模型简介
# 简介
WASH123D （WAterSHed Systems of 1-D Stream-River Network, 2-D Overland Regime, and 3-D Subsurface Media）流域水文模型 是一款可用于河流网络系统、陆面过程（地表径流等浅水）、及饱和非饱和地下水系统的流场、反应性多组分溶质迁移、及泥沙输运（地表水）等水循环过程及耦合过程的 分布式数值模型。
该模型是基于流体、能量、质量守恒定律，以及生物地球化学反应规律，模型的控制方程包括：针 对河网及陆面系统的地表水系统的水流过程的圣维南方程，包括运动波、扩散波、及动力波模型；针对 河网及陆面系统的地表水系统中泥沙输运过程的对流-扩散方程；针对地表水及地下水系统中反应性多 组分溶质迁移过程的对流-扩散过程与地球生物化学反应过程的耦合方程。
除了单个系统的各水文过程的模拟外，WASH123D还可应用于不同系统之间水文过程的耦合模拟， 模型具备：1）一维和河网系统与二维陆面过程系统的水流耦合模拟；2）二维陆面过程系统与三维地下 水系统的水流耦合模拟；3）三维地下水系统与一维河网系统的水流耦合模拟；以及4）一维河网系统、 二维陆面过程系统、及三位地下水系统的水流耦合模拟。
WASH123D是一款通用流域水文模型，模型的各个水文过程均基于严格的物理过程，同时模型包 括了多种边界条件，对于全局边界，考虑了地下水系统的定水头边界、定通量边界、定水头梯度边界、 以及变化的边界条件；泥沙输运及反应性多组分溶质迁移过程则考虑了定浓度、定组分通量、定浓度梯 度、及变化的边界条件；对于源汇项，则作为内部边界条件考虑，包括泵站系统及运行规则、汇流处、 及控制设施，如堰、闸、涵洞、堤、以及蓄水池等；不同介质之间的边界考虑了通量连续性、状态物理 量连续性、及简化的连接项处理。
针对不同水文过程的特点，WASH123D包括多种数值算法，其中地下水流场使用伽辽金有限单元 法，地表水运动波模型使用拉格朗日法，地表水扩散波模型提供限单元法和拉格朗日法两种选择，地表 水动力波模型则使用拉格朗日-有限单元法。泥沙输运和水质迁移过程提供有拉格朗日法、有限单元法、 及拉格朗日-欧拉法的混合方法。针对反应性多组溶质迁移过程中的生物地球化学及对流-扩散过程的耦 合，模型提供了全隐式、算子分裂法、以及预估-校正与算子分裂法混合方法。