论文题目: 基于DEM的分布式水文模型的研究与应用
论文类型: 硕士论文
论文专业: 水文学及水资源
作者: 郭太英
导师: 程春田
关键词: 地理信息系统,分布式水文模型,数字高程模型,数字地形分析,地形指数
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 流域内自然地理要素的空间差异导致了流域水文过程的时空变化。基于DEM的分布式水文模型由于能够比较方便的考虑水文要素的空间差异,更接近于真实的降雨径流形成的物理过程,为进一步提高水文模拟的精度提供了可能。地理信息系统、遥感和计算机的飞速发展为分布式水文模型的研究提供了强大的技术支持,使得分布式水文模型的应用成为可能。首先,本文以法国东部罗纳河支流伊泽尔河上游流域为例,在参考大量文献的基础上,以数字高程模型为基础,利用ArcInfo中的Desktop和Workstation为工作平台,对流域进行数字地形分析。研究了基于DEM的流域特征的提取,包括水系的提取、子流域的划分、流域边界线的提取、地形指数的计算、单元汇流路径长度的提取等。然后,研究水文模型的产汇流机制,建立基于DEM的分布式水文模型。模型由两部分组成:径流生成模块和径流演算模块。径流生成模块以山坡水文学理论为基础,重点考虑流域地形的影响,分单元引入地形指数进行产流计算。在径流演算模块中,将分布式瞬时响应表示为一个带有滞时的伽马函数,该滞时等于径流从网格所在位置至流域出口经历的河道汇流的传播时间。为了验证模型的可行性,本文选用了研究流域1998年-2002年的14场降雨,使用本文所建立的分布式水文模型进行降雨-径流模拟。将模拟结果与实测径流过程进行比较,经过分析表明,使用本文所建立的分布式水文模型能够取得较好的效果。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1． 1 流域水文模型综述
1． 1． 1 流域水文模型的概念
1． 1． 2 水文模型分类
1． 2 水文模型的发展趋势
1． 2． 1 传统集总式水文模型的局限性
1． 2． 2 水文模型由集总式向分布式的转变
1． 3 分布式水文模型的发展
1． 3． 1 国外分布式水文模型的发展
1． 3． 2 国内分布式水文模型的发展情况
1． 4 选题背景
1． 4． 1 问题的提出及研究意义
1． 4． 2 资料来源及研究区概况
1． 5 本论文研究的主要内容
第二章 分布式水文模型的技术支撑
2． 1 GIS与分布式水文模型
2． 1． 1 GIS概念及功能
2． 1． 2 ArcGIS组成
2． 1． 3 GIS在水文模型中的应用
2． 1． 4 GIS与水文模型的集成
2． 2 数字化与分布式流域水文模型
2． 2． 1 数字化技术与数字流域
2． 2． 2 数字高程模型(DEM)及其在水文模型中的应用
2． 3 遥感在水文模型中的应用
第三章 流域的数字地形分析
3． 1 DEM的预处理
3． 1． 1 对洼地的处理
3． 1． 2 对平坦区域的处理
3． 2 水流方向的确认
3． 2． 1 D8原理及方法
3． 2． 2 多流向算法
3． 3 提取流域水系
3． 3． 1 水流累积矩阵计算
3． 3． 2 汇水面积阈值与提取河网的关系
3． 4 流域界限(分水线)的确定及子流域的划分
3． 4． 1 流域界限确定
3． 4． 2 子流域的划分
3． 5 河网分级
第四章 具有水文意义的地形参数的提取
4． 1 地形指数的提取
4． 1． 1 地形指数的物理意义
4． 1． 2 地形因子的计算
4． 1． 3 地形指数的计算
4． 2 水流路径长度的提取
第五章 分布式水文模型的构建
5． 1 流域产流机制
5． 1． 1 霍顿产流机制
5． 1． 2 山坡水文学产流原理
5． 1． 3 产流成分划分
5． 2 产流计算
5． 2． 1 TOPMODEL基本假设
5． 2． 2 局部产流面积(源面积)的确定
5． 2． 3 流域的初始条件
5． 2． 4 单元产流计算
5． 3 汇流计算
5． 3． 1 坡面汇流
5． 3． 2 河道汇流
5． 3． 3 与地形有关的汇流参数
5． 4 分布式水文模型的建立
第六章 分布式水文模型的验证
6． 1 水文模型评定标准
6． 2 模型输入
6． 3 模型计算结果
第七章 总结及展望
7． 1 本文总结
7． 2 模型现存的问题
7． 3 未来发展趋势
参考文献
致谢
大连理工大学学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-07-05
参考文献
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