大尺度分布式水文模型研究

在学习了经典的分布式模型（如SWAT）的基础上，本文对已有的分布式时变增益模型进行了改进，建立了一个大尺度的分布式时变增益模型。该模型中加入了土地利用、覆被变化、人类活动、水保工程以及水库调度等模块。该模型的主要作用是分析人类活动对流域水循环的影响。将本模型应用于全黄河79.5km2流域，结果较好。 本文主要工作与研究的内容如下： 1、给出了一套通过DEM提取河网、划分子流域的方法。该法的优点的能够保证流域中的每一个点都是连通的，最终将整个流域建成一有向无环图。每个网格的流向借鉴了D8方法的思想，但计算的方法是应用了图论中图的遍历的方法。河网的提取根据水流累计矩阵与流向确定，子流域则由河网得到。 2、建立了一大尺度分布式模型。该模型在每个小子流域中产流计算，通过河道进行汇流。每个子流域中需要计算的量有：降雨、蒸发、地表径流、壤中流、土壤湿度。子流域的降水与气象资料通过数据同化技术得到。在每个子流域中通过遥测土地利用信息与水保工程资料来考虑了土地利用与覆被变化的影响。农业用水通过耕地的面积与作物的类型来确定，然后分配到其所属的分区中。水库的调蓄作用是改变了水资源的时空分布，该模型中加入了常规调度方案。 3、建立了黄河月分布式模型。黄河流域人类活动影响十分剧烈。本文分析了黄河流域多年的降雨、径流、水保工程、农业灌区等资料。从黄河源至入海口模拟了17个流量站。上游的天然流域模拟效果很好效率系数可达0.8以上，随着黄河中下游人类影响的剧烈，由于收集的资料有限，模拟的精度有所下降。 4、可视化系统的开发与集成方面。在做分布式模型时，用多种语言、多类型数据库开发了一可视化系统。本文第五、六章给出了一些系统集成的方案。