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数字流域平台上水文过程与模型参数的空间不均匀性研究

作　者: 姜红梅
导　师: 任立良；安如
学　校: 河海大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 数字流域平台数字水文模型降水空间变异性模型参数空间不均性土壤蒸发空间不均匀性
分类号: P334
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 2次
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内容摘要

本文基于褒河流域栅格数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)数据，采用数字高程水系模型DEDNM(Digital Elevation Drainage Network Model)，自动生成河网，构建数字流域，提取流域水系信息，建立流域水系空间拓扑关系。在构建的数字流域平台基础上，建立分别基于子流域离散和栅格离散的数字水文模型，从而分析研究降水、模型参数和土壤蒸发的空间不均匀性对模拟水文过程的影响。本文建立了雨量输入处理方法不同的方案Ⅰ、方案Ⅱ和方案Ⅲ三种方案，用这三个方案分别作日流量模拟与洪水过程模拟，来分析降水空间分异性对模拟水文过程的影响。方案Ⅰ是基于传统子流域的方法建立的。方案Ⅱ是在方案Ⅰ的基础上，先将雨量离散到栅格单元，再将雨量划归到研究流域的各子流域作为雨量输入。方案Ⅲ是基于栅格单元建立的，将雨量离散到每个栅格单元作为雨量输入。计算结果表明降雨空间分布不均匀性对水文过程模拟有一定的影响。将遥感技术获取的土地利用和地表覆盖一公里栅格信息与数字高程模型数据进行空间配准，然后通过构建林地面积比与新安江模型参数SM的关系间接确定各子流域及各栅格单元的的SM值，新安江模型参数IMP由配准好的土地利用和地表覆盖信息直接提取，由此建立方案Ⅳ与方案Ⅴ，来分析受下垫面覆盖的空间不均匀性影响的模型部分参数是如何对模拟水文过程产生影响的。模拟结果说明模型参数的空间不均匀性对水文过程模拟的影响是很大的。将新安江蒸发模型引入一个新的参数，采用整层非线性方案和中层采用非线性方案来分析土壤蒸发不均匀性对模拟水文过程的影响。计算结果表明不仅降水空间分布、模型参数对水文过程模拟的精度有很大的影响，而且土壤蒸发空间不均匀性对模拟洪水也有一定的影响。由上述三部分研究内容来看，空间变异性对水文过程模拟的影响是至关重要的，考虑空间变异性对提高水文预报精度是一条有效途径。利用土地利用信息与模型参数之间的相关关系，研究土地利用变化等人类活动对水循环过程的影响问题，为流域未来的变化建立模型。定量定位地分析人类活动对其所在子工学硕士学位论文数字流城平台上水文过程与棋型，数的空间不均匀性研究流域水循环的影响，定t地分析某个子流域上土地利用的变化对整个流域的影响，为今后土地利用开发决策提供依据。

全文目录

摘要(中英文)  4-12
1 绪论  12-24
  1.1 问题的提出  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-20
    1.2.1 面雨量计算方法  13-16
    1.2.2 分布式水文模型  16-18
    1.2.3 蒸发模型  18-20
  1.3 本文研究框架  20-24
    1.3.1 研究意义  20-22
    1.3.2 研究的方案与技术手段  22
    1.3.3 研究的内容  22-24
2 数字流域的构建  24-30
  2.1 研究区域概况  24
  2.2 数字高程水系模型基本原理  24-27
  2.3 褒河流域案例  27-30
3 数字水文模型的建立  30-41
  3.1 数字水文模型的科学意义  30-31
  3.2 产流模型  31-35
    3.2.1 蒸散发计算  33-34
    3.2.2 产流量计算  34-35
  3.3 汇流模型  35-41
    3.3.1 分水源计算  35-37
    3.3.2 汇流计算  37-41
4 数字水文模型的应用  41-86
  4.1 降水空间变异性  41-55
    4.1.1 资料的选取  41-44
    4.1.2 水文模型空间离散方式  44-45
    4.1.3 雨量输入方法  45-48
    4.1.4 水文模型参数的率定  48-51
    4.1.5 模拟精度分析  51-54
    4.1.6 本节小结  54-55
  4.2 模型参数不均匀性  55-75
    4.2.1 土地利用与土地覆盖信息的提取  56-59
    4.2.2 不透水面积比和林地面积比的计算  59-60
    4.2.3 模型算法  60-61
    4.2.4 参数确定  61-64
    4.2.5 计算结果及分析  64-74
    4.2.6 本节小结  74-75
  4.3 土壤蒸发不均匀性  75-86
    4.3.1 研究方法  75-77
    4.3.2 参数率定  77-78
    4.3.3 计算结果及分析  78-85
    4.3.4 本节小结  85-86
5 结论  86-89
  5.1 总结  86-87
  5.2 问题与展望  87-89
参考文献  89-93
读硕期间发表的论文  93-94
致谢  94

数字流域平台上水文过程与模型参数的空间不均匀性研究

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