分布式融雪径流模型的设计及应用

摘要

融雪径流模型的研究对洪、旱灾害的监测与预报,对水文水资源的管理都具有重要的实用价值.本文设计和构建了一个基于"3s"技术和DEM技术的分布式融雪径流模型,整个分布式融雪模型的计算基于能量平衡和水量平衡,由分布式栅格融雪过程到分布式栅格产流,最后是基于GIS的栅格汇流过程,融雪以及产汇流过程全部基于栅格尺度,全面实现了模型的分布式特性并具有严格的物理机制.文中提出了"单元时段"的重要概念.从而得到了"度分融雪模型",为水文时间尺度转换难题的解决提供了新的思路;针对融雪过程中颇为复杂的冻融反复性难题提出了旨在解释积雪冻融反复性物理机制的"冻融系数"的重要概念,对于准确把握融雪过程的物理机制具有重要意义.另外,开发了B/S与C/S相结合的分布式融雪径流模拟系统,利用获取的大量实测、遥感以及气象等资料,基于栅格尺度全面实现了模型的算法,完成了对融雪径流的可视化、可控性模拟.最后,对典型研究区新疆军塘湖流域2006年春季融雪期(2006年3月6日11:00～2006年3月10日11:00的洪水过程进行了模拟,模拟结果精度较高,平均相对误差在0.18以下,达到了融雪洪水预警预报的业务需求.