基于GIS的小流域产流计算方法研究

【摘要】：分布式水文模型利用地理信息系统、遥感等技术,考虑了流域的土壤、植被、地形等下垫面因素,现已成为流域水文模型新的发展方向。本文构建了一个适用于小流域的分布式水文模型系统框架,并应用于桑园流域,设计和实现了降雨量空间插值和SCS 模型产流计算。 本文的主要研究成果反映在以下两个方面: (1)本文通过分析桑园流域时段降雨与经度、纬度、高度等因子的内在关系,结合空间信息技术,提出了一种适用于小流域的时段降雨空间插值方法——回归距离平方反比法。在试验过程中,选取泰森多边形法、距离平方反比法、梯度距离平方反比法与回归距离平方反比法进行了桑园流域降雨量空间插值对比计算,并对插值结果了进行分析,表明回归距离平方反比法比距离平方反比法能更好地反映经纬度对降雨的影响; 与梯度距离平方反比法相比,它保留了经纬度因子,同时剔除了代表性差的高度因子,因此,既反映了经纬度对降雨的影响,又减小了由于站点高度代表性差带来的误差。 (2)在完成降雨量空间插值之后,作者根据小流域缺少实测资料的特点,采用SCS 模型进行了产流计算。作者使用GIS 技术将流域进行矢量化,得到了土地利用分布图、流域边界图等数字地图,并进行叠加; 将叠加的地图转化为GRD,得到CN值矩阵。传统的CN 值提供的是一个空间均一化的下垫面空间,CN 值矩阵比CN 值提供了更详尽的下垫面描述,更好地反映了流域下垫面的不同。最后,作者成功的实现了基于网格的少资料地区小流域分布式水文模型的产流计算。