张相芝， 周 剑， 文 磊

(1.中国科学院 西北生态环境资源研究院， 甘肃 兰州 730000； 2.中国科学院大学，北京 100049； 3.河海大学 水文水资源学院， 江苏 南京 210098)

1 研究背景

山地和丘陵覆盖了中国69%的陆地面积，山丘区降雨集中，山洪灾害频发[1]。仅2018年夏季，全国洪水造成的经济损失就高达1 615.47×108元，四川、甘肃等6省市的山洪经济损失占全国山洪损失的70.2%[2-3]，山洪灾害已经成为制约当地经济发展的突出问题。山洪灾害预警是减少人员伤亡和财产损失的重要手段，在暴雨洪涝灾害预报中，流域水文模型和基于实测的降雨径流方法仍然是进行洪水实时预报和模拟的主要方式方法[4-5]。

我国山丘区的山洪预报预警系统尚处于发展阶段，相关学者在中小流域水文模型应用方面进行了诸多探索：利用多种气象水文模型耦合流域气候水文过程[6]；利用概念式水文模型如PRMS、MIKE等模拟雨洪过程[7-8]；利用水动力学模型FloodArea获取不同风险等级的临界雨量阈值[9]；以及利用数据驱动方法与传统水文模型结合来提高模拟精度[10]。国内山丘区小流域洪水预报的主要挑战是建立合适的模型来模拟短历时强降雨下的山洪过程。对于这一问题，刘昌军等[11]、王璐等[12]、黄艳等[13]进行了多种水文模型的示范应用和比较研究，Samadi等[14]在国外进行了多个流域的洪水模拟验证。上述研究表明，现有的大部分降雨径流模型通常需要根据特定流域和多年实测数据进行大幅度的校正，因此迫切需要提出适用于山区洪水过程的产流理论，并将之推广应用于暴雨洪水模拟中[15-16]。……