DEM分辨率对小流域径流模拟的影响

中图分 类 号 ： Ｐ ３ ３ ｚ ￣ ． ２
文 献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ １ —２ ４ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ —０ ４ ８ ３ —０ ６
在我国， 据水利部水利发展统计公报显示 ， 濒临中小河流的城市 占全国城市的 ８ ５ ％， 国内生产 总值 的 ５ ０ ％、 工 业 生产 总 值 的 ７ Ｏ ％来 源 于 中小 流域 的城市 ． 然而 ， 我 国 中小 流域 的 防洪标 准 却普 遍 偏 低 ， ８ ３ ％的城 市只能抵御 ２ ０ 年一遇的洪水 ． 防洪标准的偏低导致中小流域洪水灾害频繁发生 ． 为了减小洪水灾害， 必须加 强对 我 国 中小流 域 防洪 问题 的研究 和 建设 ｊ ． 水 文模 型是 洪 水预 报 的关 键 ， 水 文 模 型经 历 了集 总式 模 型 ， 半 分布式水文模型到分布式水文模型的发展 ． 分布式水文模型与地理信息系统 、 遥感信息技术结合可以更好地 反 映水 文要 素 的空 问变化 ， 而 集 总式模 型一 般把 整个 流域 当成一 个整体 ， 各 因素 的输 入参数 通 常为 流域 平均
数字高程模型 Ｄ Ｅ Ｍ 是描述地面高程值空间分布的一组有序数组， 是表示流域地表三维特征的有效工 具， 可 以从栅 格 高程 资料 中 自动提 取流 域 几 何特 征 值 ［ 引． 分 布 式水 文 模 型 的构 建 过 程 受 流 域 特征 参 数影 响
大， 而Ｄ Ｅ Ｍ 分 辨率 影 响诸 如坡 度 、 汇 流 网络 、 河 道长 度 、 流 域边 界 等 流域 参 数 的 提取 ， 进 而 影 响 流域 水 文 模 型 的模拟 精 度［ ５ ］ ． 从理 论上 讲 ， Ｄ Ｅ Ｍ 分辨率 越 高越能 精确 地提 取河 网流 域 特征 ， 但 目前 高 精 度 的 ＤＥ Ｍ 难 以获 得 ． 本 文 以伊河 流域 中游 的陆 浑水 库 流域 为研 究 区 ， 采用 ３ ０ ｍ分辨率 Ａ Ｓ ＴＥ Ｒ Ｇ ＤＥ Ｍ（ Ｖ１ ） 数据 和 ９ ０ ｍ 分辨 率 的 Ｓ Ｒ ＴＭ（Ｓ ｈ ｕ ｔ ｔ ｌ ｅ Ｒａ ｄ ａ ｒ Ｔ ｏ ｐ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ Ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ） 为Ｄ Ｅ Ｍ 基础 数据 ， 研 究不 同 Ｄ Ｅ Ｍ 分辨 率 下 的 径 流特
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —０ ３ —２ ０ 基 金 项 目： 国家 自然科 学 基金 （ ４ １ １ ０ １ ０ ９ ５ ） ．
域 为研 究 区， 模 拟模 型使 用 Ａｒ ｃ Ｖｉ ｅ ｗ 平 台 的集 成 系统 Ａ ＶＳ ＷＡ Ｔ ２ ０ ０ ５ ， 研 究在 不 同 Ｄ Ｅ Ｍ 分辨 率情
况下 径流 模 拟 的 变化 ． 研 究表 明 ： Ｄ Ｅ Ｍ 分 辨 率对 流域 特 征 产 生很 大影 响 ， 随 着 ＤＥ Ｍ 分辨 率 的 降 低， 坡度 值 变小 ， 径 流 汇水 长度 变小 ， 流域 面积 有 变 小的趋 势 ． Ｄ Ｅ Ｍ 分 辨 率进 而影 响 了径 流模 拟 的 结果 ， 随着 Ｄ Ｅ Ｍ 分辨 率 的降低径 流 量减 少 ， 月径 流量峰 值 衰减 ， 月径 流量峰 值谷 值坦 化 ． 关 键字 ： Ｄ Ｅ Ｍ 分辨 率 ； Ｓ ＷＡ Ｔ模 型 ； 径 流模 拟
值， 没有 考 虑流 域 内部各 地形 因素 的空 间变 化 ， 因此分 布 式水 文模 型 是解 决这 些 问题 、 挑 战 的有 力 手 段 和必
然 途径 ， 也 是 当前水 文学 研究 的前 沿 和热点 Ｊ ． Ｓ ＷＡ Ｔ模 型是美 国农 业部 开 发 的流 域 尺度 模 型 ， 用 于模 拟地 表 水 和地 下 水 质 和 水 量 ， 长期 预测 土地 管
Ｖ ｏ １ ． ３ ６ Ｎ ｏ ５
Ｓ ｅ ｐ ．２ ０ １ ３
ＤＥ Ｍ 分 辨 率 对 小 流 域 径 流 模 拟 的 影 响
田智 慧 ， 晋 磊
４ ５ ０ ０ ０ １ ） （ 郑州 大学 水 利 与 环 境 学 院 ， 河南 郑州
摘
要： Ｄ Ｅ Ｍ 分 辨 率对 小流域 流域 特征 参数 和径 流模 拟 有 影响 ． 选择 伊 河 流域 中游 的 陆浑 水库 流
征参 数 的差 异及 对 流域径 流模 拟 的影 响 ．
１ 研 究 方 法 及研 究 区概 况
１ ． １ Ｓ ＷＡ Ｔ模 型
Ｓ ＷＡ Ｔ模 型 是长 时段 流域 环境模 拟 模型 ， 该模 型具 有很 强 的水 文 物理 机 制 ， 可 以对不 同 的土壤 条 件 、 土 地利用类型 、 气候状况和在人类活动的干扰下做 出有效的径流模拟预测［ ． ｓ ｗＡ Ｔ模型将研究 流域划分为 若干 个水 文 响应单 元 （ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｕｎ ｉ ｔ — ＨＲ Ｕ） ， 以Ｈ ＲＵ 为最小 水文模 拟 单元 进行 流域 径 流模 拟 ． 水 文 响应单 元 的水 量平 衡方 程 为
理措 施对 具有 多 种土 地利 用 、 土壤 和管 理 条 件下 的大 面积 复 杂 流 域 的水 文 、 泥 沙 和 农 业 化 学物 质 产 量 的影 响， 是一 种基 于 ＧＩ Ｓ的分 布式 流 域水文 模 型 ， 近 年来得 到 了快速 的发 展 和应用 ＿ ３． ３ ＿Ｓ ＷＡ Ｔ模 型 的输 入 数据 包 括地 形 、 数字 流域 、 土壤类 型 、 土地 利用 及 降水 、 气 温等气 象数 据 ．
第３ ６卷 ５期 ２ ０】 ３年 ９ 月
安 徽 师 范 大 学 学ｉ 报 （ 自然 科ｔ 学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｎ ｏ ｍ￣ ａ ｌ Ｕｎ ｖ ｅ ｒ Biblioteka Baidu ｉ ｔ ｙ（ Ｎａ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）