第3章流域空間構(gòu)成靜態(tài)模型

1、易善楨電子信箱：手機節(jié)安排1 數(shù)字流域概述數(shù)字流域概述2 數(shù)字高程模型數(shù)字高程模型3 靜態(tài)模型靜態(tài)模型4 動態(tài)模型動態(tài)模型5 ,6,7,8 流域時空數(shù)據(jù)模型流域時空數(shù)據(jù)模型10 流域數(shù)據(jù)獲取流域數(shù)據(jù)獲取9 流域數(shù)據(jù)存儲傳輸流域數(shù)據(jù)存儲傳輸與處理與處理11 數(shù)字流域模擬及應(yīng)用數(shù)字流域模擬及應(yīng)用1.n1.1 流域尺度和分類n1.2 流域分級n1.3 流域構(gòu)成要素流域尺度大小和分類坡面流：坡面流：蓄滿產(chǎn)流蓄滿產(chǎn)流 坡面流：坡面流：超滲產(chǎn)流超滲產(chǎn)流 河道流河道流 雷暴雨雷暴雨 鋒面雨鋒面雨 壤中流壤中流 年降雨、蒸發(fā)年降雨、蒸發(fā)日降雨、蒸發(fā)日降雨、蒸發(fā)砂礫石含水層砂礫石含水層

2、地下水流地下水流氣象地表水文地下水文Space Time 流域尺度大小和分類小流域：小流域： 指面積一般不超過50km的集水單元 中等流域：中等流域： 100-1000km大流域：大流域： 1千1萬km特大流域：特大流域： 大于1萬km* 大中小流域的劃分目前尚無統(tǒng)一的標準 流域功能分類：林業(yè)流域、農(nóng)業(yè)流域、城市流域流域面積n長江： 180萬平方公里n黃河： 75 萬平方公里n珠江： 45萬平方公里n海河： 31萬平方公里n漢江： 15萬平方公里n新安江（錢塘江上游流域）：1萬平方公里n唐河（漢江子流域）： 4千平方公里n北京密云潮河流域面積： 234平方公里長江流域降水地下水流向: 1.2

3、流域分級nRiver basinnWatershednCatchment Catchment 流域分級NHDPlusBasins: Administratively chosendrainage areasWatersheds: A tesselation ofa basin for a particular purposeCatchments: A tesselation ofa basin using physical rulesDigital Elevation Model: a representation of the land surface as a spatial contin

4、uum根據(jù)盆地出水口來確定1.3 流域空間構(gòu)成要素n流域水文空間要素 水系網(wǎng)絡(luò) 流域坡面 河道節(jié)點n流域環(huán)境空間要素 土壤類型 土壤濕度n流域社會經(jīng)濟空間要素 土地利用/覆蓋流域地形流域邊界 watershed流域是河網(wǎng)或河段上指定一點的上游集水區(qū)域河道水系Slope與overland同義， overland flow用于流域侵蝕研究。河道Channel片流或面流匯集形成一維水流，具有河道或沖溝形態(tài)。與河道近義的有沖溝(Gully) ，細溝（Rill）,他們用于流域侵蝕研究。河道流域土地利用/覆蓋土壤類型流域基礎(chǔ)設(shè)施-建筑-防洪設(shè)施n2.1 概述n2.2 水系的網(wǎng)絡(luò)拓撲模型n2.3 河段的分級

5、和編碼河道水系交匯點交匯點構(gòu)成要素水系的拓撲定義n樹形結(jié)構(gòu)的“根”為水系的出口出口，且只有一個。n樹形結(jié)構(gòu)的外沿“葉”節(jié)點為各個分支河流的源頭，稱為河源，簡稱源。源。n兩條河段的交匯點為節(jié)點。節(jié)點。n出口與相鄰節(jié)點以及相鄰節(jié)點之間的河段稱為內(nèi)鏈內(nèi)鏈，源與相鄰節(jié)點之間的河段稱為外鏈外鏈。n內(nèi)鏈與外鏈統(tǒng)稱為鏈鏈。Schematic NetworknStandard Arc Hydro data structure Schematic Links Schematic NodesnType 1 Nodes and Links for WatershedsnType 2 Nodes and Links

6、for StreamsnType 3 for .Schematic Network ProcessesnNode processes Rainfall-runoff and pollutant loads on watersheds Summing flows or loads on streams Water quality in water bodiesnLink processes Routing flows in streams Pollutant losses in streamswww.HHU.EDU.cn每一個集水區(qū)都對應(yīng)一個河段（外鏈、內(nèi)鏈，任何級別的河段）。集水區(qū)匯水流量作用于河段的終止點。節(jié)點與河段的拓撲關(guān)系和基數(shù)n每一個節(jié)點至少連接兩個上游河段。n河源沒有上游河段，只是外鏈河段的起始點。n出口沒有下游河段，是內(nèi)鏈河段的終止點。n每個河段有一個起始點（源或節(jié)點，如果起始點是節(jié)點，則起始節(jié)點對應(yīng)兩個以上上游匯入河段），有一個終止點（節(jié)點或出口）。對于河網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫建模，需要明確的拓撲和數(shù)量關(guān)系對于河網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫建模，需要明確的拓撲和數(shù)量關(guān)系流域面積與流域長度平方的比值流域面積 與 周長為流域周長的圓面積的比值面積等于流域面積的圓的直徑與流域長度的比值當A增加時，形態(tài)因子減小，這意味著對較大的流域，其形狀是趨于狹長形的。ALD1N1jj 單位流域面積上的河流數(shù)目