HEC-HMS模型和機載激光雷達技術在流域洪水模擬中的應用.pdf

1、流域洪水過程是自然界的物理過程之一，同時它又受到降雨和下墊面條件的空間差異所帶來的影響?？陀^而高效地實現(xiàn)對流域洪水過程的預測既要求選擇合適的水文模型，也取決輸入模型的空間信息資料的精度。前者是借助水文、物理相關的理論知識定性的分析洪水過程，而后者是從流域的空間性、時間性角度定量的描述其帶給洪水過程的影響。因此空間信息資料的準確測量和精確描述是提高水文模型可以定量分析的基礎。所以本文從水文模型的適應性和空間信息資料（重點是DEM）的選取兩

2、方面探索其對洪水過程模擬的影響。本次研究選擇欒川所在小流域作為研究區(qū)建立分布式洪水預報模型（HCE-HMS）進行洪水模擬和分析。為了更好評定分布式水文模型的模擬結果，選取了集總式水文模型（新安江模型）對欒川流域進行場次洪水模擬。新安江模型廣泛的適應于濕潤半濕潤地區(qū)且都取得了良好的模擬效果，對本次選擇的研究區(qū)域來說選擇新安江模型作為參照來評定分布式水文模型（HCE-HMS）在欒川流域的適應性是不二之選；同時機載激光雷達(LIDAR)技術作

3、為目前唯一能測定森林覆蓋地區(qū)地面高程的可行技術，利用機載激光雷達(LIDAR)技術生成的高精度DEM，可以準確為分布式水文模型提供豐富的空間數(shù)據(jù)，機載激光雷達(LIDAR)技術作為基礎數(shù)據(jù)是否可以提高分布式水文模型的模擬結果也是值得探索的問題。本次研究選擇欒川流域內(nèi)的陶灣流域，將機載激光雷達(LIDAR)技術與分布式水文模型結合，探討高精度DEM作為分布式水文模型的基礎數(shù)據(jù)對洪水場次模擬結果的影響的研究。主要結論有：
　?。?）本

4、次研究模擬的14場洪水過程并以集總式模型的模擬結果作為參照，發(fā)現(xiàn)分布式模型的模擬結果的精度都較好。按照《水情預報規(guī)范》的要求，集總式水文模型和HEC水文模型確定性系數(shù)合格的場次數(shù)分別為6場、13場，徑流量合格的場次數(shù)分別為10場、12場，洪峰流量合格的場次數(shù)分別為12場、14場，峰現(xiàn)時間合格的場次分別為9場、14場。兩種水文模型徑流量、洪峰流量模擬都好，分布式水文模型的洪現(xiàn)時差一般在3h以內(nèi)，而集總式水文模型洪峰滯后，一般在1-5h之內(nèi)

5、。綜合來看分布式水文模型在欒川流域具有較好的適應性。
　?。?）本次研究利用機載激光雷達獲取的1m×1m的DEM數(shù)據(jù)作為分布式水文模型的基礎數(shù)據(jù)進行洪水模擬。同時選取美國航天局NASA的ASTER GDEM的分辨率為30m×30m的DEM數(shù)據(jù)進行相同操作作為對比分析。在ARCGIS平臺分別對兩種DEM數(shù)據(jù)源進行提取流域信息，制成模型所需的DEM數(shù)據(jù)資料，從流域邊界、水系、流域坡度和流域高程等角度對比分析了兩種數(shù)據(jù)所提取的流域參數(shù)之

6、間的差異，發(fā)現(xiàn)DEM從高精度到低精度變化的同時，流域坡度減小，地形也趨于平坦，提取河網(wǎng)長度在減少，流域面積雖然也有變化可是不太明顯。
　?。?）以陶灣流域為研究區(qū)域，分析10場降雨徑流過程中兩種DEM數(shù)據(jù)源對水文模擬輸出的影響。由于缺少陶灣流域出口實測流量過程，主要從洪峰流量，洪現(xiàn)時間，徑流深三個方面分析ASTER GDEM和LIDAR獲取的DEM數(shù)據(jù)對徑流模擬結果之間的區(qū)別。得出的結論是：兩種DEM數(shù)據(jù)模擬出來的徑流深相差不是很