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水文模型中,由于流域存在着较大的空间差异性,通常需将流域离散成较小的、其特性相对均一的空间单元。空间离散化是分布式流域建模的核心研究内容之一。GIS和RS技术的发展为流域水循环要素空间信息的获取提供了崭新的手段和方法,它使得利用流域的地形、地貌、土壤覆盖、植被分布等地理信息来分析和确定模型的参数,以及在无资料地区进行水文模拟分析成为可能。
本文以洛河流域为研究区,构建水文响应指数用于流域的空间离散化,在考虑流域形态特征的基础上,又考虑了流域的物质组成特征,从而为实现流域空间离散化提供新的方法。通过水文响应指数以及自然地理要素与各参数建立的相关模型可以反演出整个研究区的参数空间分布状况,为该流域无资料地区的参数确定提供新的手段,具有一定的现实意义。
本文中的一些主要研究内容和研究成果如下:
(1)较为详细的研究了综合利用GIS,RS技术和DEM提取流域下垫面信息。试验结果表明,利用GIS和遥感技术提取土地利用及覆被变化信息,地表反照率和地表蒸散发等下垫面特征参数,可以充分考虑流域下垫面因素对水文过程的影响,实现高效率,高精度的提取流域下垫面信息。
(2)引用地形指数和CN值构建水文响应指数(HRI),并分析其与地表反照率,地表温度,地表蒸散发等因素的关系,从而探讨其物理意义。利用构建的HRI与NDVI进行空间叠加分析,划分水文响应单元,实现洛河流域的空间离散化。试验结果表明,这种离散化方法是一种行之有效的流域空间离散化方法。
(3)本文采用构建的水文响应指数和一些自然地理要素与模型参数分别建立相关关系,利用此关系反演出模型的各个参数,从而初步探讨模型参数的地理分布规律,为无资料地区参数的确定提供参考。选择长水子流域进行检验,结果表明,由相关关系推求模型参数的方法是切实可行的,这对于无资料地区模型参数的确定有着重要意义。