基于SCS-CN模型在山地海绵城市不同下垫面径流预测的优化及应用

摘要

山地区域因其独特的地形地貌,降雨产汇流过程较复杂,潜在水环境问题不可小觑。以针对此区域进行降雨产流预测模型的选取、建立,可以为以后海绵城市建设与改造提供水文方面的支持与借鉴。由美国农业部土壤保持局提出的SCS-CN模型,该模型区域适用性欠佳,因此需要对模型中参数进行优化以提高预测精度。以典型山地城市——重庆为例,选取巴南区未开发区域为研究对象,采用人工模拟降雨实验得到不同下垫面条件下的降雨径流系列数据,结合海绵城市建设措施,设置裸地、透水铺砖和草地3种土地利用方式,3种下垫面优化初损系数λ均为0.01,考虑前期土壤含水量情况下,裸地、透水铺装和草地的CN分别为97.76、94.64、89.60,在此基础上采用Huang坡度修正公式修正CN值,进一步提高模型预测精度。裸地、透水铺砖和草地优化参数模型后率定期与验证期相比标准模型NSE系数提高了9.41%、16.36%、5.62%与2.72%、5.37%、4.08%。