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流域分布式生态水文模型(DEHM)

时间:2015-06-11  来源: 文本大小:【 |  | 】  【打印

  1.模型概述 

  DEHM (Distributed Ecological Hydrology Model)是一种准三维的概念性流域水文数学模拟计算系统。它在平面上将流域划分成矩形单元网格,在地表纵向深度上划分出植被、土壤与地下水库层,其中包气带土壤又划分为上中下三层。对于每个网格单元,分别进行植物截留、蒸散发、土壤水分计算。对于深层渗漏补给,按统一的地下水库计算蓄泄水量及潜水位变化。最后可输出各网格单元和流域总体的径流量、蒸发量、地面积雪(冻土)厚度,以及地下水位的时空变化和形态特征,产生并记录完整的模拟结果过程数据。 

  本模型采用Delphi 7 语言编写,可以在Windows 操作系统中运行。如果需要显示流域的地形图和土地利用图,需要安装Surfer软件。 

  模型的可执行文件放在系统的BIN目录之中,点击该程序文件就可启动程序。 

  2.模型输入 

  模型的输入数据文件集中在Input 目录之中,包括各个子流域的气象数据输入文件(气象数据.in),土地利用数据文件(土地利用.in),数字高程文件(数字高程.in)和流域地面坡度文件(坡度.in)。子流域的个数由使用者指定,并且在本目录的“子流域.in”文件中的第一行第一个数字确定,该文件的下面几行是各个子流域到总流域出口的河道马斯京根参数(K,x)。例如下面是一个大流域分为3个子流域的定义: 

          Kr(hr)  Xr 

  流域1   15     0.2 

  流域2   15     0.1 

  流域3   30     0.3 

  在本目录中还有一个“RiverDaily.in”文件,是提供总流域的出口断面观测的流量和输沙量,用于与模拟结果进行对比检验。如果没有观测的径流过程,该文件也必须要有,但可以把各个观测结果取为零值。 

  3. 模型输出 

   模型的输出结果保存在Output目录中,包括各个子流域的模拟结果和总流域的模拟结果。其中Budget.outBudgets.outDaily.outDaily_s.outDaily_f.out分别是各个径流成分的年月统计,侵蚀泥沙的年月统计,径流的日过程,泥沙的日过程,冻土积雪的日过程。 

  4. 模型参数 

  本模型的主要参数放在“当前参数文件.txt”之中,各个输入数据文件的名称在“当前路径文件.txt”文件中定义。由于这两个文件都是文本格式,这些参数和文件名称可以直接打开文件查看和修改。其他参数文件可以不用修改,由系统自行管理。 

  5. 空间数据 

  本模型采用的空间数据按照流域网格划分,其中各个网格的特性包括高程、坡度和土地利用类型,他们都是采用与GIS相兼容的格式进行表达,因此可以直接用GIS系统来划分子流域,并生成各个子流域的空间数据文件作为本模型的输入。 

  各个空间数据文件的第一行为数据文件格式,这里固定为DSAA以满足Surfer的格式要求。第二行为网格的行数和列数,第三行为起始和终止的X坐标值,第四行为起始和终止的Y坐标值,第五行为高程Z的最低和最高值。单位都是米。第六行开始就是每个网格的参数(高程、坡度、土地类型)。对于不在流域内的网格点,赋以一个极大的数字(2e38)。 

  6. 空间特征显示 

  本系统可以显示各个子流域的空间分布特征,例如土地利用类型分布、高程分布和坡度分布。如果需要显示这些特性(如下图),需要在计算机系统中事先安装Surfer 8 以上的软件。如果不用查看这些特性,也可以不安装这个软件。 

   

  7. 使用方法 

    本模型软件自带一个帮助文件,可以打开看到本模型的使用说明。

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