分布式水文模型ppt課件

第九章分布式水文模擬技術(shù) 第九章 分布式水文模擬技術(shù) 9.1 分布式水文模型的發(fā)展 9.1.1 分布式水文模型的研究進(jìn)展 9.1.1.2 幾點(diǎn)討論 9.1.2 分布式水文模型的發(fā)展 9.2 基于DEM的流域分布式水文模型 9.2.1 流域水文過程及其數(shù)學(xué)模擬 流域水循環(huán)過程示意圖 9.2.1.2 流域水循環(huán)的數(shù)學(xué)模擬 9.2.2 基于DEM的流域分布式水文模擬 流域分布式水文模型的一般框架 目前，基于DEM的分布式水文模型主要有兩種建模方式： 9.2.2.2 模型的結(jié)構(gòu)與參數(shù) 9.3 幾個(gè)典型分布式水文模型的介紹 MIKE SHE的水循環(huán)及模擬示意圖 MIKE SHE WM模塊的結(jié)構(gòu)圖 9.3.2 TOPMODEL TOPMODEL通過土壤含水量(或土壤飽和缺水量)來確定流域產(chǎn)流面積的大小和位置，而土壤飽和缺水量由地形指數(shù)計(jì)算得到。對(duì)于一個(gè)單元流域TOPMODEL的計(jì)算流程為：①基于DEM計(jì)算地形指數(shù)，并求出每類地形指數(shù)的面積分布；②根據(jù)地形指數(shù)逐類進(jìn)行產(chǎn)流計(jì)算，得到單元流域的產(chǎn)流量；③進(jìn)行單元流域的匯流計(jì)算。 TOPMODEL模型具有參數(shù)較少，模擬精度高的特點(diǎn)。TOPMODEL利用地形指數(shù)計(jì)算飽和缺水量，將產(chǎn)流計(jì)算與易于獲得的地形信息建立聯(lián)系，這一點(diǎn)對(duì)于構(gòu)建基于DEM的分布式水文模型具有很好的啟迪作用。但同大多數(shù)模型類似，TOPMODEL模型并不適合所有的流域。這是因?yàn)槟Ｐ偷男顫M產(chǎn)流機(jī)制和飽和地下水穩(wěn)定流的假設(shè)在一些流域并不成立。 9.3.3 SWAT模型 SWAT模型結(jié)構(gòu)示意圖 SWAT采用類似于HYMO(Hydrologic Modeling)模型(Williams and Hann,1973)的命令結(jié)構(gòu)來控制徑流和化學(xué)物質(zhì)的演算。通過子流域命令，進(jìn)行分布式產(chǎn)流計(jì)算；通過匯流演算命令，模擬河網(wǎng)與水庫(kù)的匯流過程；通過疊加命令，把實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)和點(diǎn)源數(shù)據(jù)輸入到模型中同模擬值進(jìn)行比較；通過輸入命令，接受其他模型的輸出值；通過轉(zhuǎn)移命令，把某河段(或水庫(kù))的水轉(zhuǎn)移到其他的河段(或水庫(kù))中，或直接用作農(nóng)業(yè)灌溉。SWAT模型的命令代碼能夠根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。 SWAT模型在產(chǎn)流計(jì)算上可以采用經(jīng)驗(yàn)方法SCS模型或者Green - Ampt下滲概念模型。流域離散可以采用多種方法，如，子流域、山坡或網(wǎng)格。SWAT模型的參數(shù)大多具有物理概念，但由于參數(shù)繁多，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)仍然面臨很多的問題。SWAT模型作為第二類分布式水文模型的典型代表，其模型結(jié)構(gòu)和運(yùn)行控制方式為構(gòu)造流域分布式水文模型(特別是日過程模型)提供了很好的借鑒。 ZHENGZHOU UNIVERSITY Zuo Qiting Zuo Qiting 分布式水文模型的發(fā)展 基于DEM的流域分布式水文模型 幾個(gè)典型分布式水文模型的介紹 9.1 9.2 9.3 主要內(nèi)容 9.1.1.1 研究進(jìn)展 分布式水文模型的研究可以認(rèn)為起始于1969年Freeze和Harlan發(fā)表的《一個(gè)具有物理基礎(chǔ)數(shù)值模擬的水文響應(yīng)模型的藍(lán)圖》的文章。 后期比較具有代表性的水文模型包括SHE模型、IHDM模型、SWAT模型、THALES模型以及DTVGM模型等。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS/RS技術(shù)、信息技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展與普及，分布式水文模型也因此獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。 流域分布式水文模型還有待于進(jìn)一步完善，多數(shù)還存在(或很少考慮)以下幾個(gè)問題。 ①分布式水文模型的真實(shí)性問題。 ②尺度轉(zhuǎn)換問題(或者模型參數(shù)的有效性問題)。 ③模型的檢驗(yàn)問題。 ④計(jì)算時(shí)間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問題。 目前，基于模塊的分布式水文模擬系統(tǒng)的研制在國(guó)內(nèi)還較為少見。在國(guó)外，USGS (美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局)在MMS (Modular Modeling System)的基礎(chǔ)上已聯(lián)合歐洲等國(guó)著手開發(fā)OMS (Objective Modeling System)，以JAVA為開發(fā)語言，基于Internet實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享。此外，USGS與BOR(復(fù)墾局)合作開展流域與河流系統(tǒng)管理計(jì)劃(WARSMP)，目標(biāo)是發(fā)展操作性強(qiáng)、以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心、面向復(fù)雜的資源管理問題的決策支持系統(tǒng)。 總體上看，集成不同的水循環(huán)模型，基于模塊化結(jié)構(gòu)，構(gòu)建面向多目標(biāo)的水文模擬系統(tǒng)是現(xiàn)代水文模擬技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)重要方向。 9.2.1.1 流域水循環(huán)過程 流域是陸地系統(tǒng)中最為重要的自然集水區(qū)域。流域水循環(huán)主要包括降水、冠層截留、徑流(坡面流、壤中流和地下徑流)、下滲、蒸發(fā)(包括土壤蒸發(fā)、水面蒸發(fā)、植被蒸騰、潛水蒸發(fā))等幾個(gè)環(huán)節(jié)。在這幾個(gè)環(huán)節(jié)中，伴隨著水量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)及能量的交換，同時(shí)還受到氣候變化、大氣降水動(dòng)力學(xué)過程及流域地形、地貌、

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

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