HEC-HMS模型和機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在流域洪水模擬中的應(yīng)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(shí)現(xiàn)對流域洪水過程的預(yù)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(guān)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(zhǔn)確測量和精確描述是提高水文模型可以定量分析的基礎(chǔ)。所以本文從水文模型的適應(yīng)性和空間信息資料（重點(diǎn)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(yù)報(bào)模型（HCE-HMS）進(jìn)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(jié)果，選取了集總式水文模型（新安江模型）對欒川流域進(jìn)行場次洪水模擬。新安江模型廣泛的適應(yīng)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(yīng)性是不二之選；同時機(jī)載激光雷達(dá)(LIDAR)技術(shù)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(shù)，利用機(jī)載激光雷達(dá)(LIDAR)技術(shù)生成的高精度DEM，可以準(zhǔn)確為分布式水文模型提供豐富的空間數(shù)據(jù)，機(jī)載激光雷達(dá)(LIDAR)技術(shù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是否可以提高分布式水文模型的模擬結(jié)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(jī)載激光雷達(dá)(LIDAR)技術(shù)與分布式水文模型結(jié)合，探討高精度DEM作為分布式水文模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對洪水場次模擬結(jié)果的影響的研究。主要結(jié)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(jié)果作為參照，發(fā)現(xiàn)分布式模型的模擬結(jié)果的精度都較好。按照《水情預(yù)報(bào)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(yīng)性。
　?。?）本次研究利用機(jī)載激光雷達(dá)獲取的1m×1m的DEM數(shù)據(jù)作為分布式水文模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(jìn)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?yàn)檠芯繀^(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(shí)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(jié)果之間的區(qū)別。得出的結(jié)論是：兩種DEM數(shù)據(jù)模擬出來的徑流深相差不是很