山丘区五布河流域产流特性研究

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流域产流特性是水文研究中非常重要的一部分,降雨产流主要取决于下垫面结构和降雨特性。但是,我国许多山区中小流域存在雨量站点稀少且分布不均匀,水文监测站点数量少等问题,因此缺乏实测水文数据,尤其是长系列降雨、径流数据。数据资料的缺乏对山区小流域产汇流特性研究带来了较大的困难,因此,研究适用的技术和方法来解决缺资料山区中小流域产流特性问题十分迫切。本文以重庆市五布河流域为研究对象,采取了利用地理信息系统(GIS)结合地形坡度、土地利用和地质条件等基础数据进行综合分析的GIS-DRP方法,在Arc GIS软件中对数据进行分析处理,从而分析得出五布河流域的产流特性,从而分析五步河流域的产流机制。研究时,采用了在无资料地区应用较为广泛的SCS-CN模型,利用模型中的CN值作为依据,获得研究流域的CN值分布情况,从而判断五步河流域的产流能力。本文的主要研究内容和成果如下:(1)采用GIS-DRP方法对五布河流域进行产流机制辨析,得到了五布河流域的产流机制空间分布图,并统计各个径流组成部分所占比例情况。结果表明,地下径流占比70.23%,是五布河流域径流的最主要补给源;其次是壤中流,占比达20.95%;饱和地表径流和超渗地表径流分别占比3.68%和5.12%。因此可以看出,五布河流域中地下径流和壤中流是径流的重要补给项,五布河流域的产流模式则是以蓄满产流为主。(2)利用地理空间云下载的DEM数据,运用Arc GIS软件提取得到五布河流域的范围以及流域水系分布。再运用ENVI软件,分析得到五布河流域的土地利用类型数据,将五布河流域土地类型分为林地、草地和耕地等六种大类。通过世界土壤数据库(HWSD)中下载土壤数据,获得五布河流域土壤类型,根据SPAW软件计算的最小入渗率将土壤类型分成A、B、C、D四大类型。根据径流曲线取值表和流域土地利用类型以及分类后的土壤类型,得到五布河流域正常湿润情况下的CN值分布图。最后,根据巴南区水利局提供的雨量站的降水数据资料,利用克里金插值法获得五布河流域降水空间分布图,从而得到五布河流域的前期土壤湿度等级分布情况。(3)将土地利用类型和重分类之后的土壤类型的分布图,通过Arc GIS软件,将两图层叠加,获得正常湿润情况下的径流曲线分布图。根据前期土壤湿度等级,运用CN值修正公式,获得干旱情况下的径流曲线分布图。径流曲线数能够反映出研究流域的产流能力,将CN值分为三个等级,在分布图中,将同一等级的CN值改成同一颜色,清晰明了的得知五布河流域的产流能力,产流能力中等偏差,与GIS-DRP方法得出的主导流域的产流机制情况相吻合。
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