基于地形带分类的最佳阈值与河网密度关系研究.pdfVIP

　 第３１卷第４期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．４　　 　　２０１４年４月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ａｐｒ．２０１４　 　 　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５４８５．２０１４．０４．００４ ２０１４，３１（０４）：１７－２０，２５ 基于地形带分类的最佳阈值与河网密度关系研究 １ａ １ａ，１ｂ，２ ３ 刘羽婷 ，张行南 ，刘伯娟 （１．河海大学 ａ．水文水资源学院；ｂ．水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心，南京　２１００９８； ２．水安全与水科学协同创新中心，南京　２１００９８；３．湖北省水利水电规划勘测设计院，武汉　４３００６４） 摘　要：为了使分布式水文模型计算单元更好地反映垫面特性，基于地形带的分类，运用ＡｒｃＧＩＳ软件的划分单元 面积功能，采用改进的适度指数法推求长江上游研究区流域的最佳阈值，能够最终确定不同地形带流域河网密度 与最佳阈值的关系。实例结果表明：采用改进的适度指数法可以生成反映实际水系，且与蓝网拟合程度高的模拟 河网；根据不同地形带的河网密度与最佳阈值关系和已知蓝线河网密度，可以快速得到流域的最佳阈值。 关键词：ＤＥＭ；地形带分类；改进的适度指数法；河网密度；最佳阈值 中图分类号：Ｐ３３３　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－５４８５（２０１４）０４－００１７－０４ 　　随着地理信息系统技术的发展，数字高程模型 化得到的河网）拟合程度好。之后，吴泰兵等［５］对 （ＤＥＭ）得到广泛的应用，基于ＤＥＭ提取水系信息， 适度指数法进行了改进，改进的适度指数法在原有 则成为研究分布式水文模型的基础。在流域水文模 基础上考虑了模拟河网偏离实际河网的河长，此方 拟中，为了考虑流域下垫面水文特性的空间差异，常 法可给出较准确的集水面积阈值，使模拟河网与蓝 采用分布式水文模型，需将流域按一定形式划分成 线河网最大程度拟合，模拟精度高，故本文采用改进 ［１］ 若干计算单元 。合理划分单元的关键就是确立 的适度指数法推求流域最佳阈值。 流域的最佳阈值。地形是决定河网水系的一个关键 地形因素决定了河流的流向、水系形态、流域面 ［２］ 性因素 ，因此本文在考虑地形因素的基础上对流 积和河网密度等特征。高耸的山岭和起伏的丘陵， 域的最佳阈值进行研究，从而确立不同地形带下最 容易导致对流雨和锋面雨的产生，形成暴雨洪流，促 佳阈值与河网密度的关系。 进水系发育；地势低平区域，水流缓慢，有利于河流 分汊和交叉发育。流域平均坡度较大时，流域地形 比较陡峭，重力侵蚀较严重，水流流速较大，形成一 １　地形因素对流域阈值的影响 定流量河道所需要的集水面积较小，阈值较小，阈值 集水面积阈值（简称阈值）又称河道临界支撑 随流域平均坡度的增加而呈幂函数减小［６］。不同 面积，一般定义为支撑一条河道永久性存在所需要 的地形条件下河网水系发育状况不同，最佳阈值也 ［３］ 的最小集水面积 。利用 Ｍａｒｋ和 Ｏ’Ｃａｌｌａｇｈａｎ方 不同，因此地形因素与流域最佳阈值有密切关系。 法提取河网时，选取不同的阈值将会得到不同的模 拟河网。流域的阈值直接决定着模拟河网的密度， ２　地形带的分类 阈值大，生成的河网相对稀疏，反映不出部分小支