基于SWMM的地下河流域水文过程模拟研究——以重庆青木关岩溶地下河为例

摘要

岩溶地下水是一个不断演化的动态系统，其水文循环过程极为复杂，很难准确描述岩溶含水介质中水流的流动规律，水文模型是研究地下水系统的有效手段，已成为现代水文地质领域的研究热点。
　　 本文以地球系统科学、水文学和岩溶动力学为指导，选取重庆市青木关地下河系统(岩口至姜家泉)为研究对象。在收集水文地质、地貌资料的基础上，进行野外岩溶水文地质调查，掌握其地质背景；通过地下水示踪试验和水文地球化学方法判断岩溶含水介质形态及特征，确定了流域范围，揭示了地表落水洞与下游出口之间存在管道流的特点。并进行定点长期监测。采用SWMM模型，借助野外实测和GIS工具获取所需参数，模拟青木关地下河系统降雨径流过程，取得了较好效果。通过初步研究，得到以下认识：
　　 (1)岩溶含水层的特殊性决定了研究技术方法的特殊性。本研究通过多组示踪试验及分析，初步确定了流域边界，确定姜家泉是青木关地下河系统的主要出口，本试验段内(岩口落水洞至姜家泉段)地下径流为典型的紊流流态，岩溶含水介质极不均匀，有规模较大且无岔道的岩溶管道存在。为模型概化和水文模型的建立提供了基础依据。
　　 (2)姜家泉流量对暴雨的响应迅速，降雨可较快地进入洼地底部的落水洞(模型中的管道节点)，补给地下水系统。涨落均较快，衰减速率先快后慢，当降雨强度较小但持续时间较长，地下水位升高导致基流比例增加，对降雨响应滞后，雨水输入比例减少，衰减较缓。
　　 (3)SWMM模型对青木关地下河系统降雨径流过程的模拟是基本成功的，这可为今后在类似特点的岩溶小流域研究中提供了一定的参考。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2水文模拟研究进展

1.2.1流域水文模型

1.2.2国内外岩溶水文模拟研究进展

1.3目前研究中存在的主要问题

1.3.1岩溶区特殊的水文地质背景问题

1.3.2现有水文模型的局限性

1.3.3观测数据的完整性和准确性

1.3.4水文物理过程模拟与预测的不确定性

1.4研究内容和研究方法

第2章研究区概况

2.1自然地理概况

2.2水文地质背景

第3章数据准备

3.1 GIS基础数据

3.2监测站点设置

3.3观测数据采集及预处理

3.3.1小波变换消噪原理：

3.3.2水文信号小波消噪方法步骤：

3.3.3基于MATLAB的水文序列小波消噪实例：

3.3.4消噪效果分析

3.4水化学测试分析

3.5水文示踪试验

3.6入渗实验

3.6.1样品采集与基本物理性质测定

3.6.2入渗测定及计算方法

3.6.3不同土地利用类型入渗率变化

3.7求水位流量关系

第4章水文模型模拟

4.1 SWMM(Storm Water Management Model)简介

4.2模型概化

4.3内部结构单元参数设置

4.4系统水量平衡及水循环过程

4.5模拟实例

第5章结语

5.1 结论

5.2存在问题与展望

参考文献：

致谢