空间分布流速场下的地貌瞬时单位线推求及其应用实例

本文主要探讨了"基于空间分布流速场的单位线推求及应用"这一主题，发表于2006年的《河海大学学报(自然科学版)》第34卷第5期。作者孔凡哲、芮孝芳和李燕针对地形坡度对汇流过程的影响进行了深入研究。他们提出了一种新的方法，通过考虑坡地单元与河道单元之间的不同汇流速度计算公式，以及流速沿河道向下游的变化，利用数字高程模型(DEM)来精确计算每个网格的汇流时间。这种汇流时间被视为随机变量，经过统计分析后，得到了汇流时间的概率密度分布——地貌瞬时单位线(GIUH)。 在传统的流域管理中，单位线常用于将流域上的净雨转化为径流，但早期的研究忽视了地形地貌的影响。地貌瞬时单位线的引入正是为了弥补这一不足，它能够更好地反映地形地貌对流速和径流汇聚的影响。然而，原有的方法在处理坡地漫流的汇流时间时存在局限性，尤其是在大流域和小流域中，这一过程的重要性不容忽视。 文章引用了Calver和Maidment等人的工作，指出通过分析径流距离和流速之间的关系来推算流速并不总是准确，因为这种方法假设地面坡度等变量是径流距离的函数，而这在现实中往往并不成立。Maidment等人的GIS分析方法虽然考虑了地面坡度与流速的关系，但使用的仍是流域平均流速，这种方法可能存在一定的误差。 作者提出的基于空间分布流速场的方法，通过更细致的网格单元分析，不仅提高了对汇流过程的准确性，而且为流域管理提供了更精细的时间维度上的数据支持。在沿渡河流域的实际应用中，这种方法显示出良好的效果，为流域管理、洪水预警和水资源评估等领域提供了有力的理论依据和技术支撑。 总结来说，这篇论文的核心贡献在于发展了一种结合地形坡度、流速分布和汇流时间的新方法，通过DEM技术，实现了地貌瞬时单位线的精准计算，并证明了这种方法在实际应用中的有效性。这为工程实践中考虑复杂地形条件下的径流模拟和管理提供了创新性的解决方案。