基于DEM的太湖流域水文特征提取

文章选取太湖流域作为研究对象,采用1：25万中比例尺DEM作为基础数据,应用ESRI公司开发的ArcGIS地理信息系统软件进行流域水文特征提取,得到了研究区域水流流向、汇流栅格生成、河网水系、子流域边界等流域特征信息,经与标准河流水系特征对照,认为基于DEM提取的太湖流域水文特征信息是合理的,可作为基础信息,为太湖流域生态环境治理实践及理论研究提供数据支撑。     

基于Arc Hydro Tools的流域特征自动提取——以贵州省内乌江流域为例

简要回顾和讨论了基于栅格数字高程模型(DEM)自动提取流域特征的原理和方法,介绍了一个新的基于ArcGIS开发的提取流域特征的工具ArcHydroTools,基于ArcHydroTools提取流域特征包括5个流程:DEM的预处理、水流流向的确定、汇流栅格图的生成、河网的自动生成、子流域边界的划分。最后以贵州省内乌江流域为研究区进行了试验,试验结果表明:提取结果的精度在总体上是符合要求的,但在地势平坦区或人类活动干扰较大的地区,提取的结果与实际相差较大。从提取的效率和试验结果的精度两方面来看,基于ArcHydroTools的流域特征自动提取是切实可行的。     

基于DEM的滇池流域水系提取及分维值探讨

文章探讨了流域水系的提取方法及其分维值的意义。将滇池流域作为研究对象,在ArcGIS9.3的环境下,以1:25万数字高程模型(DEM)为数据基础,通过洼地识别、填充、水流方向、汇流累积量的计算等操作得到不同集流阈值下的河网水系提取结果,并在此基础上利用栅格和矢量图的相互转换计算出不同集流阈值下的水系分维值,借此探讨流域水系分维值的物理意义。结果得到集流阈值在100～1500范围内的滇池流域水系的24个盒分维值,并得到集流阈值与分维值的对数拟合和线性拟合方程。当集流阈值从100～1500递增时,分维值从1.2665～1.0702递减,表达了河网水系对空间的填充能力。集流阈值与分维值之间的对数拟合效果良好。滇池流域尚处于侵蚀发育的初级阶段。     

两种不同DEM处理方法提取的水系比较

水系不但是重要的自然地理要素,而且对防洪减灾、资源开发等有着重要意义。基于DEM的坡面径流法是最为常用的水系提取方法,其提取精度直接取决于DEM中洼地的处理方法。为了比较不同DEM处理方法对水系提取精度的影响,本文以江西省潦河流域为例,利用基于DEM数据的J&D算法及基于辅助数据的AGREE方法来处理实验区DEM,然后利用坡面径流法提取水系。结果表明,经两种方法后均可以提取出连续的水系,且提取水系的等级、数量及长度相差不大;在提取精度上,在受人类活动影响较小的山地丘陵地区两种方法提取的水系比较吻合,而在平坦地区或受人类活动影响较大的地区提取的水系差异较大,且AGREE方法处理后提取的水系精度较高。     

基于DEM的分布式水文模型研究综述

基于DEM的分布式水文模型是数字化时代水文模型发展的主要方向。论文回顾了分布式水文模型30年的发展历史,对国内外分布式水文模型的研究状况做了简要评述。归纳出基于DEM的分布式水文模型的主要特点。在分布式水文模型的构建中,水文单元的划分是一个十分关键的环节,论文重点探讨了3种基于DEM常用的流域离散化方法。在模型结构方面,提出了一个典型的分布式水文模型框架,包括分布式输入模块,单元水文模型和河网汇流模型。在模型参数方面,提出了3种分布式水文模型参数的确定方法。最后,对分布式水文模型存在的几个典型问题进行了分析和讨论     

栅格DEM的水平分辨率对流域特征的影响分析

数字高程模型(DEM)是当前用于流域地形分析的主要数据,由DEM可以提取河网,为不同尺度的水文模型计算和存储地形参数。对黄河小浪底-花园口区间,面积范围为100～1×10⁴km²的8个研究流域,应用网格大小分别为100～1000m6种水平分辨率的栅格DEM进行了流域特征参数的提取和分析。研究表明,DEM的水平分辨率对提取河网的精确性有影响,网格的增大增加了平地处流向确定的随意性。提取的流域面积、长度等有关的参数差别不大,但坡度值变化明显。参数的差别导致主要受长度和坡度因素影响的流域的汇流时间和滞时有较大的不同。     

基于水流路径与景观单元相互作用的非点源污染模拟研究

从污染物进入受纳水体的载体水流着手,沿水流路径模拟污染物迁移过程中各景观栅格单元与周边景观栅格单元的相互作用关系,并将这种相互作用分为"推动"和"阻碍"两个方面,综合两种作用计算空间不同位置景观栅格单元污染物的入河迁移系数.同时,通过水文累积计算,获得河道水质空间分布特征.最后,以东北海伦地区4个子流域作为案例研究区,模拟得到流域污染源和水体污染程度的空间分布示意图,并利用2007、2008年10场降雨后流域出口的水质监测数据与模拟值进行了比较分析.结果显示,模拟N含量与监测TN值显著相关,模拟P含量与监测颗粒态P含量显著相关,表明该研究方法能定性地描述流域N、P污源染以及受纳水体水质时空分布特征.但模拟计算出的N、P含量均远远高于实测值,说明该模拟方法还需进一步改进以达到准确量化的目标.     

基于GIS的生活垃圾填埋场选址的应用研究

生活垃圾填埋场既是环境保护的基础设施,同时也是潜在的污染源。其选址需要考虑自然条件和社会条件等因素。利用GIS的空间分析功能,根据研究区域的实际情况,按照填埋场选址的要求,进行评价因子的筛选,选定填埋场与主要水体之间的距离、地面坡度及土地利用类型3个影响因素作为评价因子,运用层次分析法,以5 m×5 m的栅格大小为评价单元,对三个图层的每个栅格进行重新赋值,根据专家打分确定每个评价因子的权重,最终得出评价区域内各栅格的适宜性指数,确定了最佳选址区域。     

基于水环境质量底线汇水单元划分的实践研究

水环境质量底线划定是"三线一单"的重要组成部分.在国家确立的控制单元的基础上,进行水环境控制单元细化,是水环境质量底线划定的关键环节.基于水环境控制单元划分时汇水单元阈值选取往往存在一定的盲目性,该研究以湖南省为例选取典型区域,在水平分辨率30 m的DEM栅格数据条件下,通过"阈值(栅格数)-河网密度"拟合曲线的一阶导数求得合理的参考阈值.该研究为"三线一单"水环境控制单元划分时汇水单元阈值选取提供方法参考,也为省、市两级编制"三线一单"的省份在以水环境控制单元为载体的分层次精细化管理方面提供了可借鉴的经验.     

河口石油扩散模型

本文介绍了一个在垂直方向和横向没有分层水流的河口石油扩散模型。另外,还介绍了一个能预报扩散模型中水流的水流模型。这二个模型一起用来确定船只或港口卸货设备的偶然溢油后,石油在河口的扩散及其浓度分布。     

汇流阈值对提取叶尔羌河上游流域面积高程积分的影响

不同地貌单元,其汇流阈值的界定差异较大,而不同的汇流阈值直接影响河流长度、河网密度以及集水区面积的提取结果,因此,汇流阈值的界定是提取流域面积高程积分的关键.以叶尔羌河上游流域为研究对象,基于不同分辨率数字高程模型数据对叶尔羌河上游流域面积高程积分的提取结果,确定适宜分辨率的数字高程模型数据,探讨不同汇流阈值对叶尔羌河...     

京杭运河(杭州段)河网水质模拟

京杭运河杭州段河网属于典型的平原河网地区,根据平原河网的水流以及污染特点,利用一维对流扩散方程建立了该地区河网水质模型,采用全隐中心差分格式离散方程,并用追赶法求解。对京杭运河杭州段河网进行水质模拟,并利用2007年上半年常规水质监测断面水质监测数据对模型计算结果进行验证。验证结果表明水质模拟结果较为理想,模型能较为准确的反映河网水质变化趋势,可以用于该地区河网水质改善研究。     

基于动态规划理论的MIKE21河网排水方案优化研究

针对南方平原河网面对汛期暴雨时段排水能力差而导致内涝的问题,选取太湖流域南浔区沈庄漾圩田河网作为研究对象,选取城市排涝相应防洪标准的暴雨强度,应用多目标动态规划理论,以河网水位与排涝时间为限制目标,结合圩区现有水利工程条件参数和调度规则,设定了3个水闸排水方案和5个水泵排水方案;基于河网地形、水文数据,构建MIKE21河网水动力模型,定量化模拟分析了闸泵联调联控工况下河网排水效果。结果表明：面临10年一遇及以下暴雨时,河网可采用水闸排水方案,且3个方案均能在24 h内将水位降至排涝下限水位;当面临20年以上及百年一遇暴雨时,河网需采用内外网联动的水泵排水方案,西部闸门至少开启2台水泵,才能保证在24 h内将水位下降至下限水位,其排水效果与水泵开启数量呈正相关。该研究成果可为南方平原河网的汛期排水调度与河网工程改造提供理论依据。     

渭干—库车河三角洲绿洲土壤盐渍化空间分布特征遥感监测研究

渭干-库车河三角洲绿洲是位于塔里木盆地北缘的具有典型干旱特征的绿洲。干旱地区生态环境脆弱,土壤盐渍化严重破坏了国民经济的生产和生态环境的平衡,所以对干旱区盐渍化问题进行系统的研究是非常必要的。本文采用研究区的2001年8月6日遥感图像进行K-L和K-T变换,经过一系列波段结合．我们得到TM3、KL3、KT2波段结合是盐碱地信息提取的最佳波段结合;然后把研究区的等高线矢量图转换成DEM立体图,以及分类结果和DEM之间进行对比,结果表明,立体图的凹区和分类图的盐碱地基本重合在一起,从而我们得到导致该地区的盐渍化问题的自然和人文因素中,地形因素是占在主导地位的。     

Assessing effects of digital elevation model resolutions on soil–landscape correlations in a hilly area

The effect of different grid sizes of digital elevation models (DEMs) on the relationship between soil properties and terrain attributes was examined by comparing six DEMs (4, 6, 8, 10, 20 and 30 m). The study site was representative of a broad region of hilly landscapes in the southwestern China. The results showed that elevation, topographic wetness index (TWI), slope and natural logarithm of specific catchment area (SCA) varied with DEM grid size in a relatively clear direction except aspect and plan curvature. Different soil–landscape relationships were found across various DEM resolutions. The observations from this study indicate that the most accurate predict model is not always produced by the highest resolution DEM. The knowledge of which DEM resolution produces an appropriate model for a particular landscape can be used as a guideline for optimizing field sample strategies.     

河网连续动态模型构建及其在典型杀生剂时空迁移模拟中的应用

以三氯生（TCS）和三氯卡班（TCC）为目标污染物,通过监测评价新冠疫情期间杀生剂的河网污染特征;同时,构建了一维水动力学模型和四级逸度模型耦合的河网连续动态模型,解决了污染物在河网迁移过程中的时间和空间异质性问题,开展了目标杀生剂在石马河流域的迁移模拟.模型通过率定和实际浓度验证,获得了满意的模拟结果.结果表明,新冠疫情期间河网中杀生剂的污染浓度是非疫情期间的2倍.TCS和TCC从污水处理厂排出后,在河道中的浓度随着河流迁移的距离增大,呈现先升高后降低的趋势;而浓度的时间变化特征则受到河段流量的影响,上游低流量区域河网中杀生剂浓度先上升而后下降,且在20 h左右已逐渐趋于稳定;下游高流量区污染浓度呈现梯形缓慢升高趋势,且浓度最终在24 h时尚未成为稳定值.因此,对河网中典型杀生剂迁移的时空特征的评估,需在区别流量大小的前提下,分段和分时进行.     

上海城市水源战略与水源地保护:格局、问题与展望

上海地处中国东部平原感潮河网地区,水资源总量较为丰富,但随着近年来区域快速的经济发展和城市化进程,河道水质逐渐恶化,水质型缺水现象日趋严重。在深入分析上海市水资源特点及饮用水源地分布格局的基础上发现,区域水资源量来源差异显著,河流水质空间分异明显,黄浦江上游及长江口集中水源地与众多郊区分散水源地并存现象突出;指出当前水源地存在区域发展与上游来水影响黄浦江上游水源有效保护,盐水入侵与污水排放制约长江口水源地充分开发,分散格局与水体污染阻碍郊区水源安全利用等一系列问题;最后,分别提出了具有针对性的两江并举城市水源战略,以及黄浦江上游水源地、长江口水源地的保护策略。