广西岩溶流域水文模型研究

在大量岩溶流域查勘及水文资料收集的基础上,分析了岩溶流域径流形成的物理过程,提出了相应的水文模型。这种以岩溶特征为解释的、以改进了的水箱串联形式表达的岩溶流域产汇流综合模型,概念明确,计算简单、适于在岩溶流域水文预报和水文分析中使用。     

栅格型水文模型及其应用

选取汉江上游汉中水文站以上集水面积为研究区域,基于栅格型数字高程数据,利用数字高程流域水系模型,生成栅格水流流向,构建数字流域水系及空间拓扑关系;然后将逐步插值法处理后的栅格型降雨数据作为研究区内每一栅格单元上的雨量输入,并在各栅格上应用新安江降雨径流模型进行产流计算;再运用考虑区间侧向入流的Muskingum-Cunge法在栅格水系上进行“先合后演”的洪水演算,从而获得汉中站的流量过程．结果表明,栅格型水文模型不仅能演算出流域出口断面处的流量过程,还能方便地计算流域内各支流任一栅格点上的流量过程．     

基于DEM与遥感信息的秦淮河流域数字水系提取方法

利用数字高程模型DEM提取流域数字水系的方法存在精度差、提取出的流域水系与平坦地区和山区流域实际情况差别较大等缺陷.为了克服这一流域数字水系提取方法所存在的缺陷,引入了利用遥感信息来弥补DEM缺陷的方法;提出了一种利用遥感影像提取流域水系信息,采用基于数字河流和湖泊网络(DRLN)的水流方向修正法修正DEM中平坦地区主干河流及湖泊地区栅格的水流方向的流域数字水系提取方法,并以秦淮河流域数字水系提取为例对该方法进行了实验.实验结果表明,该方法能消除大量的平行河道,修正与实际偏差较大的主干河流,在平坦地区和山区均能提取出较符合实际情况的数字流域水系.     

大流域数字高程模型数据管理系统

为了以小流域为基础建立大流域分布式数字水文模型,建立了一个大流域数字高程模型数据的获得及存取管理系统.该系统把数据的处理水平从单块扩展到多块.以地形源数据的来源及预处理、分块数据文件的存储结构、地形数据的跨块读取3个基本问题为基础,该系统成功地用于管理黄河流域花园口以上70多万km2的地形数据,完成了从地形源数据获得、预处理到存储、读取这一系列过程.利用这个系统,可以快速正确地获取黄河流域内的任何一个子流域的地形数据.这些工作为建立黄河全流域的分布式水文模型打下了基础.     

基于GIS空间分析的流域水文模型及其应用

将GIS技术应用于水文模型中发展起来的分布式降雨径流预报模型成为近年来流域水文模拟发展的主要趋势．针对流域内降水及下垫面条件具有时空分布不均匀的特点,通过DEM将流域划分为若干子漉城单元,并以TOPMODEL模型为理论基础设计了一个分单元处理产流和汇流过程的分布式降雨径流模型．结合西南某水库汛期入库径流资料进行模拟计算,实验结果表明该模型具有较好的应用效果．     

利用不同数字高程模型的水系提取对比分析

水系提取是研究流域水文的基础,基于单流向算法（D8）,选取SRTM DEM与ASTER GDEM两种高程数据提取水系,试验得出SRTM的汇流累积量阈值为10 000（栅格）,GDEM的汇流累积量阈值设定为90 000（栅格）.分别用两种DEM合适阈值提取的水系结果对比分析,并利用实际河网和遥感影像进行验证,结果表明：利用SRTM DEM提取大范围水系的精度和效率较高.相对于平坦地区,地形起伏大的地区精度更高.可用于指导水系提取时数据源的选取.     

基于尺度转换的数字水系提取方法及应用

 低分辨率DEM提取数字水系精度不高,不能满足水文模型建模需要。在Mark和O’Callaghan提出的坡面径流模拟算法提取水系的基础上,将高分辨率栅格的流向分配至低分辨率栅格内,采用向量运算法则和栅格最大集水面积法,通过流向的聚集过程判断低分辨率栅格的流向,进而将高分辨率DEM提取的数字水系转换成低分辨率栅格水系,并在洣水等5个不同流域加以应用。研究分别采用水系密度和流域宽度分布两项指标对尺度转换后水系与提取的各种尺度水系进行比较,结果表明,该方法简单有效,对于平原区水系提取及山区水系提取都有较好的适应性,转换后水系与实际相符,满足水文模型建模要求。     

基于高程数据的流域水系构建--以敖江流域为例

为了建立敖江流域基础信息系统,开展数字流域研究,本文使用地理高程数据,借助流域水文软件WMS,构建了敖江流域水系结构.运用栅格型DEM数据与流域出口点位置,以TOPAZ算法为依据,绘制流域轮廓与水系结构,建立流域水系拓扑关系,划分出子流域,并计算了各子流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数,为敖江数字流域建设提供了重要依据.在敖江流域水系构建工作基础上,分析了WMS软件在流域水系构建上的优势与不足,并指出水系构建在流域分析管理中的积极意义与对流域可持续发展的促进作用.     

基于DEM和主干河网信息提取数字水系研究

为了弥补DEM中河道信息的缺失,从信息论的角度比较了引入矢量河网与栅格化河网各自在精度与效率上的优势,创建了一套通过“关系树”把：DEM中隶属河道的栅格点群自动连接成水系的源头追索模型,把基于DEM和栅格化河网自动提取虚拟水系的方法推向实用．该模型能够充分利用目前各种电子地图中的水系图层,提高了虚拟河网的精度,而且可以在一定程度上解决传统方法中洼地与平原区的问题．该模型经过不同地区的多次验证,具有很强的实用价值．     

祁连山北部流域水文相似性与出山径流总量的估计

祁连山北部河流的出山径流对河西走廊水资源的形成具有决定性作用.过去对大型出山河流的水文观测和分析基本确定了祁连山北部的降水产流模式,但由于小型河流缺少观测,对出山径流总量的估计仍然存在很大的不确定性.本文根据疏勒河流域、黑河流域和石羊河流域山区水文观测和气象数据,采用统计模型分析了祁连山北部流域降水-径流关系的相似性.结果表明流域出山流量与汇水面积呈现非线性增加趋势,而蒸散系数随干旱指数增大按照一定的非线性趋势下降.高程效应使得流域出山流量近似取决于平均降水量的单一函数,由此估算出祁连山北部的全部出山流量可达(72.3~84.3)×10~8 m~3·a~(-1),其中石羊河流域、黑河流域的计算结果都大于前人估计值.疏勒河流域的蒸散作用偏强,径流估计值需要进行校正.流域水文相似性有利于减轻水文和气象观测不足造成的影响.     

树篱条件下的流水网及其对径流过程影响研究

树篱是一种特殊的地貌特征,成排根部壅土的树,橡挡水坝一样改变了地面径流过程,本文在无树篱流水网推导方法的基础上,提出了树篱条件下流水网的推导方法,然后用统计和对比分析,研究树篱对径汉过程的影响,对四个流域上的研究表明,树篱对各网格到河网或流域邮口的平均距离改变不大,影响最大的是有树篱的网格单元的集水面积,及其沿径流流向上的坡度的变化,沿树篱方向高程起伏会形成许多洼点,这些洼点拦蓄地面径流是对径流过     

基于DEM的干旱区河网系统模拟尺度影响分析--以柴达木盆地流域为例

根据SHREVE与STRAHLER提出的流域结构图,进行了基于DEM的河网系统自动提取的应用研究.以柴达木盆地为例,分析1:250000与1:100000地形图数据所建立的数字高程模型.在构建TIN模型中,选择样条插值方法构建基于等高线的数字高程模型方法;水流方向矩阵计算中格网的大小对结果有很大影响,在复杂地形地区表现得更明显,比较250,100,50 m3种格网尺度数据在模拟河网系统中的不同结果,主要表现为河网系统随格网变大而更密集;比较阈值分别为800,1 200,1 600时的河网结构,表明提取河流网络的计算阈值取全流域累积矩阵的平均值时,可以得到较好的图形效果.将数字模拟的结果与人工描绘的河网结构进行对比研究,提出了基于地貌单元研究结果的改善方法.     

数字高程模型在半干旱区径流模拟中的应用

采用GIS方法构建了甘肃省某地数字高程模型(DEM),研究了区域内地表水流方向、集水能力、子集水区的划分及水系网络空间分布等水文特征。以栅格化径流系数法为基础,模拟了该集水区年均产流量及其空间分布。研究结果表明,利用DEM不仅可模拟地表水系网络的空间分布,而且可模拟小型水道的空间走向;利用栅格化径流系数法,可快速分析子集水盆地产流量。不同的降水年型和降水保证率对径流的空间分布及变化有很大的影响。该文的研究结果对半干旱区集水农业工程的规划和管理具有重要意义。     

数字高程模型在滑坡地表排水设计中的应用

研究数字高程模型(DEM)在滑坡地表排水辅助设计中的应用。阐述了基于DEM进行滑坡地表排水沟地形剖面绘制、沟段坡降量取、汇水面积确定、设计流量确定、水力计算和断面尺寸设计等各步骤的思路和方法,并结合三峡库区某滑坡实例作了进一步说明。该法可克服以往地表排水设计中仅由设计人员依据经验手工量取和绘制所存在的费工费时、准确性不高等不足,为提高滑坡地表排水设计的合理性和效率开辟了一条新途径。     

流域流水网推导方法

采用数字高程模型的网格高程直接确定网格上的径流流向（网格方向）,平地网格的方向由权,重法确定,坑网格的方向由沟渠法确定,由此导出的流域排水网的合理性和实用性,在四个流域土得到了验证。     

基于动态数字地形模型的流域产汇流模拟方法

提出建立动态数字地形模型的概念。通过对各类地表相关信息的描述和关联, 建立其内在的计算规则。可以用于模拟水文过程中复杂、非线性的动态变化。在动态地形模型中, 以规则网格为计算单元, 通过计算规则描述了模拟过程的动态变化。以产汇流为例, 阐述了利用动态地形模型模拟的方法, 取得了初步效果, 为在该方向的深入探索提供了一条可参考的思路。