💧 Hydrologic Model Builder — 交互课程
从零搭一个模块化、可插拔的水文模型，锚定 CREST / EF5，由集总(lumped)到分布式(distributed)。 每个模块一个独立页面：可编辑的 Python 代码 + 参数滑块 + 实时曲线（Pyodide 在浏览器里真跑 Python）。 多个经典 version 可切换对比，CREST 标签标出 CREST/EF5 采用的那个。
整体结构：一个水文模型的流水线
核心理念：把模型拆成可插拔 block——只要输入/输出用同名通量(flux)+同单位(mm/dt)，任何一块都能换成另一种经典方法。
每个 block 是一个 Python 类（init_state + step），Model 组装器用共享 "flux 总线" 把它们串起来（EF5 Simulator 的极简教学版）。
两阶段路线：阶段A 集总(把每个过程在单个流域单元上吃透) → 阶段B 分布式(同样的 block 扩到网格 + cell-to-cell 汇流，对照 EF5 源码) → 阶段C 可微(反向传播率定, 进阶)。
模块导航
0水量平衡 & 骨架
水文模型 = 一本水的账本：P − ET − Q = ΔS。线性水库 playground 验证引擎。
✓ 已完成 · 可交互
1Forcing 驱动数据
降水/PET 从哪来。空间聚合 3 法（mean/Thiessen/IDW）可改代码对比；CREST 走网格。
✓ 已完成 · 可交互
2PET 潜在蒸散发
蒸发需求 3 版本：GivenPET×KE(CREST) / Hamon / Hargreaves，可切换、可改参数。
✓ 已完成 · 可交互
3·4Snow / Interception
Hesperange 无雪、无温度列 → 跳过留位（接口已预留，之后有雪流域再学）。
⏲ 跳过留位
5产流 / 土壤水量平衡 核心
bucket / HBV-beta / VIC 可变入渗曲线(CREST) / SCS-CN 四版本可改代码对比。
✓ 已完成 · 可交互
6Response 响应水库
快/慢水库给产流加记忆：single/dual(CREST LEAKO-LEAKI)/nonlinear/Nash。首个端到端 NSE(手调 0.84)。
✓ 已完成 · 可交互
7Routing ①方法轴（集总）
五方法三门派 FIR/IIR/PDE + Saint-Venant 谱系。同一话题的"方法"维度。NSE 0.885。
✓ 已完成 · 可交互
8aRouting ②空间轴（网络）
同样的 KW 方程 + 拓扑网络；CREST 两套原生方案(lr/kw)解剖；逐步追踪面板。"空间"维度。
✓ 已完成 · 可交互
8bDEM & 空间结构
D8 流向、汇流累积、真实 DEM 提河网；TOPMODEL 地形指数桥梁。
待学 (阶段B)
9-11率定 / 不确定性 / 评估
NSE/KGE、Monte Carlo、GLUE、DREAM(EF5)；之后 阶段C 可微梯度率定。
待学
Routing 是一个话题、两条轴（模块 7 与 8a 的关系）
模块 7 和 8a 都是 routing。它们不是两个话题，而是同一话题的两个维度： 方法（用什么物理）× 空间（有没有拓扑）。KW 在两页里是字面意义上同一个方程。
| 方法 \ 空间 | 集总（模块7）：一个河段，无空间 | 网络（模块8a）：逐格 + 拓扑 |
|---|---|---|
| UH 卷积（FIR） | ✓ 直接规定核（lag/三角/Gamma） | — 网络会自己"长出"核（GIUH） |
| Muskingum（IIR） | ✓ 单河段 | 可逐河段串联 |
| Kinematic wave（PDE） | ✓ V5 单河段 | ✓ 同一方程 + 拓扑扫描 |
| lr 水库+travel-time | — | ✓ 原生 CREST CREST |
为什么代码上仍要分开：模块7 的方法都是 Block，能插进 Model 链（total_runoff→discharge）；
8a 的网络路由不是 Block——它需要整个网格 + 拓扑，装不进集总链。这是接口层面的硬区别。
那么"空间"到底买来了什么？（实验回答）
- ① 集总 UH 是"涌现"的：给网络均匀单位雨，出口响应几乎完美等于一条 Gamma UH（n=1.85, k=0.07, SSE=3.3e-4）。这就是 GIUH 的思想——地貌替你写好了单位线。所以均匀降雨下，集总方法并不"更差"。
- ② 空间买来"雨落在哪"的敏感性：同样 10mm，网络把峰现从 t=2（近出口）挪到 t=17（远支流）；而集总 UH 只能给同一个形状（只按体积缩放），三条虚线完全重合。
- ③ 更狠的一点：KW 网络根本没有唯一的 UH。同样均匀降雨，1/10/100 mm 的隐含 UH 峰现在 t=53/13/3——因为波速随流量涨。UH 假设线性，而 KW 非线性：集总 UH 只是某个流量区间上的线性化。
结论：均匀雨 + 单一流量区间 → 集总 UH 完全够用（且更快更稳）；需要空间降雨（雷达/卫星）或跨量级洪水 → 必须上网络。这正是 CREST/EF5 为山洪预报选择分布式的根本理由。
本站怎么用
- 每个模块页有版本切换标签——不同经典方法可换着跑；CREST 标签 = CREST/EF5 用的那个。
- 代码框里的 Python 是真的可编辑、可重跑（浏览器里 Pyodide + numpy）：改公式、改参数、点「运行」看曲线变化。
- 参数滑块拖动松手即重算；每次运行报告耗时，方便比较方法差异。
- 页面底部有中英�语术语表；顶部导航随时回到本页。
案例流域 · Hesperange (Alzette, Luxembourg)
卢森堡南部 Alzette 河上、卢森堡市上游，子流域约 292 km²（中尺度）。数据来自 TU Delft CIE4431 课程：日尺度 1127 天（1997-08 起），P≈1014、PET≈710、Q≈465 mm/yr，径流系数≈0.46。出口砂岩瓶颈 → 基流明显。
