滦河流域分布式降雨径流模拟研究

摘要

本文对集总式水文模型和分布式水文模型进行了对比，指出集总式水文模型一般是将流域作为一个整体，由流域的平均降雨过程推求流域出口断面的流量过程，而分布式水文模型能充分考虑降雨和流域下垫面的分布不均匀性，能揭示水文循环的物理机制。阐述了集总式水文模型和分布式水文模型在建模思路与水文循环模拟过程的不同之处。强调了分布式水文模型在模拟降雨径流过程中的优越性。主要内容如下： (1)基于滦河流域栅格DEM数据，采用地理信息系统软件，根据地形提取水系信息，提取出的信息可以直接被水文模型所调用，不仅可以大大提高水文模拟的效率，而且还可以方便的利用遥感等数据源，丰富建模信息，并为分布式水文模型的研制提供了平台。经过对DEM的预处理、采用最陡坡度法确定水流方向、计算集水面积等步骤，自动提取出了滦河流域的水系。提取出的水系和原水系基本一致，能够达到令人满意的程度。 (2)在提取的流域水系的基础上，通过对流域模型部分参数的率定，计算各子流域蒸发量、下渗量，将Topmodel模型应用到滦河流域，模拟计算结果能控制在一定的误差范围内，说明模型结构合理，模拟原理基本符合实际情况。影响模型实际效果的主要因素是流域内降水，经过分布的降水量并不能代表实际降水量，尤其是涉及流域面积较大，降雨观测站少。建立分布式水文模型的目的就是要从降雨的空间不均匀性和不同下垫面角度探讨水文循环过程和水文循环机理。 计算机、GIS和RS的不断发展，必然会推动分布式水文模型，特别是基于DEM网格的分布式水文模型更快速地发展。基于DEM网格的水文模型将是未来流域水文模型发展的主方向。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1选题的目的和意义

1.2分布式水文模型简介

1.2.1水文模型概述

1.2.2基于地理信息系统的分布式水文模型

1.2.3国内外分布式水文模型研究动态

1.3基于DEM提取流域水系研究概述

1.3.1 DEM在水文分析中的作用

1.3.2水流方向的确定

1.3.3由DEM提取流域水系的方法

1.4主要研究内容

1.4.1基于DEM提取流域水系

1.4.2 TOPMODEL在滦河流域的应用

第二章滦河流域基本概况

2.1地质地貌

2.1.1地质

2.1.2地貌

2.2水文气象

2.2.1水文

2.2.2气象

2.3土壤植被

2.3.1土壤

2.3.2植被

2.4滦河水系

第三章基于数字高程模型提取滦河流域水系

3.1数字高程模型概述

3.1.1数字高程模型的含义

3.1.2数字高程模型的特点

3.1.3数字高程模型的类型及生成方法

3.2流域水系提取的方法

3.2.1凹陷区的识别与处理

3.2.2平坦区域的处理

3.2.3水流方向的确定

3.2.4水流累积值的计算

3.2.5河网的生成

3.3关于河道临界支撑面积的讨论

3.3.1河道形成的影响因素

3.3.2河道临界支撑面积值对提取流域水系的影响

3.3.3河道临界支撑面积的确定

第四章滦河流域分布式降雨径流模拟

4.1分布式水文模型的结构

4.2流域的单元划分方法

4.2.1基于单元网格(grid)的划分

4.2.2基于山坡(hillslop)的划分

4.2.3基于自然子流域(subwatershed)的划分

4.3产流模块研究

4.3.1植物截留

4.3.2蒸散发

4.3.3下渗

4.4 TOPMODEL在径流模拟中的应用

4.4.1 TOPMODEL简介

4.4.2 TOPMODEL应用实例

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

硕士期间发表论文和参加科研情况说明

致谢