河流流域汇流计算史记

葛维亚

         河流流域汇流计算是陆地水文学和工程水文学，以防洪为目的、由降雨推求洪水过程的重要内容。

      流域汇流的研究途径一般可分为 4 种:

1) 成因分析: 以地球圈层水循环、水平衡为基础，探求流域径流形成的必然过程。

2) 统计分析: 以概率论、数理统计、模糊论( 模糊集合) 为基础，探求流域径流形成的随机过程。

3) 实验分析: 以流域水文地理模拟为基础，探求流域径流形成过程的机理以及人类活动对径流的影响等定量计算方法。

4) “黑箱”作业: 忽略中间过程，由已知的数学化过程作为输入，探求流域径流形成的数字化过程作为输出的数学物理方法。

       汇流计算的单位线推流可以看做“黑箱”作业，也是水文模型的一种。它在水文计算、水文预报、水利工程调度运用中是一种举足轻重的推流方法，也是应用水文学中最基本的分析工具之一。

       流域汇流计算包括坡面汇流计算和河槽汇流计算。它比河道洪水波运动计算更为复杂。

1931年，苏联的М.А.韦利卡诺夫提出的等流时线概念。

1932 年，美国谢尔曼( Le RoyK. Sherman) 创建了单位线计算流域汇流的方法。

1934年，日本左贺采用了 推 算 汇 流 的 线 性 水 库 概 念。

1935年，苏联М.А.韦利卡诺夫从水流连续方程出发，在等流时线概念基础上导出径流成因公式。

1938年，美国的F.F.斯奈德和麦卡锡分别提出了以流域特征值为参数的综合单位线，用于无实测资料的流域汇流计算。

      上世纪30 -40年代前后，由于受到日本与德国发动大规模战争的影响，河流汇流研究工作基本中断。

1952年至1953年，淮委工程部设计处应用谢尔曼经验单位线，制作了一套预报方案。在我国首次采用美国的汇流计算方法，用于我国淮河流域的汇流计算。

1954年，淮河流域发生了特大洪水，颍河的上游控制站均采用降雨径流关系和单位线进行预报，取得成功。

1955年，华士乾 “洪水预报方法”专著正式出版。书中详细介绍了经验单位线的推求与应用方法，从此开始，谢尔曼经验单位在我国得到广泛的应用，直到如今。

1957 年，爱尔兰水文学家纳什发表了瞬时单位线文章，并于1960 年继续完善有关数学表达式，逐渐形成一个完整的体系，把单位线从经验提高到理论高度，其中采用以矩法为主的数学计算。这一方法在西方国家受到极高的评价，并获得广泛应用。

1958年，苏联加里宁与米留柯夫共同发表特征河长概念，得出河槽非恒定流的近似计算方法，并应用分段连续演算的方法推求汇流曲线。

1961年，长江委李心铭创建了”长办汇流曲线” 。

1961年，葛维亚在《水文科技情报》上介绍了纳什发表了瞬时单位线，随后在河海大学《工程水文》授课时，讲解了瞬时单位线，还列举了计算实例。

1962年, 华东水利学院赵人俊创建了了”华水汇流曲线” 。

1963年，苏联加里宁与米留柯夫进一步推导出河槽瞬时单位线。

1963年，华士乾在1963年11期《水利水电技术》刊物上发表”等流时线、单位线方法概论“。

1963年，张庭英"关于苏联在汇流理论研究方面几个问题的评述"发表。

1963 年, 李久昌发表了《介绍纳希瞬时单位线法》一文。

1965, 王厥谋年在《洪流演算中的几个问题》中提及与比较了瞬时单位线。

1964年，雒文生发表了“用概化汇流曲綫法计算小流域设计最大流量”论文。

       我国1965-1970因“四清”与“文革”，中断了汇流研究与应用工作。“文革”后期“抓革命处生产”，一切工作恢复正常。

1971 年，葛维亚在合肥中国科技大学图书馆查阅文献时，查到一本苏联原版有关伽玛函数的数学专著，仔细阅读，受到启发。经研究得出，谢尔曼经验单位线、纳希瞬时单位线、长办汇流曲线、华水汇流曲线、马斯京根汇流计算、苏联加里宁汇流曲线均为伽玛函数，也均为线性系统。葛维亚通过数学证明，纳希模型又是马斯京根方法在 x = 0 的特例。

1972-1974年，在水利部门推广河流汇流计算，举办研讨会、培训班

1975 年，葛维亚依据伽玛函数，编写程序后使用DJS － 6 国产电子计算机得到纳希瞬时单位线 S曲线查用表( 3 位小数) 、长办汇流曲线( 3位小数) 和华水汇流曲线( 3 小数) 的汇流系数表。

1975年，葛维亚把上述方法放入主编的《中小型水利工程水账计算方法讲义》中。

1978 年，在葛维亚《中国地理学会陆地水文学学术会议文集》上发表了论文《纳希汇流模型的应用与改进》。

 1978年，葛维亚在海南松涛水库论证入库洪水时,  首创使用流域分区汇流曲线的新方法 。  

1980年，长江委葛维亚主编,  正式出版了《水利工程实用水文水利计算》,  其中加入由计算机计算得出的长办汇流曲线和华水汇流曲线查用表。

1981年，赵彦增 孔凡哲 李燕发表了”小流域汇流非线性模式的研究”论文。

1982年，贾志宏发表了“论流域汇流的数学模型”论文。

1983年, 王家服发表”线性流域汇流模型的试验研究”论文。

1984年，孙祥燕发表“河道汇流计算方法的研究”论文。

1985年，李心铭 罗钟毓发表多维线性汇流系统的识别与长办汇流曲线参数的计算公式。

1986年，王家服发表了“线性流域汇流模型的分析与研究”论文。

1987年，白冬梅发表了“坡面汇流时间”论文。       

1988年，马敏峰"无资料地区流域汇流计算"成果通过鉴定。

1989年，张文华发表了”汇流计算若干问题的研究“。

1990年，钮泽宸 张佩琳发表“浙江省瞬时单位线法“论文。

1991年，文康等发表了”汇流计算中若干问题的述评 “论文。

1992年，胡余忠发表了”流域汇流特性分析暨汇流参数的地区分布规律探讨“论文。

1993年，冯焱发表了”洪流汇流模型的若干进展和展望“论文。

1994年，陈永昌发表了”瞬时单位线法中时段单位线的计算式“论文。

1995年，韩家田发表谈非线性汇流计算论文。

1996年，刘浪等发表了“山区河流干支流汇流特性研究”论文。

1997年，马立发表了“汇流口河段干流对支流航道的影

响研究”论文。

1999年，朴芬淑等发表了”流域汇流计算的三种方法“论文。

2002年，王明胜发表了”瞬时单位线法在流量计算中的应用“论文。

2003年，耿鸿江等发表了”瞬时单位线Excel快速算法"论文。

2004年，王纲胜、夏军等发表了”分布式水文模拟汇流方法及应用“论文。

2005年，李林华等发表了”水文巡测后流量测验资料对小流域产汇流参数的影响分析“论文。

2006年，冯艳 郝振纯 李丽发表了”人类活动影响下的小理河流域产汇流规律变化研究”论文。

2007年， 韩校生等发表了”EXCEL软件在浙江省瞬时单位线求解中的应用“论文。

2008年，力建柱发表了”流域产汇流过程的理论探讨及其应用“论文。

2009年，朱强等发表了”基于动态数字地形模型的流域产汇流模拟方法“论文。

2010年，牛彪发表了”随机汇流模型及基于随机理论确定Nash模型参数的研究“论文。

2011年，袁朝盛发表了“分部面积汇流法”论文。

2012年，何进知等发表了” 森林植被对流域产汇流的影响分析“论文。

2013年，袁朝盛发表了“分部面积汇流法探讨”论文。

2014年，殷志远等发表了“水文预报中系统响应汇流模型的应用研究”。

2015年，姚蕾等发表了“Nash汇流模型在无资料地区的应用”论文。

2016年，徐宗学等发表了”基于Nash瞬时单位线法的渗透坡面汇流模拟“论文。

2017年, 钱名开等发表了“一种无径流资料地区汇流计算方法与流程”论文。

2018年11月，王晓燕等出版”天山北坡典型流域产汇流过程及模拟研究“一书。

2019年，吕朝阳发表了“基于图形处理器的涪江中段流域降雨汇流模拟方法研究”论文。

2020年，白璐等发表了”关于汇流环的研究与发展“论文。

2021年,  葛维亚  陈昌春发表了“以单位线为主的汇流研究回顾”论文 。

2022年4月，刘兆存等发表了“国内流域产汇流模型与应用分析”论文。

2023年5月，葛维亚发表了“我在水文汇流应用研究中的一段往事”论文。

       从上述流域汇流历史进程来看，我国对这一问题的探索研究的黄金时期，在上世纪六七十年代。这段时间处于世界先进的成果多，涉及面广，具有独创性和独立自主的知识产权。其中最闻名的当属长办汇流曲线、它由二项式导出，使用的数学解析更简捷，最为重要的改正了苏联加里宁汇流计算方法中的错误。华水汇流曲线思路清晰，另辟途径，它基于马斯京根法，又改进了这一方法。另外，利用数学解析手段，对国内外众多汇流计算方法的本质加以解剖与分析，得到的结论是，国内外常用的一些汇流曲线或计算方法，均为数学上的伽马函数，同类相聚，相容相包，而且属于线性模型。这一论点国内外尚无人提出，独攀高峰。

       展望未来，对滞后汇流计算模型的探索，对流域汇流的非线性计算方法和技术模型进行攻关，重任在肩，这就是我们水文水资源职场科技人员的终身奋斗的目标。