本文關(guān)鍵詞：灞河流域信息特征提取及水文水質(zhì)模擬研究

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【摘要】：近年來,快速的工業(yè)化、城市化加速了水環(huán)境惡化,加之人們治水理念的偏差及對水環(huán)境功能的認(rèn)識不足,各類水環(huán)境問題愈演愈烈,城市河流更是面臨嚴(yán)重問題。本課題選取典型城市河流灞河流域為研究對象,在把握研究區(qū)概況前提下,基于GIS平臺以分辨率為90m的SRTM_DEM數(shù)據(jù)為依托,提取流域地形和水系信息特征。利用ENVI軟件,從分辨率為30m的TM影像中提取流域土地利用類型,結(jié)合相關(guān)資料獲取流域土壤類型及降雨數(shù)據(jù),建立流域CN值統(tǒng)計表,驗證SCS水文模型對灞河流域的適用性。同時,以2014-2015年對灞河流域水質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),應(yīng)用WASP模型,模擬流域富營養(yǎng)化水質(zhì)指標(biāo)氨氮(NH3-N)和溶解氧(DO)的變化,并基于水質(zhì)現(xiàn)狀模擬設(shè)定不同類型的情景模擬。最后,綜合上述信息提取及水質(zhì)模擬結(jié)果,明確灞河流域地形特征和水質(zhì)污染分布特征,提出土地規(guī)劃利用建議和水質(zhì)改善意見。灞河流域坡度小于25°的地區(qū)占流域總面積的87.12%；平坦地面占流域總面積的56.25%,東向坡面積最小,僅占8.43%。統(tǒng)計地形起伏度,小起伏山地占流域總面積的31.98%,且多分布于流域東南部；流域地表粗糙度變化范圍為1～1.9。河流水系提取閾值確定為3000,依據(jù)河網(wǎng)分布特征將流域分別劃分為42個集水區(qū)域和9個子流域,子流域面積誤差范圍為0.07%～0.95%,提取結(jié)果精度高。經(jīng)監(jiān)督分類,灞河流域土地利用類型分為林地(占27.86%)、草地(占27.41%)、耕地(占24.21%)、城鄉(xiāng)居民用地(占12.4%)及水域(占8.12%)5種類型。流域土壤以B類和C類為主。全流域平均水平條件(中等濕潤狀況)下CN值取值范圍為68.88-88.16,結(jié)合年內(nèi)降雨數(shù)據(jù),應(yīng)用SCS模型模擬灞河流域降雨徑流,合格率高達80%。將流域河流劃分為14個河段進行NH3-N和DO水質(zhì)模擬分析,各河段DO值全年均高于7.3mg/L,滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。河段NH3-N值變化各異,上游河段在豐水期無法滿足Ⅱ類和Ⅲ類水水質(zhì)指標(biāo)：中游第10河段NH3-N值全年高于0.5mg/L,不達標(biāo)；下游第12河段枯水期部分時段NH3-N值高達5.6mg/L。以灞河水質(zhì)達標(biāo)為目的,基于模擬結(jié)果,設(shè)定了污染負荷消減、邊界條件改變和水文條件優(yōu)化三種情景模擬。綜合上述研究結(jié)果,分析流域不同地形土地利用方向及不同河段污染特征,提出相應(yīng)的建議和意見,為灞河流域水土資源管理提供依據(jù),并為灞河流域水資源數(shù)字化管理方法的研究奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：灞河流域 流域信息特征 SCS WASP
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X52
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 符號說明8-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 流域信息特征提取研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 SCS模型研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 WASP模型研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 技術(shù)路線與研究內(nèi)容17-20
• 1.3.1 技術(shù)路線17-19
• 1.3.2 研究內(nèi)容19-20
• 2 研究基礎(chǔ)20-28
• 2.1 灞河流域基本概況20-22
• 2.2 灞河水文水質(zhì)特征22-23
• 2.3 研究方法23-28
• 2.3.1 3S技術(shù)應(yīng)用23-24
• 2.3.2 水文預(yù)測方法24-25
• 2.3.3 水質(zhì)模擬方法25-28
• 3 流域信息特征提取分析28-40
• 3.1 流域地形信息提取分析28-34
• 3.1.1 微觀地形因子29-31
• 3.1.2 宏觀地形因子31-34
• 3.2 流域水系信息提取分析34-39
• 3.2.1 無洼地DEM生成34
• 3.2.2 匯流累積量計算34
• 3.2.3 水流長度計算34-35
• 3.2.4 河網(wǎng)提取35-37
• 3.2.5 流域分割37-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 4 流域水文模擬與分析40-46
• 4.1 SCS模型建立40-44
• 4.1.1 土壤濕潤程度40-41
• 4.1.2 土壤類型41
• 4.1.3 土地利用類型41-42
• 4.1.4 灞河各子流域CN值42-44
• 4.2 水文模擬驗證與分析44-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 5 流域水質(zhì)模擬與分析46-64
• 5.1 現(xiàn)狀模擬與分析46-59
• 5.1.1 條件假設(shè)46
• 5.1.2 污染負荷分析46-48
• 5.1.3 河流空間概化48-52
• 5.1.4 現(xiàn)狀監(jiān)測52-53
• 5.1.5 模型建立與運行53-55
• 5.1.6 模擬結(jié)果輸出與分析55-59
• 5.2 情景模擬與分析59-62
• 5.2.1 情景一 污染負荷消減59-61
• 5.2.2 情景二 邊界條件改變61
• 5.2.3 情景三 水文條件優(yōu)化61-62
• 5.3 本章小結(jié)62-64
• 6 結(jié)論、創(chuàng)新點與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64-65
• 6.2 創(chuàng)新點65
• 6.3 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄74
• 攻讀碩士期間參與項目74-75

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