TOPMODEL在洪水预报中的应用与研究

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1、河海大学硕士学位论文TOPMODEL在洪水预报中的应用与研究姓名：谢帆申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：李致家20080101摘要流域水文模型是水文科学中一个重要的分支之一，是研究水文自然规律和解决水文实践问题的主要工具。TOPMODEL作为以地形为基础的半分布式流域水文模型，利用地形指数来反映流域水文现象，在集总式和分布式流域水文模型之间起到了承上启下的作用。基于此，并结合国家自然科学基金项目展开对该模型的应用与研究。首先在数字高程模型的基础上，研究和归纳了流域信息提取的方法和算法，利用DE

2、M数据提取了河网、水系、子流域等相关的流域特征，主要为TOPMODEL所用的地形指数和河道长度计算提供服务。根据TOPMODEL的结构、原理和基本方程，建立了初始土壤缺水量与地形指数及初始时刻流量之间的关系，从而更为客观的表示流域的初始状态。然后利用该方法将TOPMODEL和新安江模型分别应用到钱塘江的六个流域的洪水模拟中，对两模型进彳亍了比较分析，验证了方法的合理性，并在理论上及应用结果上归纳了TOPMODEL与新安江模型的相似性与差异性。最后结合这些流域研究模型参数与地形地貌的关系。应用结果表明TOPM

3、ODEL在这六个流域的洪水模拟精度还是令人满意的，证明了初值方法的合理性。并且，所推导的模型参数与地形指数的关系也得到了很好的验证。关键词：TOFlIODEJ．，地形指数，初始土壤缺水量，新安江模型，钱塘江流域，洪水模拟AbstractHydrologicalmodelisoneoftheimportantbranchesinhydrology；overtheyears，ithasbecomeaveritabletoointhestudyofnaturalregulation．Asatopography—b

4、asedphysicallysemi-distributedhydrologicalmodel，TOPMODELplaysanactiveroleasalinkbetxveenlumpedanddistributedmodels，usingtopographicindextOreflecthydrologicalphenomenon．Inthisstudy，thetheoreticalbasisandapplicationofTOPMODELalesuccinctlydiscussed．BasedonDEM

5、，themethodsofextractingbasininformationsuchasdrainagenetwork，fiversystem，andsubbasins，mainlyforpurposesofcomputingtopographicindexandriverlengthalestudied．Thestnleture,principleandthetmdeflyingequationsofthemodelaleintroducedindetail．Tobeabletounderstandth

6、einitialstateofthebasiningreatdetail，therelationshipbetweeninitialsoilmoisturedeficitandtopographicindexWasestablished．Bymakingu∞ofthisapproach,TOPMODELandXin’anjiangModelwereappliedforfloodsimulationtosixsubbasinsintheQiantangjiangbasin．Resultingfromthis，

7、comparativeanalysisWasperformedontheresultsandthetheoryofthesetwomodels．Thefocushereistoprovidealinkbetweenparametersandtopographyinordertobebetterdisposedtoarriveatanobjectiveunderstandingofphysicallybasedhydrologicalmodels．TheresultsshowthatTOPMODELperfo

8、rmedwellinthesesixsubbasins；thisisanindicationofthenewmethod’srationality．Inaddition，thelinkbetweenparametersandtopographicindexshowgoodagreement．KeyWords：TOPMODEL，Topographicindex，Initialsoilmoisturedeficit,