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研究应用地理信息系统和WMS模型系统,以三峡库区晏家河流域为例,由DEM提取流域数字特征,再与降雨径流模型有机结合进行了降雨径流数字模拟研究,主要的研究内容和结果包括以下几个方面:(1)建立了流域空间数据库.该研究以Windows 2000 Professional为操作系统,采用ESRI公司的地理信息系统产品Arc/Info 8为工作平台,建立了晏家河流域的空间数据库,包括流域数字高程模型、流域水系、土壤、土地利用等空间信息.流域内土地利用类型主要以水田、旱地为主,共占流域面积的68.05％.林地分布也较多,占流域面积的27.47％.土壤类型主要以沙夹泥田、黄沙泥土为主,共占流域面积的57.59％.其中,沙夹泥田占流域面积的41.47％,主要分布在流域的中部.流域内<3°和7°-25°的坡地分布较多,分别占了流域总面积的41.58％、34.5％,而>25°坡地面积为13.59 Km2,所占比例为18.74％.(2)构建了数字流域.在数字高程模型(DEM)的基础上,进行了流域河网的生成、子流域的划分以及流域边界的生成研究,并进行了与地形相关、具有水文学意义的部分参数的提取.本研究将晏家河流域离散成为6个子流域,计算得到子流域1至子流域6的面积(单位为km2)分别为19.72、7.31、9.03、18.55、10.04、7.91,占整个流域的百分比(％)分别为27.18、10.07、12.44、25.57、13.84、10.90.在6个子流域中,流域长度以子流域4最大,为8.18 km,平均高程以子流域2最高,为588.76m,河道长度以子流域4最长,为11.5 km,河道坡度以子流域2最大,为0.0814.(3)采用降雨径流模型进行了地表径流模拟.在生成数字流域的基础上,首先建立每一个子流域的降雨径流模型;然后采用马斯京根方法,建立河网汇流模型.对于产生的每一个集水子流域,应用SCS径流曲线数方法计算产流,应用SCS无因次单位线计算坡面汇流.模拟结果表明,研究区内各个子流域和整个流域的地表径流的逐日变化大体上相同且追随降雨的变化,并表现出一定的滞后效应.各个子流域和整个流域的地表径流数值均在5月12日达到最大值,而降雨量在这天也达到最多,为44.5mm.子流域1至子流域6的日平均径流量(mm)分别为1.39、0.49、0.58、1.27、0.72、0.63,月总径流量(mm)分别为43.04、15.33、18.08、39.51、22.44、19.47.整个流域出口的日平均径流量为5.09mm,总径流量为157.81mm.该研究的降雨径流模拟技术是一种具有物理基础的包含大容量信息的现代模拟技术.流域水系、分水线及地形参数信息是根据地形由计算机自动生成.子流域划分的方法具有一定的物理基础,避免了以往水文模型中根据降雨站划分子流域单元的缺陷.在这些子流域上根据各自的下垫面特性分别构建降雨径流模型,然后采用马斯京根方法,建立河网汇流模型,从而实现了流域水文模型从集总式向分布式的转化.