不同空間分辨率及算法選擇對SWIM水文模型模擬的影響
發(fā)布時間:2021-02-20 20:56
氣候變化背景下,未來極端事件頻發(fā)如洪澇旱災頻發(fā),而徑流作為洪澇災害的依托與載體,在極端洪澇事件中起到?jīng)Q定性的作用,然而由于水文站點建設所需環(huán)境的特殊性以及初期建立水文站點所需相關投入與難度要遠大于氣象站點,導致我國水文站點較少,因而在研究洪澇災害頻度與強度以及預估未來氣候及徑流變化時,多依靠水文模型模擬從而補充缺失的徑流數(shù)據(jù)以及作為未來預估數(shù)據(jù)的基礎。但現(xiàn)階段主流的分布式水文模型雖能實現(xiàn)水文數(shù)據(jù)的定量化模擬、但由于流域徑流的特異性,其模擬效果往往不盡理想。因此,本文以淮河流域上游源頭長臺關流域為研究區(qū),利用長臺關流域10個加密站點1980-1990年逐日觀測數(shù)據(jù)以及不同尺度下墊面數(shù)據(jù),針對德國PIK的SWIM分布式水文模型模擬徑流過程中的缺陷,針對性的提出其改進方法,并基于不同比例尺及空間分辨率下墊面數(shù)據(jù)建立模型輸入數(shù)據(jù)信息庫,共包含56種下墊面矩陣組合,通過帶入改進后的SWIM模型,對比分析其納西效率系數(shù),研究最佳的空間分辨率數(shù)據(jù)組合。其研究內(nèi)容包括:(1)改進流域特征信息提取方法中的D8算法:該方法會將DEM數(shù)據(jù)中存在的錯誤數(shù)據(jù)——洼地柵格單元進行人為填充,因而會導致所提取出的河網(wǎng)...
【文章來源】:安徽師范大學安徽省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究目的與意義
1.1.1 研究目的
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外水文模擬的研究進展
1.2.1 國外水文模型研究進展
1.2.2 國內(nèi)水文模型模擬研究進展
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
第二章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源
2.1 研究區(qū)概況
2.2 數(shù)據(jù)來源與處理
2.2.1 DEM數(shù)據(jù)來源
2.2.2 氣象、水文數(shù)據(jù)來源
2.2.3 土壤、土地利用數(shù)據(jù)來源
2.2.4 數(shù)據(jù)處理方法
2.2.5 其他數(shù)據(jù)處理及應用軟件
第三章 流域特征信息提取的算法改進
3.1 傳統(tǒng)流域特征信息提取方法
3.1.1 D8算法原理
3.1.2 D8算法計算步驟
3.1.3 D8算法優(yōu)缺點
3.2 改進的流域特征信息提取方法
3.2.1 S-D8算法
3.2.2 S-D8算法步驟
3.3 S-D8算法與傳統(tǒng)D8算法對比
3.4 S-D8算法改進算法效果
3.4.1“微觀”尺度下效果對比分析
3.4.2“宏觀”尺度下效果對比分析
3.5 章節(jié)小結(jié)
第四章 集水面積閾值算法改進及對比研究
4.1 集水面積閾值
4.1.1 集水面積閾值定義
4.1.2 集水面積閾值的重要性
4.1.3 集水面積閾值的確定方法
4.2 算法數(shù)據(jù)來源及處理準備
4.2.1 數(shù)字化藍線河網(wǎng)
4.2.2 集水面積閾值范圍劃分
4.3 匯水面積閾值算法及改進算法
4.3.1 平均坡降法
4.3.2 河網(wǎng)密度法
4.3.3 適度指數(shù)法
4.3.4 改進的適度指數(shù)法
4.4 改進算法對水文模型模擬精度的驗證
4.5 章節(jié)小結(jié)
第五章 不同空間分辨率下墊面數(shù)據(jù)對SWIM水文模擬的影響
5.1 不同空間分辨率下墊面數(shù)據(jù)
5.1.1 不同空間分辨率DEM選擇
5.1.2 不同空間分辨率土地利用類型選擇
5.1.3 不同空間分辨率土壤數(shù)據(jù)選擇
5.2 不同空間分辨率數(shù)據(jù)對徑流模擬結(jié)果的影響
5.3 最佳空間分辨率的確定
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 討論
6.2 結(jié)論
6.3 展望
主要參考文獻
致謝
附:攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研工作
【參考文獻】:
期刊論文
[1]SWAT模型中集水面積閾值對徑流模擬的影響[J]. 趙俊鵬,趙來,徐德榮. 黑龍江工程學院學報. 2014(03)
[2]不同尺度和數(shù)據(jù)基礎的水文模型適用性評估研究——淮河流域為例[J]. 高超,劉青,蘇布達,翟建青,胡春生. 自然資源學報. 2013(10)
[3]基于DEM的數(shù)字流域特征提取研究進展[J]. 宋曉猛,張建云,占車生,劉九夫. 地理科學進展. 2013(01)
[4]概念性流域水文模型參數(shù)多目標優(yōu)化率定[J]. 郭俊,周建中,周超,王光謙,張勇傳. 水科學進展. 2012(04)
[5]SWIM水文模型的DEM尺度效應[J]. 高超,金高潔. 地理研究. 2012(03)
[6]基于改進適度指數(shù)法的流域流水網(wǎng)閾值確定研究[J]. 吳泰兵,夏達忠,張行南. 水電能源科學. 2011(04)
[7]DEM水平分辨率對流域特征提取的影響分析[J]. 鮑偉佳,程先富,陳旭東. 水土保持研究. 2011(02)
[8]水文模型:回顧與展望[J]. 徐宗學. 北京師范大學學報(自然科學版). 2010(03)
[9]2010—2100年淮河徑流量變化情景預估[J]. 高超,曾小凡,蘇布達,聞余華,朱進,吳必文. 氣候變化研究進展. 2010(01)
[10]SWAT模型在國內(nèi)外非點源污染研究中的應用進展[J]. 張蕾,盧文喜,安永磊,伊燕平,李迪. 生態(tài)環(huán)境學報. 2009(06)
博士論文
[1]貝葉斯概率水文預報系統(tǒng)及其應用研究[D]. 張洪剛.武漢大學 2005
碩士論文
[1]基于SWIM模型分析土地利用變化對黃前流域產(chǎn)流的影響[D]. 徐艷會.山東農(nóng)業(yè)大學 2011
[2]集水面積閾值確定及其水文響應研究[D]. 楊邦.河海大學 2007
[3]應用分布式流域水文模型MIKESHE研究華北土石山區(qū)小流域水文響應[D]. 肖金強.北京林業(yè)大學 2006
本文編號:3043335
【文章來源】:安徽師范大學安徽省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究目的與意義
1.1.1 研究目的
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外水文模擬的研究進展
1.2.1 國外水文模型研究進展
1.2.2 國內(nèi)水文模型模擬研究進展
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
第二章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源
2.1 研究區(qū)概況
2.2 數(shù)據(jù)來源與處理
2.2.1 DEM數(shù)據(jù)來源
2.2.2 氣象、水文數(shù)據(jù)來源
2.2.3 土壤、土地利用數(shù)據(jù)來源
2.2.4 數(shù)據(jù)處理方法
2.2.5 其他數(shù)據(jù)處理及應用軟件
第三章 流域特征信息提取的算法改進
3.1 傳統(tǒng)流域特征信息提取方法
3.1.1 D8算法原理
3.1.2 D8算法計算步驟
3.1.3 D8算法優(yōu)缺點
3.2 改進的流域特征信息提取方法
3.2.1 S-D8算法
3.2.2 S-D8算法步驟
3.3 S-D8算法與傳統(tǒng)D8算法對比
3.4 S-D8算法改進算法效果
3.4.1“微觀”尺度下效果對比分析
3.4.2“宏觀”尺度下效果對比分析
3.5 章節(jié)小結(jié)
第四章 集水面積閾值算法改進及對比研究
4.1 集水面積閾值
4.1.1 集水面積閾值定義
4.1.2 集水面積閾值的重要性
4.1.3 集水面積閾值的確定方法
4.2 算法數(shù)據(jù)來源及處理準備
4.2.1 數(shù)字化藍線河網(wǎng)
4.2.2 集水面積閾值范圍劃分
4.3 匯水面積閾值算法及改進算法
4.3.1 平均坡降法
4.3.2 河網(wǎng)密度法
4.3.3 適度指數(shù)法
4.3.4 改進的適度指數(shù)法
4.4 改進算法對水文模型模擬精度的驗證
4.5 章節(jié)小結(jié)
第五章 不同空間分辨率下墊面數(shù)據(jù)對SWIM水文模擬的影響
5.1 不同空間分辨率下墊面數(shù)據(jù)
5.1.1 不同空間分辨率DEM選擇
5.1.2 不同空間分辨率土地利用類型選擇
5.1.3 不同空間分辨率土壤數(shù)據(jù)選擇
5.2 不同空間分辨率數(shù)據(jù)對徑流模擬結(jié)果的影響
5.3 最佳空間分辨率的確定
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 討論
6.2 結(jié)論
6.3 展望
主要參考文獻
致謝
附:攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研工作
【參考文獻】:
期刊論文
[1]SWAT模型中集水面積閾值對徑流模擬的影響[J]. 趙俊鵬,趙來,徐德榮. 黑龍江工程學院學報. 2014(03)
[2]不同尺度和數(shù)據(jù)基礎的水文模型適用性評估研究——淮河流域為例[J]. 高超,劉青,蘇布達,翟建青,胡春生. 自然資源學報. 2013(10)
[3]基于DEM的數(shù)字流域特征提取研究進展[J]. 宋曉猛,張建云,占車生,劉九夫. 地理科學進展. 2013(01)
[4]概念性流域水文模型參數(shù)多目標優(yōu)化率定[J]. 郭俊,周建中,周超,王光謙,張勇傳. 水科學進展. 2012(04)
[5]SWIM水文模型的DEM尺度效應[J]. 高超,金高潔. 地理研究. 2012(03)
[6]基于改進適度指數(shù)法的流域流水網(wǎng)閾值確定研究[J]. 吳泰兵,夏達忠,張行南. 水電能源科學. 2011(04)
[7]DEM水平分辨率對流域特征提取的影響分析[J]. 鮑偉佳,程先富,陳旭東. 水土保持研究. 2011(02)
[8]水文模型:回顧與展望[J]. 徐宗學. 北京師范大學學報(自然科學版). 2010(03)
[9]2010—2100年淮河徑流量變化情景預估[J]. 高超,曾小凡,蘇布達,聞余華,朱進,吳必文. 氣候變化研究進展. 2010(01)
[10]SWAT模型在國內(nèi)外非點源污染研究中的應用進展[J]. 張蕾,盧文喜,安永磊,伊燕平,李迪. 生態(tài)環(huán)境學報. 2009(06)
博士論文
[1]貝葉斯概率水文預報系統(tǒng)及其應用研究[D]. 張洪剛.武漢大學 2005
碩士論文
[1]基于SWIM模型分析土地利用變化對黃前流域產(chǎn)流的影響[D]. 徐艷會.山東農(nóng)業(yè)大學 2011
[2]集水面積閾值確定及其水文響應研究[D]. 楊邦.河海大學 2007
[3]應用分布式流域水文模型MIKESHE研究華北土石山區(qū)小流域水文響應[D]. 肖金強.北京林業(yè)大學 2006
本文編號:3043335
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