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中国农村水利水电·2011年第6期 文章编号：1007—2284(201I)06—0017—04平原河网地区子流域界定SWAT模型研究 孙世明，付从胜，张明华（水科学与环境）浙江医科大学生态研究所（江西赣州） 摘要：由于平原河网区域地势平坦，地形起伏较小，SWAT模型在平原河流湖泊形成和子流域划分时往往不能反映湖泊的真实情况。网络区域。 湖泊间断现象。 针对这一技术问题，提出一种“分段分层”的湖泊生成和子流域定义方法，可以解决SWAT模型在平原地区湖泊生成和子流域定义中的困难。 生成的子流域和湖泊更接近实际情况，“局部致密化”可以应用于湖泊的形成和子流域的定义。 将“分段分层”的方法应用于温瑞塘河流域，取得了良好的效果。 关键词：特警； 平原河网； 支流的形成； 子流域定义； 温瑞塘河流域。 FUzi—sheng，张明华（，e，，，中国）：，AT—eas。 ,. ，一个“—”—SW，—。 ，——，可以。 his"-''sub—.:SWAT;;;sub—;Whed 杂项流域“气候变化的不同时空分布”和“土壤类型，0 简介 农田覆盖变化，农业管理实践 (BMP) SWAT ( ）流域内人类活动等人类活动模型是20世纪环境、沉积物、养分和农药、农作物产值等的长期影响_2]。
20世纪90年代，一位博士开发了SwAT模型。 日本农林水产省农业研究服务局的研究成果已在世界范围内广泛使用。 在我国的汉江流域管理模型中，该模型具有很强的化学机制，可以预测复杂的河流l4]、海河流域l5]、淮河[6]等流域也有大量的应用实例。 中文出版物全文数据库（，1979-2010），收稿日期：201卜O1-12，以“SwAT模型”为标题检索词，136条记录可以检索； 以基金项目：浙江省科技厅重大科研项目“基于GIS平台的流域水环境SWAT模型”为主题检索词，可检索到305条记录。 环境承载力与生态修复研究示范”（）；广州虽然SWAT模型在我国乃至国际上已经得到广泛应用，但大项目是“瑞塘河GIS研究与管理平台”（）。平原河网地区的模型还很少见平原河网地区水系特点，主要原因之一是作者简介：孙世明(1985-1)，男，硕士研究生，研究方向为水环境模型。分水岭。E-mail：@163.corn。很难。SWAT模型中的“分水岭定义（——通讯作者：张明华（1955），女，院士平原河网地区水系特点，研究方向环境地理信息系统作者）”模型对平原河网地区湖泊形成效果较差。水环境模拟。
电子邮件： @。 教育。 由此产生的湖泊与实际情况相去甚远。 与实际模型相比，平原河网区域的子流域定义方法过于简单化，估计的支流流向往往与实际情况不相符。 不连续。 真挚地。 针对上述问题，本文提出“分段区域、分层”的湖泊生成方式（6）。 应用合并和修改后的子流域和河流“*”。 温瑞塘河流域平原河网区域已获得“Shp”文件。 通过“预”功能，具有良好的疗效。 可为SwAT模型在平原河网地区的应用提供技术支撑，进入SWAT模型的“流域定义（）”模块。 河网区域新生成子流域和湖泊，并估算子流域和河流的各种几何参数。 1 研究方法 1.3 层次界定思路 1.1 划分思路 为了使SWAT模型应用于平原河网区域时更加符合实际，首先将整个河网区域定义为一定数量的区域，分别用根据情况，定义尽可能多的子流域，包括尽可能多的湖泊。 根据SWAT模型的“流域定义（）”模块生成的河网区域划分，河网非常复杂或关键。 该地区的湖泊和次流域； 其次，对每个区域生成的湖泊和子流域进行进一步划分，将继续定义得到的区域进行合并，根据每个区域湖泊和子流对象的水力关系，改变合并后的区域，生成湖泊并定义子流域。 -流域，即“分层”划分子流域； 之后，域“*.Shp”文件数据库； .2中步骤(3)-(6)，合并不同级别区域生成的“河网区域”的湖泊和子流域文件（“*.Shp”文件），重新导出SWAT模型流量并子流域，进而生成整个河网区的支流及其对应的子流域。
模型中对湖泊进行再生消防器材，划分子流域，并对湖泊和子流域的各种1.4特殊处理参数进行估算。 1.4.1 无堤防 1.2 细分区域具体操作步骤 在使用“流域定义（）”模块的细分区域中，利用SWAT模型在平原河网区域生成湖泊，划分子流域沟渠，划分子流域。子流域 在此过程中，总会有某些较重要（或子具体操作步骤如下，值得关注）的沟渠不能与区域内的大多数沟渠一起生成。 实际情况和模型模拟均将其视为“缺沟”。 处理“漏沟”的方法是：利用“流域划界计算目标”，将河网区域定义为“Mask”和“”功能的几个、十几个或几十个（甚至更多）（）”模块，并穿过该区域。 过度调整（一般是增加）流域定义界面上的“”功能（2）根据一定比例尺的DEM数据，湖泊引导文件的“面积”对话框（“*.子流域，shp”） ”文件）导入到SWAT模型的“分水岭定义”中（并按照本文1.2中（3）-（6）的方法与各区域生成的结果进行合并。
tor)”模块的操作界面，借助模块的“Mask”、“”、“Flow1.4.2 “空白”区域“tion”、“ts”、“De” 本文中的“空白”区域是指分区的生成“不包含在子区域的子部分”等功能分别指导各子区域内子流域和流域流域的生成。 按照本文1.2中的步骤，“*.shp”文件。 当河网区域的子流域非常平坦时，就会出现（3）“*.shp”文件的“空白”区域很少。 处理“空白”区域的方法是：合并成一个“*.Shp”文件，删除“*.Shp”1.2中步骤（5）后，拖动空白周围的子流域边界线区域，让文件数据库中的冗余数组，保留“FID”、“Shape”、“GRID 空白区域的子流域”同样的“空白区域”。 根据文本操作经验，按“CODE”和“”字段；“*. shp”文件数据库“GRID-1.2中生成河网面积子流域的方式，空白面积和列的比例很CODE”，“”两个数组值改为“1为起始值小” ，因此“半划分”的方式不会导致流域划分出现较大的连续序列”。
偏差。 （4）在软1.4.3环形河网软件（）中将生成的各区域湖泊的“*.Shp”文件合并为一个“*.Shp”文件，删除“*.Shp”文件中的环形河网是平原河网地区堤防的主要特征。 SWAT模型零件库中冗余数组，保留AR的“”、“Shape”、“流域定义()”模块，无法直接生成环形CID”、“”、“FROMN()DE”、“T( )N()DE","Subba—河网，对应的处理方法是：删除构成环河网的4条沟渠中的1sin"和""字段。按照本文1.2中的步骤，划分后将子流域划分为子流域并生成堤防后，采用本文1.3.1的方法删除“*.Shp”文件数据库中的两个“ARCID”和“”。单独生成支流数组改为“从1开始的连续序列”和子流域，将生成的结果与地块的生成结果合并。“FROM-NODE”、“TO-2应用实例NODE”这四个数组值“*.Shp”文件数据库的“、”、“”在全网河军中统一编号（统一各原始区域对应值）。
2.1 研究对象根据各区域的水力关系（流域关系），更改“*.Shp”文件中该区域的“TO-NODE”和“苏巴-温瑞塘河流域平原河网面积”两个数组值温瑞塘河流域面积740平方公里。 温辛 R. 河北省瑞塘河流域平原和内行（州）贾（兴）湖（周）平原河网区域，（5）自动修正相邻区域之间一些重叠的子流域边界； 自动修复宁（博）绍（兴）平原和温（陵）黄（兖）平原具有相似的河网区域，并且两个相邻区域有两条具有水力关系的子流域支流线，这使得它们有两个主要特点：①地势平坦，河网密集，温瑞塘河流域平原河网区SWAT模型定义了平原河网区的子流域。 ，见图1(a)； 根据本文1.2中的步骤（2），有许多平坦的人工修建的渠道（东汉时期），河网非常密集； ②基于人口DEM，输入温瑞塘河支流中心线“*.Shp”较多，经济发达，河网泥沙污染严重。 进入20世纪80年代后，随着宁波经济的快速发展，各“”等职能部门分别人工生成了3个区域的湖泊，并界定了各自的废水子类别。 常年有大量水直接排入温瑞塘河，堤岸水质逐渐恶化为V类盆地，如图1(b)所示； 按照本文1.2中的步骤(3)-(6)，形成化合水。
除直接污染源和渗漏点污染源外，温瑞塘河网区支流及其相应子流域也造成面源污染，如图1（c）所示。 底泥严重恶化的原因不容忽视。 温瑞塘河流域面源污染有两类。 一是城市地表径流污染。 广州市区人口密度较高，小餐馆、菜市场分布广泛。 二是农业面源污染。 四川平原河网的主要功能之一是灌溉。 温瑞塘河灌溉面积已达32100 hm2，相应地，农田地区农药化肥的大量使用，导致农田径流和表土流失大量氮磷养分，因此大量含氮、磷营养物质进入底泥，造成唐河流域农业面源污染，加剧了池塘污染。 湖泊水体恶化。 正如本文前言所述，如果能够解决平原河网地区“河流形成难、子流域界定难”的困境，“能反映人类活动、有化学基础”的SWAT模型就可以实现。用于平原河网地区面源污染机理的研究将有广阔的空间。 2.2 疗效分析 2.2.1 未定义区域 将温瑞塘河流域 2.5mX2.5m DEM（Mode1）数据转换为、、、301TI×30In、50m×50In、75In×75In、100rn×100m、125In×125rn、以及其他具有不同网格大小的 DEM。
根据上述各网格的DEM，输入温瑞塘河流域边界的“*.img”文件和温瑞塘河支流中心线的“*.Shp”文件。 模块“Mask”和“湖泊生成情况（）”的“Mask”、“”等函数自动生成网络河流区域的支流（由于生成的湖泊是不连续的，所以子流域上不再进一步定义）生成支流的基础）。 从湖泊生成结果可以看出，随着底图DEM中网格尺寸的变化，借助sWAT模型“流域定义()”手动生成的河网主要区域之间的连通性会发生变化。 (1)沟渠密度。 总体而言，随着DEM网格的减少，生成的湖泊密度呈逐渐减小的趋势。 (2)水流方向和盆的出水口位置。 基于100rn×网格的DEM，流域出水口位置较为接近，子流域DEM数据与其他网格生成的流域出水口位置存在显着差异(c)“合并和再生”后的湖泊； 流程图1在河网区域生成湖泊，并通过细分的方式定义子流域位置差异较大的子流域出水口。 相应地，它是借助不同网格DEM数据生成的。 从图1（c）可以看出，河网分为3个区域，每个区域的情况下，合成支流的流向也存在显着差异。
由此形成的湖泊基本上都是温瑞塘河的干流沟渠，湖泊的主要区域之间有许多河流相连（3）。 在不定义区域的情况下，忽略根形成的过程。 根据其他研究成果，对于大流域的平原地区，根据各格网的DEM数据，借助SWAT模型手动生成的湖泊、借助“”函数生成的支流也是主要的。路堤，因为模拟基本上是不连续的。 分为2个以上独立区域，无液压连接。 范围较大（或堤坝本身并不复杂），生成的湖泊精度可以满足线性矢量数据对实际支流的描述，因此DEM帧率研究或生产不需要。 温瑞塘河流域面积较大，属于影响（生成支流受DEM码率影响）。 另一方面，由于该区域经济发展速度快于2.2.2细分，人类活动对水环境影响较大。 在对这个区域做模拟研究时应急通信设备，是根据温瑞塘河网的实际情况（主要水流方向，集水区需要评估尽可能多的湖泊的水污染情况，所以流域显示如图1(c))所示，按照本文2.2中的步骤(1)将河网定义为三组不同的流量生成和子流域定义，并不能满足人们的研究要求。 平原河网区域模型子流域定义方法研究 孙世明 付丛生 张明华 2.2.3 划分区域并分级界定疗效
本文2.2.2将温瑞塘河网区域定义为三个区域。 基础文本采用“分段区域和图层”的定义方法。 将区域【图1(b)左上角的“流域定义()”模块，取温瑞塘河网区域的面积】定义为27个区域【图2(a)】，分别生成以湖泊和支流为研究对象，生成“SWAT模型估算所需的平原河网区域”域。 按照本文1.2中的步骤（3）（6），最终生成了湖泊支流和子流域，取得了以下良好的疗效。 子流域、274 个子流域和 274 条溪流见图 2(b)。 与（1）中生成的温瑞塘河平原河网区域内的子流域和河流相比，具有“连续图1（c）的生成结果，图2（b）生成的湖泊”与实际湖泊相似”（如“不破碎，直接生成”，子流域、河流不连续）。 中心线拟合得更好。 (2)生成的子流域和湖泊更接近实际情况。 （3）可对“河流生成和子流域界定”进行“局部细化”，即对河网复杂地区或重点区域的子流域界定更加精细（相对于其他地区） ）。 本文提到的“局部细化”的效果有点类似于使用“有限差分（FDM）”和“有限元（FEM）”方法进行水动力模拟估计时估计网格的局部细化技术。
(4)可以生成环形河网。 综上所述，本文提出的子流域定义方法可以解决SWAT模型在平原河网地区应用的技术难题，对相关研究能够起到很大的推动作用。 口参考文献：[1]王忠根，刘路明，黄友波。 SWAI模型的原理、结构及应用研究[J]. 地理科学进展, (1): 79--86. [23张永永. 闸坝工程对湖泊水量和水质的影响研究[D]. 上海: 上海大学, 2008. [3], (,, eta1.5[R]., W:, 2005. E43 夏志宏, 周跃华, 徐红梅. 基于SWAF模型的寒亭流域径流模拟|_J ]. 气象, 2009, 35(9): 59-67. [5] 李建新, 朱新军, 丁磊. SWAT模型在海河流域水资源管理中的应用_lJ]. 海河水资源, 2010, (10) : 46-49. [6] 张永永, 夏军, 王刚生, 等. 长江流域闸坝联合运行对湖泊水质的影响分析[EJ]. 北京大学学报(第1期)版), 2004, 40(4): 3L35. 图2. 细分、级别中湖泊、子流域的形成(上接第16页)影响巨大，采用堤土顶起耕地，消耗农田水库流量较小。 建议对南京枢纽南北土坝进行整修。
因此，将土坝改建为水库，既减轻了拆建大坝的负担，又有利于维护“调水库”。 南洪泄洪期间，借助北洪分流，南洪的过流能力将保护环境，保护耕地。 还可以提高南洪的泄洪能力。 不断改进。 口参考文献： 6 结论与建议[1]广东省水利厅． 近期长江人海航道工程竣工，对工程建设管理进行初步检查T(1)开发南洪小流量潜力，有利于宝应湖冬夏季减量[R]。 上海：2006。泄洪压力有利于水源综合利用发电、排污、淤积，改善区域卫生[2]孙宏斌，周和平，董宇，等。 长江仁海航道以北地区排涝现状。 北红漫水库应急排水研究分析与利用[J]． 中国农村水利水电，2010，（5）：99-102。 (2) 南洪目前工况下可泄洪100次/秒[3]周和平，袁聪。 探讨怀府治理黄河人海航道和怀府治理应用方案在不影响滩涂围垦的情况下的能力。 lI1]。 志槐，2005，（2）：40-41。 (3)曲。 年平均洪水胁迫期约为15天，南洪泄洪应避开此期[4]黄利亚，文玉华。 分析长江人海航道在2003年大暴雨中的作用花了一些时间，就是没有影响运河~内涝。 埃杰]。 水利水电技术，2006，（2）：96-102。 （4）只要优化调度，南洪泄洪不会影响滨海枢纽隔水墙的安全。 [5]罗小青. 2007年黄河人海航道利用效果分析[J]. 我国防洪抗旱，(5)现有工况下南洪泄洪流量偏小的原因为南京枢纽至南红满2007。(6) 14648．
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