基于SCS-CN方法的水文过程计算模型研究

发布时间：2017-04-06 18:15

  本文关键词：基于SCS-CN方法的水文过程计算模型研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：降雨-径流是流域非点源污染发生的主要驱动力,污染负荷的产出和径流量密切相关。选择适合的方法,构建流域尺度的水文过程模型,对流域水文过程进行计算是非点源污染定量评价的基础。 美国土壤保护局开发的SCS-CN(Soil Conservation Service-Curve Number)降雨-径流模型综合考虑了流域下垫面因素和气象因素,能够反映不同土壤类型、不同土地利用方式对径流形成的影响,便于充分利用GIS与RS技术快速获取参数,目前在国内外得到了广泛应用。本文以SCS-CN模型为核心,在流域水文过程分析的基础上,开发了可用于非点源污染快速估算的流域尺度分布式水文过程模型。本文的研究内容与成果如下： (1)根据流域非点源污染快速估算的需求,在流域水文过程分解和集成分析的基础上,研究了降水的空间分布计算、地表径流计算、蒸散发计算、地下水估算、河道演算等水文过程的计算原理和方法,构建了以SCS-CN模型为核心的流域水文过程的概念模型和参数获取方法。 (2)在流域水文过程时空耦合分析的基础上,借助分布式流域建模的思想,利用Microsoft Studio.NET编程环境和面向对象C#语言,实现了以SCS-CN为核心,基于流域水文过程模块架构的,可进行分布式计算的流域尺度水文过程模型的开发。 (3)以溧阳流域为研究区,构建了分布式水文计算的基础地理数据库,利用本文开发的模型,对研究区2008-2013年的水文过程进行了模拟计算。分别在子流域层面和流域层面上,利用模型对比和实际观测数据对模拟结果进行了评价。结果表明,在子流域层面,本文开发的模型和SWAT模型的模拟结果基本一致；在流域层面,胡家圩桥站模拟结果的决定系数R2为0.60,纳什系数Ens为0.51,山前桥站模拟结果的决定系数R2为0.72,纳什系数Ens为0.53。
【关键词】：SCS-CN Penman-Monteith 河道演算 水文过程模型
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X52;P208;P237
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 流域水循环过程机理研究12-13
• 1.2.2 水文过程模型的研究现状13-15
• 1.2.3 存在的问题15
• 1.3 研究目标、内容和拟解决的关键问题15-17
• 1.3.1 研究目标15-16
• 1.3.2 研究内容16
• 1.3.3 研究思路与技术路线16-17
• 1.4 论文结构17-18
• 第二章 分布式水文过程模型计算原理研究18-32
• 2.1 雨量数据空间分配与高程修正18-19
• 2.2 地表径流模拟方法19-26
• 2.2.1 SCS曲线模型方法19-20
• 2.2.2 CN值的获取方法20-23
• 2.2.3 土壤含水量对CN值的调节作用23-24
• 2.2.4 土壤水分垂直运动24
• 2.2.5 汇流时间与径流峰值计算24-26
• 2.3 蒸散发计算26-29
• 2.3.1 潜在蒸散发计算26-28
• 2.3.2 实际蒸散发计算28-29
• 2.4 地下径流计算与水平衡方程29-30
• 2.5 河道传输演算30-31
• 2.6 小结31-32
• 第三章 模型的构建与方法设计32-50
• 3.1 模型结构设计32-40
• 3.1.1 模型空间离散化32-33
• 3.1.2 模型参数组织33-37
• 3.1.3 模型模块结构37-40
• 3.1.4 模型时间尺度40
• 3.2 模型构建40-45
• 3.2.1 静态模型40-43
• 3.2.2 模块的时空关系匹配43-45
• 3.3 模型功能与界面45-49
• 3.4 小结49-50
• 第四章 模型实例验证与模型评价50-61
• 4.1 研究区概况与基础数据50-54
• 4.1.1 研究概况50
• 4.1.2 基础数据50-54
• 4.2 流域离散化54-55
• 4.3 模型结果分析与精度评价55-59
• 4.3.1 评价指标的选取56
• 4.3.2 子流域层面的结果比较与分析56-58
• 4.3.3 流域层面的模拟结果分析58-59
• 4.4 小结59-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 研究成果与结论61
• 5.2 特色与创新61-62
• 5.3 研究中的不足与展望62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：289409