基于GIS和RS的山地分布式流域水文模型研究.pdf

1、分布式模型是研究水文自然規(guī)律和解決水文實(shí)踐問題的重要工具，它基于單元網(wǎng)格或者子流域，需要許多的過程參數(shù)，要求輸入數(shù)據(jù)能夠充分反映流域空間的水文異質(zhì)性，對(duì)數(shù)據(jù)獲取有很高的要求。 地理信息系統(tǒng)、遙感等技術(shù)手段可提供覆蓋全球的經(jīng)緯度、高程信息以及時(shí)效性很強(qiáng)的各波段輻射等信息，并可通過這些信息來(lái)反演地表溫度、植被指數(shù)、積雪覆蓋、蒸發(fā)等大范圍高時(shí)間密度和高空間密度的數(shù)據(jù)信息。GIS、RS手段獲取信息相比傳統(tǒng)方法成本較低，能獲取面分布信息，

2、這符合分布式水文模型的輸入要求。本文嘗試?yán)肎IS、RS手段獲取流域氣溫、蒸發(fā)等信息，建立分布式水文模型，為資料缺乏地區(qū)和無(wú)資料地區(qū)的分布式流域水文模型應(yīng)用創(chuàng)造條件。 本文根據(jù)美國(guó)國(guó)家地球物理數(shù)據(jù)中心USGS提供的90米數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)，利用地理信息系統(tǒng)空間分析的功能，獲取地面高程的空間分布、坡度坡向等地貌參數(shù)，而且提取流域的水系、分水線、子流域邊界等。 傳統(tǒng)水文模型建立時(shí)，多采用水文或遙測(cè)站點(diǎn)的單個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的雨

3、量、氣溫、蒸發(fā)值來(lái)估算面平均雨量、氣溫、蒸發(fā)值，這對(duì)站點(diǎn)分布依賴性很強(qiáng)，尤其在山區(qū)站點(diǎn)的代表性對(duì)估算結(jié)果影響很大。本文在獲取流域地貌信息和流域水系信息的基礎(chǔ)之上，在GIS手段的支持下，根據(jù)不同高程坡向雨量站觀測(cè)值與積雪遙感信息分析降水的空間分布，結(jié)合地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，嘗試生成接近實(shí)際情況的柵格式降雨信息、等雨量線信息以及水文模型所需要的面分布雨量信息。針對(duì)遙感技術(shù)的特點(diǎn)以及蒸散產(chǎn)生原理，利用MODIS遙感信息計(jì)算獲取了柵格式地溫信息、歸一化

4、植被指數(shù)信息、積雪覆蓋信息，并對(duì)地溫與氣溫相關(guān)關(guān)系以及地溫?cái)?shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行了分析論證；建立了基于地表能量平衡原理的SEBAL模型，并對(duì)研究區(qū)蒸發(fā)信息的反演進(jìn)行了研究，獲取更加具有物理意義的柵格式蒸發(fā)信息，并對(duì)SEBAL模型的參數(shù)敏感性進(jìn)行了初步研究。 最終，根據(jù)上述流域下墊面信息、降雨、氣溫、蒸發(fā)、積雪覆蓋等分布式信息，在融雪型新安江三水源模型的基礎(chǔ)上，建立了反映天山西部山區(qū)流域特點(diǎn)的山地分布式水文模型。結(jié)果比較滿意。

5、本文的主要貢獻(xiàn)在于對(duì)比不同地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和基于不同模型的地統(tǒng)計(jì)學(xué)法的插值結(jié)果，確定在該研究區(qū)應(yīng)用相對(duì)較好的插值模型和方法。分析基于遙感手段反演獲取的地溫信息與傳統(tǒng)手段獲取的氣溫信息的相關(guān)性，從而利用地溫分布式信息推算氣溫分布式信息。在RS和MODIS數(shù)據(jù)支持下建立了適用于天山西部山區(qū)的SEBAL模型，反演獲取研究區(qū)蒸發(fā)的分布式信息，分析SEBAL模型在山區(qū)應(yīng)用時(shí)參數(shù)的敏感性，驗(yàn)證所獲取的蒸發(fā)分布式信息的可靠性，為山區(qū)等資料缺乏地區(qū)分布式水