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水利工程论文-基于GIS的流域土壤水分补给量的模拟研究.doc

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水利工程论文-基于GIS的流域土壤水分补给量的模拟研究.doc

水利工程论文基于GIS的流域土壤水分补给量的模拟研究摘要地理信息系统GISGEOGRAPHICALINFORMATIONSYSTEM的栅格数据模型是进行水文分析较常用的方法之一,它强大的空间分析功能非常利于构造分布式模型。土壤水分的空间分布与地形、土壤和土地利用等因子密切相关。本文利用GIS栅格数据模型构建了流域累积土壤水分补给量的分布式模型,并应用于鄂尔多斯高原的考考赖沟流域。结果分析表明,模型能够合理地表达累积土壤水分补给量的空间变化规律。这对于我国半干旱山地丘陵地区的土地利用结构的空间安排、植被生态建设与恢复具有重要意义。关键词栅格数据模型土壤水分鄂尔多斯地理信息系统数字水文模型是构建在数字高程模型DEMDIGITALELEVATIONMODEL基础之上的一种分布式水文模型,它以流域面上分散的水文参数和变量来描述流域水文时空变化的特性。利用GIS栅格数据模型进行地表水文特性的研究,是国际上的热点研究领域。对此已有学者开发和建立了不同的算法和模型1,2,6,8,13,同时也进行了相应的应用研究7,14。本文以鄂尔多斯高原的考考赖沟流域为例,利用GIS空间分析技术,建立研究区的数字高程模型。在此基础上,建立基于栅格系统的水流模型。然后根据土壤水分平衡原理,建立累积土壤水分补给量的准分布式模型,分析不同地形条件对土壤水分补给量分布的影响。模型的建立与实现对于研究不同地形条件下潜在生态恢复的可能性、水土资源的耦合以及土地资源潜力的发挥具有重要意义。1模型的建立11累积土壤水分补给量模型累积土壤水分补给量是指在降雨过程中能够为土壤所保持的部分,只有这一部分降雨能够为植被所潜在利用。它的空间分布不仅与土壤本身的物理属性有关,而且还与地形坡度、高度、土地利用类型与管理措施等密切相关。累积土壤水分补给量模型采用GIS中栅格数据模型,把由1∶1万地形图得到的封闭流域数字化,利用GIS软件ARCVIEW32,把它转成栅格文件,栅格大小为10M10M。针对每个栅格,依据水量平衡原理,建立累积土壤水分补给量的计算公式为1式中SI为第I栅格得到的累积土壤水分补给量MM;PI为第I栅格得到的降雨量MM;DI为第I栅格的土壤渗漏损失MM。其中,在降雨过程中水分的蒸发EI忽略不记。RIN,I为周围栅格汇入为第I栅格的水分MM;ROUT,I第I栅格总的水分损失MM不包括垂直方向水分的收支。由于

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