基于dem的分布式水文模型的研究与应用

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1、大连理工大学硕士学位论文基于DEM的分布式水文模型的研究与应用姓名：郭太英申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：程春田20050601火连理工大学硕士学位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Ar

2、cInfo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～

3、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一径流模拟。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。关键词：地理信息系统；分布式水文模型：TOPMODEL；数字高程模型；数字地形分析地形指数(1ll(矾趾B))基于DEM的分布式水文模型的研究与应用AbstractSpatialheterogeneityofphysiogeographicalcomponentsleadstospatialandchronologicalchangesofhydrologicalprocessinwatershed．Theseeffe

4、ctscarlbetakenintoaccountbydistributedhydrologicalmodelwithDEM，Thedistributedhydrologicalmodelcartsimulatethephysicalprocessofrainfall—runoffinwatershedmoreactually，andmaybeimprovetheaccuracyofsimulatingfurther．Atthesametime，therapiddevelopmentofGIS，RSandcomputeraffordspowerfulfunctionforapplying

5、thedistributedhydrologicalmodelintowatershed．Firstly，takentheupriverwatershedofIsereasa11example，whichistheanabranchofRhoneRiverinFrance，thispapermakesaaigitalterrainanalysis，UsingGIStoolsincludingWorkstationandDeskTopofArclnfofromESRI，thedigitalanalysisofcatchmentspropertiesfromDEMisstudied，such

6、astheextractionofrivernetwork，boundaryofsubcatchmentsanddistributedcatchmentscharactersThen，thewateryieldingandrunoffroutingtheoryarestudied，andaDEM—baseddistributedhydrologicalmodelisestablished．Thismodeliscomposedoftwoparts：runoffyieldingmoduleandwaterroutingmodule．Theformerbasesonthehillslopeh

7、ydrologyandputsemphasisontheeffectsofterrainwhichdenotedwithtopographicindexforeach酣d．ThewatermutingprocessisexpressedwithGammafimctionimportingadelaytimeparameterwhichcanbecalculatedsimplyfromfivertravel．Totestthemode