长安大学大学生创新性实验计划项目结题报告-张庆海

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1、土壤高浓度CO2对植物光合作用的影响指导教师：韩枫团队人员：张庆海，刘颖华，薛晓芹，王丽萍完成时间：2012年5月17日二〇一二年五月目录第一章综述21.1研究背景21.2研究目的及意义31.3国内外研究现状31.3.1洪水预报研究现状31.3.2水文模型研究现状31.3.3SWAT模型的研究现状31.3.4基于GIS的洪水演进研究现状31.3.5HEC研究现状31.4研究现状的评价31.5研究主要内容及方法31.6.本研究的特色3第二章研究区概况32.1自然地理概况32.1.1流域水系特征32.1.2地质地貌32.1.3气候32.1.4水文32.1.5土壤与植被32.2社会经济与水资源开

2、发利用概况3第三章研究区基础资料处理33.1数据处理33.1.1DEM数据处理33.1.2土地利用数据处理33.1.3土壤数据处理33.2数据库的建立33.2.1土地利用属性数据库33.2.2土壤属性数据库33.2.3气象信息数据库3第四章基于SWAT的黄土高原典型泥石流区域径流模拟34.1SWAT模型简介34.1.1SWAT模型的发展3共45页第1页4.1.2SWAT模型原理34.1.3SWAT模型的结构和运行控制34.2模型对DEM分辨率和积水面积阈值的敏感性分析34.2.1不同DEM分辨率和集水面积阈值下的地形参数提取3第五章基于的河道水力演进模拟35.1HEC模型简介35.1.1H

3、EC概述35.1.2HEC-RAS模型原理35.2HEC-GeoRAS耦合ArcViewGIS提取该流域河网35.3建立河道山洪（泥石流）演进模型35.3.1河网几何资料的处理35.3.2边界与初始条件设置35.3.3演进分析35.4三维显示各种情景下的洪水淹没范围显示3第六章运用模型研究建庄川典型泥石流流域产生洪水淹没的临界降雨量36.1运用模型研究建庄川典型泥石流流域产生山洪（泥石流）淹没的临界降雨量36.1.1SWAT构建降雨-径流模拟模型36.1.2不同降雨情景下的山洪（泥石流）演进分析36.2根据未来降雨预报预测该区的洪水淹没36.2.1不同降雨情景下的径流量36.2.2不同降雨

4、情景下洪水演进分析3第七章结论与展望37.1主要结论37.2展望3共45页第1页第一章综述1.1研究背景洪水通常是指由暴雨、急剧冰雪融化、风暴潮等自然因素或水库调度不当、水利工程溃决失事等人为因素引起的江河、湖泊洪水流量激增、水位急剧上涨的一种水文现象。洪水是自然和环境系统变化的产物，其发生和发展都受自然和环境系统的作用和制约。洪水灾害是指因大雨、暴雨或持续的降雨是低洼地区淹没、滞水的现象。洪涝灾害的发生使人民的生命财产受到威胁和损害。随着社会经济的发展，洪水灾害对人类的危害在不断的增长，洪灾不断的成为社会关注的焦点[1]。近年来，由于世界气候异常，全球多个国家都遭遇洪水灾害的袭击。据媒体

5、报道：2006年6月美国连降暴雨，使得密西西比河的水位开始猛涨，涨高的洪水漫过了沿途的房屋、农场和道路。在艾奥瓦州洪水漫过了防洪堤，涌入锡达拉皮兹市城区，至少438处民居遭浸泡。此外，3000多户居民离家，前往高处避险，工厂、汽车均被淹没在一片汪洋之中；2008年7月，乌克兰遭遇百年一遇的大洪水；2011年10月泰国北部和中部遭遇50年来最大洪水灾害，全国3/4成为汪洋，死亡200多人。2009年5月22日，澳大利亚南利斯莫尔的机场被洪水包围。澳大利亚东海岸几天来连降暴雨，造成洪水泛滥，数千人被迫离开家园。我国幅原辽阔，全国大约有2/3的国土面积都有着不同类型和不同程度的洪水灾害[2]。历

6、年来洪水灾害给我国带来了巨大的损失，对河流沿岸人民的生产生活带产生严重的影响。如1954年长江特大洪水，淹没农田4755万亩，受灾人口1888万人，死亡3.3万人，直接经济损失100亿元；1963年海河发生特大洪水，三大水系决口2400处，有104个县市遭灾，淹没农田6600万亩。保定、邢台、邯郸市水深2－3米，倒房450万间，受灾人口2200万，死5640人，2254个工矿企业停产，京广铁路27天不能通车，直接经济损失60亿元；1998年长江、松花江、嫩江流域发生特大洪水，直接经济损失超过2000多亿元；2003年8月24日，陕西省黄陵县沮河上游水位暴涨，导致黄陵县腰坪社区多个村组受灾、

7、建庄川多个煤矿矿井进水，整个县直接经济损失达1亿多元。由降水预报对洪水成灾进行预测预报是一项非工程性减灾措施，预先获知洪水的淹没范围和水深的分布情况，对于预先转移受灾区的生命财产，减少损失具有非常重要的价值，而且对于洪水造成的灾害损失进行评估也是非常有用的[3]。近年来随着GIS技术的发展，利用GIS的空间分析和可视化功能，模拟显示洪水淹没范围和水深分布一直是研究的热点。对近年来有关学术文献进行分析，发现大多都是基于给定