Key Words ： Digital Elevation Model ， Xin’anjiang Model, Gid-Xinanjiang Model, TOPMODEL Model, GTOPMODEL Model, Misai Basin, Flood Simulation
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第一章 绪论 ............................................................. 1
DEM
学号：
0430101080
基
于
分类号 P33 密级 无
.
栅
UDC（DDC）
627
.
格
的
分
布
式
新
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江 模
硕士学位论文
型
构
建
及 其
基于栅格的分布式新安江模型构建与
分
析
与 应
分析
用
姚成
姚 成
指导教师姓名
李致家 教授
河海大学 水资源环境学院
南京市西康路1号
申请学位级别
工学硕士
学科领域
水文学及水资源
河
海
无 河海大学
论文中文题名
基于栅格的分布式新安江模型构建与分析
论文中文副题名
无
论文英文题名
Development and Application of Grid-Based Distributed Xinanjiang Model论文英文副题名Fra bibliotekNone
论文语种 汉语 论文摘要语种 汉、英 论文页数 74论文字数 3.1 (万)
论文作者（签名）：
年月日
摘要
基于 DEM 的分布式水文模型是现代水文学同计算机，3S 等高科技技术相结合的产 物，是水文模型新的发展方向。本文是在数字高程模型的基础上，研究和归纳了流域 信息提取的方法和算法，利用 DEM 数据提取了河网、水系、水流路径等相关的流域特 征，并根据三水源新安江模型的理论，建立了一个基于 DEM 栅格的分布式新安江模型 ——Grid-Xinanjiang。
论文主题词 分布式水文模型 、 新安江模型 、 基于栅格新安江模型 、 数字高程模型、 密赛流域
申请学位级别 工学硕士 专业名称 水文学及水资源
研究方向
流域水文模拟及水文预报
指导教师姓名 李致家 教授 导师单位 河海大学水资源环境学院
论文答辩日期
2007 年 1 月 22 日
Development and Application of Grid- Based Distributed Xinanjiang Model
Grid-Xinanjiang model takes every DEM unit grid as a sub-basin, using the initial Xinanjiang model to calculate runoff-yield of the current grid, then, according to the calculation order among the DEM grids, the flow of the outlet of each grid to the outlet of the whole basin is routed by the grid-by-grid method of Muskingum. When calculating the runoff-yield and runoff-concentration in every unit gird, the water balance and influence of the river drainage network are taken into consideration. In other words, in the calculation of the runoff-concentration, first, considering whether the current grid is saturated. If it is not, the soil water content of this grid will increases due to the outflow of the upstream grids before the soil moisture of it reaches water storage capacity. Moreover, if there is a channel in unit grids and because of the effect of the drainage network, not all the overland inflow and interflow flow into the downstream grid, part of them will flow into the channel.
1.3 本文研究内容 ..................................................... 3
第二章 流域信息的提取及数字流域的构建.................................... 5
2.1 基于数字高程模型的流域信息提取.................................... 5
1.1 问题的提出 ....................................................... 1 1.2 国内外研究动态.................................................... 2
1.2.1 流域信息的提取和应用............................................................................................................. 2 1.2.2 分布式水文模型的研究............................................................................................................. 2
应用结果表明上述四个模型都能很好的应用于该流域进行洪水模拟，通过比较可以 看出 Grid-Xinanjiang 模型能够取得相对更高的模拟精度。
关键词：数字高程模型、新安江模型、Grid-Xinanjiang 模型、TOPMODEL 模型、GTOPMODEL 模型、密赛流域、洪水模拟
Abstract
论文提交日期： 2007 年 1 月 论文答辩日期： 2007 年 1 月 22 日
大 学位授予单位和日期： 河 海 大 学
年 月日
学
答辩委员会主席：
论文评阅人：
2007 年 1 月 中国南京
分类号（中图法） P33 U D C（DDC） 627 密级 论文作者姓名 姚 成 学号 0430101080 单位
Dissertation Submitted to
HoHai University
In fulfillment of the Requirement
For the Degree of
Master of Engineering
by Cheng YAO (College of Water Resources & Environment) Dissertation Supervisor : Prof. Zhijia LI
With the development of modern hydrology, computer technology and 3S (Remote Sensing, Geographical Information System, Global Position System) high-tech, distributed Hydrological Models based on DEM (Digital Elevation Model) are becoming the new trend of Hydrological Models. In this thesis, based on DEM, the methods of extracting basin information are studied and summarized, such as drainage network, river system, flow length and so on. Then, according to the theory of the Xin'anjiang model, the Grid and TOPography-based distributed Xin'anjiang model (Grid-Xinanjiang) is developed.
Grid-Xinanjiang 模型是将每个 DEM 栅格作为一个子流域处理，利用新安江模型计 算出当前栅格的产流量，然后根据栅格间的计算次序，将当前栅格上的产流按照 Muskingum 逐栅格演算法演算至下一栅格，直至流域出口。在进行栅格上的产汇流计 算时，该模型考虑了每个栅格上的水量平衡问题以及河道排水网络的影响。即在该模 型的汇流计算中，首先要考虑当前栅格是否蓄满，在未蓄满前，上游栅格的出流在流 入该栅格时首先补充其土壤含水量；而且如果栅格上含有河道，属于河道栅格，则网 格单元上的地面径流和壤中流一部分要汇入河道中。将该模型应用于钱塘江支流密赛 流 域 ， 进 行 参 数 率 定 与 洪 水 模 拟 计 算 ， 并 与 新 安 江 模 型 、 TOPMODEL 模 型 及 GTOPMODEL 模型在密赛流域的计算结果进行比较。
2.1.1 基本原理................................................................................................................................... 5 2.1.2 DEM 预处理............................................................................................................................. 6 2.1.3 栅格单元流向确定................................................................................................................... 7 2.1.4 集水面积的确定和河流栅格点的生成 ................................................................................... 7 2.1.5 水系生成.................................................................................................................................... 7 2.1.6 子流域的提取........................................................................................................................... 8