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基于DEM的黃土溝谷演化模擬研究

發(fā)布時間:2020-12-05 00:10
  我國黃土高原被譽為全球最具地學研究價值的獨特地理區(qū)域之一,經過260萬年的黃土堆積與搬運形成溝壑縱橫、支離破碎以及起伏不平的獨特地貌形態(tài)。溝谷發(fā)育是促使形成這樣的地貌現(xiàn)象的主要成因,黃土溝谷的發(fā)育過程是地表徑流匯集于溝槽促使其發(fā)生下蝕、側蝕和溯源侵蝕。地表徑流首先作用于坡面產生細溝,隨著降雨的繼續(xù)和徑流的匯集,形成淺溝、沖溝、切溝。本研究擬以地理元胞自動機為技術手段,結合溝谷發(fā)育的水文學產流匯流,侵蝕學產沙理論,完成溝谷演化規(guī)則的制定,最終,實現(xiàn)黃土溝谷發(fā)育演化模擬模型的構建。論文的主要工作內容如下:1地理元胞自動機中黃土溝谷發(fā)育轉換規(guī)則的制定溝壑縱橫組成了黃土地貌,下蝕,側蝕和溯源侵蝕三種方式促進溝谷發(fā)育,溝谷發(fā)育又映射著黃土地貌的演化過程。由于黃土疏松、多節(jié)理、抗蝕性差等特殊的物理化學性質,黃土溝谷的溯源侵蝕相較于下蝕和側蝕,具有更特殊的作用和典型性。本研究通過探求溝谷發(fā)育的機理以及溯源侵蝕對在黃土溝谷發(fā)育的影響機制,遵循溝谷發(fā)育的發(fā)生機制和物理過程,拓展研究溝頭在溝谷發(fā)育過程中的形態(tài)、侵蝕特征,完成溝谷發(fā)育的轉換規(guī)則的制定。2黃土溝谷發(fā)育模型的構建◆模型結構的實現(xiàn)本研究以溝谷發(fā)育... 

【文章來源】:南京師范大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】:93 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

基于DEM的黃土溝谷演化模擬研究


圖2.1麻地溝兩期實測數(shù)據(jù)示意圖??II??

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2.1.2實驗樣區(qū)??(1)模型構建實驗樣區(qū)??本文選用黃土模擬九期小流域作為實驗樣區(qū)進行模型的構建,如圖2.2所示,??基于人工降雨實驗過程中生成的九期小流域數(shù)據(jù),可清晰的反映出溝谷從無到有,??逐步蠶食的過程,展現(xiàn)了未發(fā)生侵蝕的平緩坡面逐漸發(fā)展為溝谷縱橫的破碎坡面??的演化過程。??一'?<?%:??第1期?第2期?第3期??參參翁??第4期?第5期?第6期??穆參參??第7期?第8期?第9期??圖2.2黃土模擬小流域三維示意圖??12??

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滲遠遠大于降雨強度;②當表土開始飽和,地表出現(xiàn)積水時,此時的土壤入能力??隨著降雨時間的持續(xù)而減;③隨著降雨時間的不斷增加,土壤己經飽和,土壤??下滲基本保持穩(wěn)定。三個階段的發(fā)育趨勢下滲曲線表示,如圖3.3曲線所示。??r??/。]??J?\??率?\??\??\??\??fc??????????J__???°?時間T??圖3.3?Horton模型示意圖??下滲公式是描述下滲率和降雨時間的關系,可用下滲曲線來具體描述(圖??3.3)。Horton模型適用于降雨強度大于下滲強度的情況,根據(jù)呂曉虎的研宄[80]黃??土的最大下滲率在〇.35mm/min,本實驗降雨強度最小值為0.5mm/rnin,降雨強??度大于下滲率,滿足霍頓公式。公式3-1為霍頓公式的具體表達式。??fp?=?^?+?(f〇?—?^?)e_kt?(3-1)??式中,f〇是降雨開始時的初始下滲率,fc是降雨時的穩(wěn)定下滲率,k為常數(shù),??決定下滲能力的下降速度,由圖3.3和式可3-1知,下滲率隨著時間不斷遞減,??并且最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)。??3.3.3流向規(guī)則??流向判斷水量轉移規(guī)則設定的前提,流向的判斷分為單流向和多流向,分別??對應單流向算法和多流向算法。考慮到模型的應用性和簡易性


本文編號:2898495

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