近年來,過度開發(fā)以及環(huán)境破壞導致的水土流失問題嚴重威脅著生態(tài)安全和人民財產安全。掌握土壤侵蝕定量評價方法是合理、有效地開展水土保持工作的前提條件。然而,流域尺度的土壤侵蝕定量評價通常較為復雜,且需要花費大量的時間。因此,基于流域土壤侵蝕的研究成果,綜合利用3S技術,建立一套用于流域土壤侵蝕過程模擬和演算的綜合性系統(tǒng),對實現(xiàn)快速的流域土壤侵蝕定量化評價顯得格外重要。本文以符素華等人提出的流域土壤侵蝕模型為依托,分析了一系列相關的模型計算原理。并根據(jù)流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的功能需求與非功能需求,設計并實現(xiàn)了一套流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以為快速實現(xiàn)土壤侵蝕過程演算提供技術支持。據(jù)此本文的研究內容與成果可以歸納為:(1)以流域土壤侵蝕模型為基礎,分析了包括中國土壤侵蝕預報方程、SCSCN徑流曲線數(shù)法、SCS三角形綜合單位法、洪峰流量計算、馬斯京根方法、水流挾沙力計算以及泥沙輸移演算方法等在內的流域土壤侵蝕模型涉及到的一系列計算方法,并分析了模型各計算模塊的計算目的、計算思路和計算流程,為流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)建立了理論依據(jù);(2)綜合分析了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的各項需求,確定了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的總體架構設計方案和功能設計方案。分析了系統(tǒng)的三層架構,并在系統(tǒng)功能設計部分著重對系統(tǒng)的參數(shù)設置與數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)預處理、模型計算、數(shù)據(jù)可視化以及結果統(tǒng)計輸出功能進行了介紹;(3)根據(jù)系統(tǒng)需求和系統(tǒng)設計方案,使用C#語言并結合第三方庫,實現(xiàn)了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)。該系統(tǒng)建立的主要目的是為了實現(xiàn)流域土壤侵蝕模型中產沙、產流、匯流、匯沙過程的自動化計算。另外,考慮到流域土壤侵蝕影響因素的多樣性,系統(tǒng)實現(xiàn)了多種不同的計算方案與方法供用戶選擇。同時,為了確保系統(tǒng)的完整性和實用性,系統(tǒng)還實現(xiàn)了包括參數(shù)設置與管理、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)預處理、計算結果統(tǒng)計在內的多項功能;(4)以岔巴溝流域為試驗區(qū),完成了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的測試和應用,得到了包括土壤侵蝕模數(shù)、地表徑流深度、洪峰流量、輸沙率過程線以及輸沙量等在內的一系列專題數(shù)據(jù),并對模型計算結果進行了分析。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S157.1
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 土壤侵蝕模型建立與發(fā)展
        1.2.2 土壤侵蝕模型與3S技術結合
        1.2.3 存在的問題
    1.3 本文主要研究內容與組織結構
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 論文組織結構
    1.4 本章小結
第二章 流域土壤侵蝕模型
    2.1 流域土壤侵蝕模型概述
    2.2 流域產沙計算
        2.2.1 產沙計算的目的與流程
        2.2.2 中國土壤侵蝕預報方程CSLE簡介
        2.2.3 CSLE相關因子參數(shù)化方法
        2.2.4 坡面侵蝕量與侵蝕模數(shù)計算
    2.3 流域產流計算
        2.3.1 產流計算的目的與流程
        2.3.2 SCS-CN模型簡介
        2.3.3 SCS-CN模型計算徑流深
        2.3.4 道路和溝道對地表徑流深影響
        2.3.5 地表徑流量
        2.3.6 出口徑流總量
    2.4 流域匯流計算
        2.4.1 匯流計算的思路與流程
        2.4.2 出口洪峰流量
        2.4.3 流域最大徑流歷時
        2.4.4 水流出口流量過程線
    2.5 流域匯沙計算
        2.5.1 匯沙計算的目的與流程
        2.5.2 總輸沙率
        2.5.3 水流挾沙力
        2.5.4 出口輸沙率
        2.5.5 輸沙量和沖淤量
    2.6 本章小結
第三章 系統(tǒng)需求分析與設計
    3.1 系統(tǒng)需求分析
        3.1.1 系統(tǒng)功能需求
            3.1.1.1 模型計算參數(shù)設置需求
            3.1.1.2 數(shù)據(jù)管理需求
            3.1.1.3 數(shù)據(jù)預處理需求
            3.1.1.4 模型算法實現(xiàn)需求
            3.1.1.5 結果輸出與結果統(tǒng)計需求
            3.1.1.6 數(shù)據(jù)可視化需求
        3.1.2 系統(tǒng)非功能需求
    3.2 系統(tǒng)設計
        3.2.1 系統(tǒng)總體架構
        3.2.2 系統(tǒng)功能設計
            3.2.2.1 參數(shù)設置功能模塊
            3.2.2.2 數(shù)據(jù)預處理功能模塊
            3.2.2.3 模型計算功能模塊
            3.2.2.4 結果輸出與結果統(tǒng)計模塊
            3.2.2.5 數(shù)據(jù)管理模塊
            3.2.2.6 數(shù)據(jù)可視化功能模塊
        3.2.3 系統(tǒng)環(huán)境設計
            3.2.3.1 系統(tǒng)運行環(huán)境
            3.2.3.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
    3.3 本章小結
第四章 系統(tǒng)實現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)主界面
    4.2 系統(tǒng)注冊模塊
    4.3 參數(shù)設置模塊
    4.4 數(shù)據(jù)可視化模塊
    4.5 參數(shù)預處理模塊
    4.6 流域土壤侵蝕模型算法模塊
    4.7 結果統(tǒng)計模塊
    4.8 本章小結
第五章 系統(tǒng)測試與應用
    5.1 系統(tǒng)測試
    5.2 流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)應用
        5.2.1 實驗流程
        5.2.2 試驗區(qū)概況
        5.2.3 基礎數(shù)據(jù)與實驗方案設計
            5.2.3.1 基礎數(shù)據(jù)
            5.2.3.2 實驗方案
            5.2.3.3 參數(shù)設置方案
        5.2.4 模型運行結果與分析
            5.2.4.1 模型數(shù)據(jù)預處理結果
            5.2.4.2 模型計算結果
            5.2.4.3 結果分析
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 結論
    6.2 研究中的不足與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果

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4 蔡U║

本文編號：2828547