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地理信息系统在水文分析中的应用探讨

2022-01-08王文民

山东水利 2021年12期

王文民

(泰安市水文局,山东 泰安271000)

1 研究区概况

大汶河古称汶水,发源于旋崮山北麓沂源县境内。流域内地势东高西低,自东向西流经莱芜、新泰、肥城、宁阳、汶上、东平等县(市),汇入东平湖。干流河道长239 km,流域面积9 098 km2。

2 行程时间方程

行程时间方程用于估计在分水岭内的特定点的行程时间。行程时间的影响因素包括流动路径的长度和坡度、地面粗糙度、降雨强度等。由于水文模型的发展,出现了两种不同的行程时间分类,分别为集中时间和滞后时间。

式中:TLAG为滞后时间;TC为集中时间。

2.1 滞后时间方程

滞后时间被定义为从降雨过剩的质心到流域峰值径流的时间。用于从地理数据中估计滞后时间的经验公式为:

式中,C为计算流域坡度和蓄水量的差异(通常由不同类别流域的实验数据确定);L为从参考点到流域上游边界沿主河道的流域长度;Lca为从参考点到质心对面点沿主河道的距离;S为坡度;m为滞后指数。

径流参数被“集中”到一个方程中,以概括整个流域的流动路径和径流,大部分参数可变性由系数和指数表示。实际上,流动路径将穿过不同坡度、不同水力条件的区域。该滞后时间方程对于同质盆地可能是准确的,但对于异质盆地则需要划分区域或使用不同的方程组。

2.2 集中时间方程

集中时间的定义是水的微粒到达分水岭中的排放点所需的最长行进时间。常用的一组方程式是TR-55方程组,分为3类流动,分别为片流、浅层集中流和渠道流。

片状流是河流源头的流动,该段流路应小于300 m:

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