不同空间分辨率及算法选择对SWIM水文模型模拟的影响

发布时间：2021-02-20 20:56

　　气候变化背景下,未来极端事件频发如洪涝旱灾频发,而径流作为洪涝灾害的依托与载体,在极端洪涝事件中起到决定性的作用,然而由于水文站点建设所需环境的特殊性以及初期建立水文站点所需相关投入与难度要远大于气象站点,导致我国水文站点较少,因而在研究洪涝灾害频度与强度以及预估未来气候及径流变化时,多依靠水文模型模拟从而补充缺失的径流数据以及作为未来预估数据的基础。但现阶段主流的分布式水文模型虽能实现水文数据的定量化模拟、但由于流域径流的特异性,其模拟效果往往不尽理想。因此,本文以淮河流域上游源头长台关流域为研究区,利用长台关流域10个加密站点1980-1990年逐日观测数据以及不同尺度下垫面数据,针对德国PIK的SWIM分布式水文模型模拟径流过程中的缺陷,针对性的提出其改进方法,并基于不同比例尺及空间分辨率下垫面数据建立模型输入数据信息库,共包含56种下垫面矩阵组合,通过带入改进后的SWIM模型,对比分析其纳西效率系数,研究最佳的空间分辨率数据组合。其研究内容包括:（1）改进流域特征信息提取方法中的D8算法:该方法会将DEM数据中存在的错误数据——洼地栅格单元进行人为填充,因而会导致所提取出的河网... 

【文章来源】：安徽师范大学安徽省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
        1.1.1 研究目的
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外水文模拟的研究进展
        1.2.1 国外水文模型研究进展
        1.2.2 国内水文模型模拟研究进展
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 研究区概况与数据源
    2.1 研究区概况
    2.2 数据来源与处理
        2.2.1 DEM数据来源
        2.2.2 气象、水文数据来源
        2.2.3 土壤、土地利用数据来源
        2.2.4 数据处理方法
        2.2.5 其他数据处理及应用软件
第三章 流域特征信息提取的算法改进
    3.1 传统流域特征信息提取方法
        3.1.1 D8算法原理
        3.1.2 D8算法计算步骤
        3.1.3 D8算法优缺点
    3.2 改进的流域特征信息提取方法
        3.2.1 S-D8算法
        3.2.2 S-D8算法步骤
    3.3 S-D8算法与传统D8算法对比
    3.4 S-D8算法改进算法效果
        3.4.1“微观”尺度下效果对比分析
        3.4.2“宏观”尺度下效果对比分析
    3.5 章节小结
第四章 集水面积阈值算法改进及对比研究
    4.1 集水面积阈值
        4.1.1 集水面积阈值定义
        4.1.2 集水面积阈值的重要性
        4.1.3 集水面积阈值的确定方法
    4.2 算法数据来源及处理准备
        4.2.1 数字化蓝线河网
        4.2.2 集水面积阈值范围划分
    4.3 汇水面积阈值算法及改进算法
        4.3.1 平均坡降法
        4.3.2 河网密度法
        4.3.3 适度指数法
        4.3.4 改进的适度指数法
    4.4 改进算法对水文模型模拟精度的验证
    4.5 章节小结
第五章 不同空间分辨率下垫面数据对SWIM水文模拟的影响
    5.1 不同空间分辨率下垫面数据
        5.1.1 不同空间分辨率DEM选择
        5.1.2 不同空间分辨率土地利用类型选择
        5.1.3 不同空间分辨率土壤数据选择
    5.2 不同空间分辨率数据对径流模拟结果的影响
    5.3 最佳空间分辨率的确定
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 讨论
    6.2 结论
    6.3 展望
主要参考文献
致谢
附：攻读硕士学位期间发表论文及科研工作


【参考文献】：
期刊论文
[1]SWAT模型中集水面积阈值对径流模拟的影响[J]. 赵俊鹏,赵来,徐德荣.  黑龙江工程学院学报. 2014(03)
[2]不同尺度和数据基础的水文模型适用性评估研究——淮河流域为例[J]. 高超,刘青,苏布达,翟建青,胡春生.  自然资源学报. 2013(10)
[3]基于DEM的数字流域特征提取研究进展[J]. 宋晓猛,张建云,占车生,刘九夫.  地理科学进展. 2013(01)
[4]概念性流域水文模型参数多目标优化率定[J]. 郭俊,周建中,周超,王光谦,张勇传.  水科学进展. 2012(04)
[5]SWIM水文模型的DEM尺度效应[J]. 高超,金高洁.  地理研究. 2012(03)
[6]基于改进适度指数法的流域流水网阈值确定研究[J]. 吴泰兵,夏达忠,张行南.  水电能源科学. 2011(04)
[7]DEM水平分辨率对流域特征提取的影响分析[J]. 鲍伟佳,程先富,陈旭东.  水土保持研究. 2011(02)
[8]水文模型:回顾与展望[J]. 徐宗学.  北京师范大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]2010—2100年淮河径流量变化情景预估[J]. 高超,曾小凡,苏布达,闻余华,朱进,吴必文.  气候变化研究进展. 2010(01)
[10]SWAT模型在国内外非点源污染研究中的应用进展[J]. 张蕾,卢文喜,安永磊,伊燕平,李迪.  生态环境学报. 2009(06)

博士论文
[1]贝叶斯概率水文预报系统及其应用研究[D]. 张洪刚.武汉大学 2005

硕士论文
[1]基于SWIM模型分析土地利用变化对黄前流域产流的影响[D]. 徐艳会.山东农业大学 2011
[2]集水面积阈值确定及其水文响应研究[D]. 杨邦.河海大学 2007
[3]应用分布式流域水文模型MIKESHE研究华北土石山区小流域水文响应[D]. 肖金强.北京林业大学 2006



本文编号：3043335