分布式水文模型及地貌瞬时单位线研究
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1.3 本书主要内容

1.3.1 考虑高程影响的降雨空间插值

作为自然界中水文循环过程的主要输入条件,降雨对产汇流过程起着重要作用。考虑到地形对降雨的影响作用,本书将以地质统计学中的协克里金方法为基础,引入高程信息作为影响降雨的第二控制因素,建立考虑高程影响的协克里金降雨空间插值方法。

1.3.2 网格型松散结构分布式水文模型的构建

以DEM网格为基础,建立网格型松散结构的分布式水文模型。探讨各网格中模型主要参数的确定方法以及模型汇流计算的处理方法。

模型构建以蓄满产流理论为基础。如同新安江模型一样,采用土壤蓄水能力作为模型参数来反映流域的土壤特性,并建立网格地形指数同土壤蓄水能力之间的定量关系,以此来描述土壤蓄水能力的空间分布情况。汇流计算中采用了空间流速场、线性水库、非线性水库及河道响应函数相结合的计算方法。

此外,模型的构建需要进行预处理,预处理主要是为了给模型的汇流计算提供支持。首先根据数字高程模型来确定各网格上的水流方向及河网结构,并以此作为基础得到网格的产汇流演算次序。以曼宁公式为基础,充分利用植被覆盖及土地利用情况的遥感数据计算网格上的流速,从而建立一个时间上不变而空间上变化的空间流速场,以此作为模型汇流计算的基础。

1.3.3 考虑水动力参数空间变化的地貌单位线研究

在前人研究的基础上,采用不同方法研究水动力参数空间变化条件下流域地貌瞬时单位线的确定并用实测资料做检验。

以模型中的空间流速场为基础,分别以两种方法考虑水动力参数(波速、扩散系数)空间变化条件下流域地貌瞬时单位线的计算方法。第一种方法以状态-空间模型为基础,以路径等价流速及路径等价水动力扩散系数来描述水动力参数的空间变化,以初始概率和转移概率来控制雨滴汇流所选择的路径;第二种方法充分考虑了流域河网的自相似性质,首先通过分形方法生成一个自相似网络,随后引入网络等价流速及网络等价水动力扩散系数的概念来考虑水动力参数的空间变化,提出自相似网络宽度函数的计算方法,并以此为基础,建立宽度函数为基础的WGIUH。

1.3.4 实例研究

全书最后两部分,将分别举例介绍两个在我国南方湿润流域所构建的分布式水文模型,分别是长江三峡区间沿渡河流域分布式水文模型,以及下垫面更为复杂的贵州三岔河岩溶环境分布式水文模型。