基于不同分辨率DEM提取坡度值的转换关系研究

基于DEM提取计算单元坡度是分布式水文模型构建的重要手段之一,通过研究不同分辨率DEM对WEP-L模型计算单元坡度的影响及其转换关系,为模型计算中坡度与其他运算量之间非线性关系带来的计算精度与计算效率之间的矛盾提供解决方案。以NASA发布的30 m分辨率DEM数据为基础,以不同尺度流域(南小河沟流域,面积36.3 km~2;泾河流域,面积4.5万km~2)为研究对象,利用分形结合半方差函数的方法分析低分辨率DEM提取的计算单元坡度向高分辨率DEM提取的坡度信息转换的规律。研究发现以30 m分辨率DEM为基础提取的子流域套等高带结构能够很好地反映南小河沟流域地形"坡度等高分布"的特点;利用分形结合半方差函数的形式能够有效地实现基于低分辨率DEM提取的流域基本计算单元坡度向"真实"地形坡度值转换。根据模型计算需求,给出了不同分辨率DEM数据提取坡度值的转换关系。本研究可为分布式水文模型搭建面临的计算精度与计算效率矛盾问题提供借鉴和参考。     

地貌气候瞬时单位线及其应用

传统瞬时单位线法是采用系统分析观点解释流域汇流,流域单位线就是流域的水文响应。运用经验统计分析,建立了流域单位线的主要特征,如单位线峰值、峰值滞时等流域地形地貌参数,如流域坡度、流域面积等之间的经验关系,以确定缺乏水文资料情况下的流域单位线的方法。由于没有涉及到流域汇流的机理,缺乏严格的理论基础。本文介绍了地貌气候瞬时单位线,并对该方法进行了研究,获得了较好的应用价值。     

流域水文模型的回顾与展望

概述了产汇流理论及流域水文模型的发展历程.简要介绍了流域水文模型的分类和分布式流域水文模型的思路及优点.对现有模型在模型结构、资料需求及水文时空尺度等方面的不足进行了分析总结,对流域水文模型的未来发展作出展望:分布式水文物理模型将成为水文模型发展的新趋势,在模型建立的物理基础、资料获取技术等方面的研究会有新的进展.     

地貌气候瞬时单位线及其应用

传统瞬时单位线法是采用系统分析观点解释流域汇流，流域单位线就是流域的水文响应。运用经验统计分析，建立了流域单位线的主要特征，如单位线峰值，峰值滞时等流域地形地貌参数，如流域坡度，流域面积等之间的经验关系，以确定缺乏水文资料情况下的流域单位线的方法，由于没有涉及到流域汇流的机理，缺乏严格的理论基础，本文介绍了地貌气候瞬时单位线，并对该方法进行了研究，获得了较好的应用价值。     

分布式单位线分析方法的对比分析

对基于空间分布流速和固定流速的分布式单位线计算方法进行了对比分析,将两种方法分别用于平均坡度为46%的中汤流域的10场暴雨和平均坡度为9%的干江河流域的29场暴雨径流过程模拟。结果表明:在坡度变化较平缓的流域,基于固定流速的分布式单位线能够得到更好的模拟结果。     

基于GIS的分布式流域水文模型

分布式流域水文模型比较客观地描述实际水文过程,但需要强大的数据库支持。这一特点为地理信息系统(G IS)在分布式流域水文模型的研究与应用提供了可能,反过来又推动水文模型的发展。目前,基于G IS的分布式流域水文模型的研究已成为水文学研究的热点。本文总结了分布式流域水文模型的优越性,综述了G IS在分布式流域水文模型中的应用及二者集成方式研究与应用的进展,讨论了当前研究中存在的问题,指出了今后的研究方向。     

地貌净雨单位线理论及应用

本文以水分子在土壤中受重力、土壤和气体共同作用的角度,分析了水分在土壤中水平向的运动和受力特征,提出了以重力作用为主要特征的地貌单位线模型.该模型以简化地形参数为主要参数,具有基于降雨、地形地貌和土壤特性的分布式流域汇流水文模型特征.运用该模型计算了尼尔基水库净雨单位线,比较了尼尔基水库运用历史洪水率定的单位线,给出了...     

流域水文模型研究综述

流域水文模拟是用数学的方法描述和模拟水文循环的过程.按照水文循环运动的物理规律和空间变化规律介绍了流域水文模型的分类及其特点,回顾了流域水文过程模型的研究进展,总结、介绍了国内外分布式流域水文模型的开发研究成果,结合当前流域水文模型研究中存在的尺度、非线性、模型动态耦合等主要问题,提出了发展方向。     

单元坡面汇流过程研究

随着计算机和GIS技术的不断发展与应用,分布式水文模型,特别是流域分布式暴雨—径流模型,已成为研究的热点。但是,该模型模拟水文过程的峰现时间普遍存在滞后现象,如何提高分布式暴雨—径流模型模拟峰现时间精度是目前研究的难点。本文通过实验室模拟实验,得到了不同雨强落至不同坡度下垫面上的单元坡面汇流过程曲线,在霍顿汇流模型基础上,提出新的水面线方程,改进了霍顿汇流模型,从而为修正流域分布式暴雨—径流模型,进一步模拟水文过程并为比较准确预报峰现时间提供了实验基础和理论依据。     

基于分布式水文模型的山洪灾害预警预报系统研究及应用

基于分布式水文模型的山洪灾害预报预警系统研究方法,包括基于DEM的子流域划分及特征提取、无资料小流域单位线分析、山洪灾害预警预报软件设计、山洪灾害预警系统建设思路等,对其在实际中的应用进行了分析。     

分布式流域水文模型研究中的几个问题

指出数值计算、GIS、雷达测雨和卫星云图等技术的进步为分布式流域水文模型的发展及实际应用提供了条件 .论述分布式流域水文模型的结构有概念性和具有物理基础之分 ,也有耦合式和非耦合式之分 .为了确定分布式流域水文模型的参数 ,对现有几种建立产汇流参数与自然地理因子之间的理论关系的途径进行了初步分析 .     

汉江流域分布式水文模型构建及应用研究

基于分布式流域水文模型EasyDHM,根据汉江流域不同区域的特点,运用长系列水文实测资料,建立了流域分布式水文模型。在汉江流域水文模拟基础上,分析了1980年、1995年和2000年土地利用情境下,流域气候条件和土地利用的变化对流域水资源响应关系。     

分布式流域水文模型的一般结构

本文论述了分布式流域水文模型的一般结构和研制思路，并提出了相应的数学物理方程，对于分布式流域水文模型的应用研制具有一定指导意义。     

分布式水文模型的现状与未来

分析分布式水文模型的主要特点及产生背景.借助于GIS技术讨论了下垫面特征空间变化的表示方法及子流域划分技术.在分析现有有代表性的分布式水文模型的基础上,提出了分布式水文模型的分类及各自的优缺点.通过归纳20世纪70年代以来水文学理论的若干进展,探讨了确定分布式水文模型中汇流参数的理论途径和方法原理.最后指出,随着地理信息系统技术、数值方法、测雨雷达技术和水文学理论的不断进步,分布式水文模型必将得到越来越广泛的应用.     

SWAT模型下基于DEM的水文响应单元划分 ——以濂水流域为例

本文在SWAT模型的基础上,以赣江上游濂水流域为研究区域,设计了中小流域水文响应单元的划分方法.研究以DEM数据为基础,利用TM影像和Google Earth的矢量化数据为参考,采用适度指数法模拟出符合濂水流域的函数拟合,确定河网划分阈值,保障河网划分的准确度.结合土地利用数据、土壤数据和坡度数据将濂水流域划分为49个子流域和181个水文响应单元.通过对濂水流域水文响应单元的划分,避免了人为经验生成河网而导致子流域和水文响应单元划分的不准确性,为濂水及赣江上游子流域的分布式模型模拟提供参考.     

分布式水文模型在不同地形条件下的应用研究

本文旨在开发不同地形及水文地质条件下的具有结构上通用性和核心模块具有易调节性功能的分布式水文模型。基于GIS利用运动波理论基础方程式,结合不同流域的地形(水文地质条件),分别构建了黄土高原北部沟壑区的六道沟流域、位于平原区流经内蒙古东部和黑龙江西部的阿伦河流域,以及山地流域-Bukoro河流域(日本)的分布式水文模型,并利用对观测流量的数值模拟分别检验模型在各流域的实用性。结果表明:针对不同地形条件构建的分布式水文模型在对流域降雨-径流过程的模拟,取得了较好的效果,模拟精度在误差判断基准允许的范围之内(误差0.03),分析了在不同地形条件下构建分布式水文模型时模型结构上的通用性和核心模块的易调节性。本成果可以为不同地形的流域构建分布式水文模型提供参考和借鉴。     

分布式水文模型在短期水文预报中应用的可行性探讨

针对目前基于物理机制的分布式水文模型在短期水文预报业务中尚未推广应用的事实,论证了分布式水文模型在短期水文预报中的可行性.以第二类分布式水文模型SWAT为例,分析了水文过程的模拟原理、方法和基本步骤,提出了其在短期水文预报中应用所需的降水预报技术、降水数据的空间展布技术、“3S”技术、流域坡面离散技术、对人工侧支水循环的处理技术等关键技术,并指出了分布式水文模型应用于短期水文预报时存在输入资料不足、模型自身缺陷、计算精度和效率的权衡等局限性和不足,提出需要进一步加强水循环过程的机理研究,加强与气象模型的耦合研究及对“3S”技术的应用研究.     

DEM与分布式水文模型中的耦合研究

以自然物理机制为基础的分布式流域水文模型,是当今水文界研究的热点之一.介绍了基于GIS的数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)模块在分布式水文模型中的应用(产生流向、划分子流域、河网分级等)、数字化地理信息数据获得方法、分布式水文模型的结构及其成功应用的实例.     

DEM在分布式水文模型中的应用

分布式水文模型是当前国内外水文学研究的热门课题,由于其考虑了流域的地理时空差异对流域水文过程的影响,因此使得DEM为分布式水文模型的开发提供了技术平台,该文着重对DEM在分布式水文模型中的应用做简要介绍。     

LL-Ⅲ模型在美国Baron Fork流域的应用

有物理基础的流域分布式水文模型对流域产汇流以及对洪水过程的模拟与预报一直是水文研究的重点.分析了美国Baron Fork流域的降雨产汇流特性,应用基于DEM的LL-Ⅲ水文模型对Baron Fork流域进行产汇流模拟及洪水预报,结果表明,从模型模拟精度来看,该水文模型在Baron Fork流域洪水预报、流量模拟应用中取得了较好的效果,可以在水文、地质、地貌、气候等方面与该地区类似的流域推广.