基于Arc Hydro Tools的祁连山国家公园小流域划分

以祁连山国家公园为研究区,基于30 m分辨率数字高程模型数据,利用Arc Hydro Tools水文数据模型与河网密度法,在确定最佳集水面积阈值的基础上提取河网并划分小流域,统计小流域的部分特征参数.结果表明,集水面积阈值与河网密度呈幂函数关系,祁连山国家公园最佳集水面积阈值为6 000栅格数;河网提取结果与全国1:250 000三级水系流域数据集的河网套合差为2.62%,叠加至遥感图像对比,发现提取结果相较于全国1:250 000三级水系流域数据集更接近真实水系;共划分祁连山国家公园小流域5 717个,约80%的小流域面积在3～50 km².从提取效率和结果精度来看, Arc Hydro Tools模型与河网密度法相结合可较准确提取山地区域河网及小流域.     

深圳河流域城市化对河流水文过程的影响

深圳河流域是典型的高速及高度城市化区域。基于1988?2006年长时间序列降雨资料, 借助RS和GIS技术, 通过SCS模型对该流域降雨径流关系进行模拟, 并结合流域内常住人口污水排放分析, 研究城市化对流域天然径流深、下垫面径流系数和年径流总量的影响。研究结果表明: 20年来深圳河流域土地利用结构由农业用地迅速向城市建设用地转化, 流域人口增加导致排河污水量增幅达到2.56倍; 天然径流深呈现逐年上升趋势, 并且与降雨量表现出较高的相关性, 依据M-K突变分析得到1993年为天然径流深突变年份; 土地利用导致径流系数向高值发展, 但强降雨弱化了径流系数对于径流量的影响; 年径流总量整体呈现增大趋势, 主成分分析表明降雨是影响径流总量的主要因素, 但流域土地利用和人口的城市化效应不可忽略。     

流溪河模型I：原理与方法

 提出了一个流域洪水预报的分布式物理水文模型——流溪河模型。模型分成流域划分、蒸散发计算、产流计算、汇流计算、参数推求5个模块。流域划分模块将一个研究流域沿水平方向划分成一系列的单元,沿垂直方向划分成植被覆盖层、地表层和地下层;蒸散发计算模块根据单元流域上的降雨量及土壤前期湿润指标,计算确定各个单元流域上的蒸散发量;产流计算模块根据单元流域上的降雨量、蒸散发量,计算确定各个单元流域上的产流量,并划分成地表径流、壤中流和地下径流。地表径流根据蓄满产流模式计算,壤中流则根据Campbell公式计算;汇流计算模块将地表径流汇流分成边坡汇流、河道汇流和水库汇流三种类型,对各单元流域上产生的径流量进行逐单元的汇流计算;参数推求模块将模型参数分成不可调参数和可调参数,对不可调参数根据DEM直接计算,对可调参数提出一个逐步迭代求精的过程对参数进行调整。流溪河模型还提出了一整套基于DEM及遥感影像对流域进行单元划分及对河道单元断面尺寸进行估算的方法,解决了目前在大部分流域不能应用分布式物理水文模型的难题。     

基于地理信息的渭河流域陕西片降雨径流模拟

径流模拟通常基于流域地形、土地利用、土壤类型等信息数据,以及水文气象资料。以渭河流域陕西片为计算实例,分析了流域地形、土壤类型、土地利用、前期土壤湿润程度等地理信息参数,按照地理信息层叠加方法划分径流模拟计算单元,应用SCS模型模拟径流过程。同时,结合降雨特性及主要降雨形式分析,给出降雨量与径流量的相关关系。结果表明:径流模拟值与实测径流趋势具有较好的一致性,说明模型确定的地理参数较为合理,可以应用于关中平原典型流域的径流模拟。     

均值变点分析法在最佳集水面积阈值确定中的应用

利用DEM数据提取河流地貌参数在地貌学和水文学研究中具有重要意义,其中集水面积阈值的准确确定是关键环节,然而,目前对集水面积阈值的确定存在随意性和主观性.为了探讨如何确定提取河网的最佳集水面积阈值,本文以青藏高原东缘杂谷脑河流域为例,基于SRTM-DEM数据,在利用ArcGIS水文分析模块计算不同集水面积阈值条件下河网密度参数的基础上,通过均值变点分析法获取河网密度值变化的拐点,并计算最佳集水面积阈值.研究表明:随着集水面积阈值的改变,河网密度逐渐降低,利用均值变点分析法所确定的最佳集水面积阈值为8.1 km2,该结果与1∶50万水系图相比,主干上吻合,支流上更具真实性.该方法可以较好地确定最佳集水面积阈值,可为其它地区水系提取提供参考.     

均值变点分析法在最佳集水面积阈值确定中的应用

利用DEM数据提取河流地貌参数在地貌学和水文学研究中具有重要意义,其中集水面积阈值的准确确定是关键环节,然而,目前对集水面积阈值的确定存在随意性和主观性.为了探讨如何确定提取河网的最佳集水面积阈值,本文以青藏高原东缘杂谷脑河流域为例,基于SRTM-DEM数据,在利用ArcGIS水文分析模块计算不同集水面积阈值条件下河网密度参数的基础上,通过均值变点分析法获取河网密度值变化的拐点,并计算最佳集水面积阈值.研究表明:随着集水面积阈值的改变,河网密度逐渐降低,利用均值变点分析法所确定的最佳集水面积阈值为8.1 km2,该结果与1∶50万水系图相比,主干上吻合,支流上更具真实性.该方法可以较好地确定最佳集水面积阈值,可为其它地区水系提取提供参考.     

基于Burn-in和D8法的岩溶区流域边界提取研究

以中国西南岩溶区典型流域——澄碧河流域为研究对象,采用Burn-in法对流域的DEM进行预处理,进而优化流域边界。在此基础上通过径流模拟检验岩溶区流域划分结果的合理性。结果表明,Burn-in法处理后,提取出流域面积为2 035.26 km~2(大于处理前的1 558.14 km~2),流域验证期月径流模拟的纳什效率系数达到0.83(优于处理前的0.60)。结合研究区的径流模拟结果与流域水系特征,认为Burn-in法处理后的流域划分成果更为合理。     

内蒙古高原东部内流河水系结构与流域特征的关系

基于30 m水平分辨率的数字高程模型, 提取内蒙古高原东部的内流河水系, 结合流域气候与下垫面要素, 研究水系结构与流域特征的关系。结果表明, 流域气候(降水和潜在蒸发)与水系结构关系密切, 表现为分支比、侧枝比和河网密度随降水量的增加而增大, 随潜在蒸发量的增加而减小。另一方面, 流域下垫面条件(坡度和草原覆盖率)对内流河水系结构影响较大, 表现为水系结构总体上受地形控制, 但旱生或半旱生的 地表草本植物不利于水系发育。     

济南市水生态功能区划研究

水生态功能分区是基于对流域水生态系统的区域差异提出的一种分区方法.形成生态系统空间差异性的主要驱动因素是自然地理条件差异和人类活动影响.水生态分区是实现流域可持续发展的必要条件.通过分析济南市陆地和水生态系统特点,提出了水生态功能分区的基本原则、指标体系等.基于GIS分析技术,得到了济南市一级、二级和三级水生态功能分区.一级分区以集水区水文条件3大水系为依据,分别为黄河水系、小清河水系和徒骇马颊河水系,划分3大流域外加城区组成.二级水生态分区则以土壤类型及土地利用为主导因子.三级水生态功能分区则反映二组分区内功能差异,运用指标体系评价方法,对流域的生物多样性维持、生境维持、水环境支持、水资源支持4项生态功能进行评价,在GIS技术支持下,利用空间叠加方法,按主导功能类型完成流域内水生态功能三级分区.     

基于DEM的汾河流域水系提取试验研究

以山西省汾河流域为水系提取实验研究区域,采用该区域的DEM数据,依托地表径流模型,并利用ArcGIS10.0中的水文处理工具包对河流流域进行水系特征提取,通过对水流方向的计算,对集水积累量进行分析,最终生成基于不同阈值的河网。