當(dāng)今社會(huì)科技的發(fā)展越來(lái)越快，人們對(duì)數(shù)字化的要求也越來(lái)越高。水文學(xué)作為歷史悠久的學(xué)科，越來(lái)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(shí)際運(yùn)用和實(shí)踐中逐漸發(fā)展起來(lái)，早期用于實(shí)時(shí)洪水和實(shí)時(shí)水位預(yù)報(bào)。現(xiàn)在，水文模型的作用范圍更加廣泛，它在防洪減災(zāi)、水庫(kù)調(diào)度、生態(tài)環(huán)境需水、水資源開(kāi)發(fā)利用、道路、城市規(guī)劃、面源污染評(píng)價(jià)、人類活動(dòng)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(diǎn)問(wèn)題。另外，對(duì)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(shí)意義。

1、定義

根據(jù)何長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(duì)客觀世界的長(zhǎng)期觀察和理解，提出高度概括現(xiàn)實(shí)世界，用于預(yù)測(cè)未來(lái)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(guó)外的產(chǎn)流計(jì)算中具有超滲透產(chǎn)流機(jī)制。霍頓建議，雨強(qiáng)I大于滲透能力fp時(shí)，雨強(qiáng)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(qiáng)I小于滲透能力fp時(shí)，雨強(qiáng)根據(jù)自己的強(qiáng)度滲透到土壤中。在實(shí)際的測(cè)量和實(shí)踐中，植被復(fù)蓋良好，地表疏松的地方雨強(qiáng)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(shí)的產(chǎn)流機(jī)制。鄧恩認(rèn)為，土壤在垂直結(jié)構(gòu)上不僅僅是一個(gè)層次，實(shí)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(duì)不透水層。雨強(qiáng)i小于滲透能力fp時(shí)，雨強(qiáng)會(huì)在相對(duì)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(gè)上層，多馀的水量溢出產(chǎn)生地面徑流。超滲產(chǎn)流機(jī)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(jī)制則適用于濕潤(rùn)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(guò)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(kāi)始就計(jì)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(kù)法。單位線法有兩個(gè)嚴(yán)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(shí)空分布不均勻，該方法推進(jìn)的大誤差來(lái)源于此。單位線的流動(dòng)適用于短時(shí)間的降雨，因?yàn)榻涤陼r(shí)間增加的話，流動(dòng)時(shí)的洪水過(guò)程的劃分相應(yīng)增加，計(jì)算過(guò)程變得麻煩，計(jì)算結(jié)果也變得不正確。該方法由于測(cè)量誤差，單位線的后部呈鋸齒形狀，此時(shí)應(yīng)加入控制條件進(jìn)行修正。有時(shí)凈雨時(shí)段長(zhǎng)與單位線的時(shí)段長(zhǎng)不一致還要進(jìn)行單位線的時(shí)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(kù)方法，實(shí)際上地面直流也可以使用線性水庫(kù)。根據(jù)不同徑流成分的消退系數(shù)，可以獲得每個(gè)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(yùn)用水量平衡方程和槽儲(chǔ)方程，另外以圣維南方程組的簡(jiǎn)化形式作為輔助得出結(jié)果，該方法的特點(diǎn)是物理概念性強(qiáng)，常用方法有馬斯京根法和特點(diǎn)河長(zhǎng)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(jì)算方法，該方法的特點(diǎn)是中間斷面的所有過(guò)程都很清楚，但方程只能用數(shù)值解來(lái)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(tuán)是一個(gè)微分方程序集團(tuán)，因此必須引入差分格式進(jìn)行數(shù)值解決代替解決的計(jì)算。常見(jiàn)的分?jǐn)?shù)格式有青蛙跳躍格式、中心分?jǐn)?shù)格式等，其中普利斯曼隱藏格式因其分?jǐn)?shù)傳播誤差小而廣泛應(yīng)用于水力學(xué)方法的計(jì)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(méi)有物理背景的模型，其大致模型是輸入-運(yùn)行-輸出。這類模型多為隨機(jī)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(wú)視墊面和降雨時(shí)空分布的不均勻性的大問(wèn)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(shí)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(guò)程，最后集成總流出過(guò)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?yàn)椴煌瑫r(shí)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(wú)法預(yù)測(cè)的。此外，如何結(jié)合時(shí)間尺寸和空間尺寸也是一個(gè)棘手的問(wèn)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(wèn)題是氣候變化對(duì)陸地水文過(guò)程的影響，但這是一個(gè)單向耦合過(guò)程，應(yīng)該進(jìn)一步研究氣候?qū)﹃懙剡^(guò)程的反應(yīng)。在新安江模型中，土壤含水量的模擬對(duì)蒸發(fā)和產(chǎn)流的計(jì)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(cè)的精度。在干旱研究中，歸一化植被指數(shù)NDVI常作為干旱評(píng)估的指標(biāo)，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(gè)新的研究方向，其他學(xué)科的知識(shí)很可能在水文中得到新的突破。