences in determining CN value by using mean method arithmetic － mean method median method S probability distribution method and asymptotic method ，，， and to compare the accuracy of runoff predicted by different CN value． Data of rainfall － runoff from three runoff plots at Shixia Miyun Beijing with a period from 1993 to 2006 were used． Runoff depth was calculated by u- ，，，， sing SCS － CN method with different CN determining methods． The index of Nash model efficiency correlation co- ，，

期 3 符素华等: SCS － CN 径流模型中 CN 值确定方法研究 124 efficient and acceptance rate were used to evaluate the accuracy of runoff depth predicted by different CN determi- ning methods． The results show that the runoff depth predicted by five methods was significantly different from the measured ones． The asymptotic method had the best Nash model efficiency． But arithmetic － mean method provided with the best correlation coefficient and acceptance rate． Compared to asymptotic method arithmetic － mean meth- od is simple thus we recommend that arithmetic － mean method be used to determine the CN value． The anteced- ent moisture condition had important effects on the results of runoff prediction． The acceptance rate under the AM- CII was the best whereas that under the AMCIII was the worst． The results also indicate that it is necessary for fur- ， ther research on the initial abstraction ratio in Beijing area． Key Words SCS CN method SCS curve number runoff ; ; ， : 殰櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆殰櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆中亚造山带南部东准噶尔的侧向增生过程研究取得进展增生型造山带是近 20 年研究揭示的一种新型的造山带。不同于以巨量的地壳缩短和加厚为特征的经典的陆－陆碰撞型造山带，增生型造山带是在大洋地壳持续俯冲过程中不同性质的地体不断拼贴增生形成，以显著的地壳垂向生长和水平侧向增生为特征。中亚造山带是显生宙以来全球最大的增生型造山带之一，位于西伯利亚克拉通和华北－塔里木克拉通之间的广袤地区。我国新疆维吾尔自治区的北部地区位于中亚造山带南部，是中亚增生型造山带的代表性地区之一，其构造演化历史对恢复中亚造山带的形成机制和演化过程具有重要意义。为此，中国科学院新疆矿产资源研究中心的双聘研究人员龙晓平博士等对新疆北部东准噶尔及其邻区的古生代碎屑沉积岩开展了详细的地球化学和锆石年代学研究工作，初步恢复了该地区的侧向增生过程，促进了中亚造山带南部增生造山过程的研究。东准噶尔地体位于中国阿尔泰古生代岩浆弧的南缘，由北向南依次发育扎河坝蛇绿岩和阿尔曼泰蛇绿岩，认识这些蛇绿岩的就位时间，是恢复东准形成过程及其与中国阿尔泰侧向拼贴过程的关键，也是研究中亚造山带的增生造山历史不可或缺的重要组成部分。研究揭示，东准噶尔原奥陶纪的荒草坡群和原志留纪的库布苏群碎屑沉积物的地球化学特征类似于活动陆缘沉积物，指示不成熟的物质源区。荒草坡群底部的碎屑锆石给出最年轻的年龄峰值为 440 Ma，说明沉积于早志留世之后; 而荒草坡群顶部和库布苏群碎屑锆石定年获得最年轻的年龄为 346 ～ 355 Ma，表明其沉积于早石炭世之后，应并入南明水组。荒草坡群底部与哈巴河群碎屑锆石年龄分布特征的相似性说明东准噶尔与阿尔泰之间的洋盆在其沉积之前已经关闭，阿尔曼泰蛇绿岩在早泥盆纪之前已经就位; 而荒草坡群顶部和库布苏群与哈尔里克石炭纪杂砂岩碎屑锆石年龄分布特征的不同说明克拉麦里蛇绿岩就位于早石炭纪之后。据此提出: 古亚洲洋分支持续向阿尔泰的俯冲－增生过程导致了东准噶尔造山带的形成，该持续的北向俯冲－增生模式可以解释中亚造山带南部的构造演化过程。这一研究不但从碎屑沉积岩角度制约了东准地区两条重要蛇绿岩带的构造就位时间，恢复了东准噶尔造山带侧向增生造山过程，而且将独立的中国阿尔泰地质演化过程和东准噶尔造山带的形成有机结合，促进了中亚造山带南部地质演化历史的恢复。相关研究发表于 Gondwana Research 上。櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆殰櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆殰

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