数字流域模型

32
产流量计算
应用蓄满产流模型，但增加了不透水面积IMP， 即流域上不透水面积占流域面积之比。有了这 个参数，则： Wm＝Wm’(1-IMP)/(1+b) Wm＝Wm’/(1+b) Rg＝Fc[R-IMP×(P-E)]/(P-E) Rg＝Fc[R/(P-E)] Rs＝R-Rg 蒸散发计算采用三层模型，产流及蒸散发计算 框图见下图。
43
流域单元面积及河段数
44
（ 三 ） 新 安 江 模 型 流 程
45
（四）模型的改进
将地下水单一水源改为三种水源，引进 地下水分水源模型。加上直接径流，在 透水面积上共划分为四种水源。 引进FC为变量的模型. 对壤中流丰富的地区，将原来的两水源， 改为地面、壤中、地下三种水源
3
(二)模型的分类
1.实体模型：将自然界发生的真实水文过 程按一定比尺缩小到实验室或试验场进 行模型试验，模型和原型的区别在于比 尺不同，两者的物理过程本质是相同的。 因此，实体模型是保持同一物理本质的。
2.数学模型：对水文现象进行模拟而建立 的数学结构称作为数学模型。
4
数学模型的分类：
（1）随机性模型（非确 定性模型）
一、水文模型的定义和分类
水文模型是模拟水文现象而建立的实体 结构和数据结构。是对实际水文现象过 程的概化。 被模拟的水文现象称为原型，模型是对 原型的概化。 仿造原型制作模型的工作就称之为模拟。 对水文学来说，模型是描述一种现象转 换为另一种现象的工具。
1
水文模型涉及内容和研究尺度
水文模型涉及的内容可以是水量、水质 或某一个水文过程等。 研究问题的尺度，可以大到全球水文循 环系统，也可以小到一棵树的蒸散发过 程。 所有的水文模型必须能反映被模拟的水 文现象的基本特征。

数字流域水文模型在柘溪水电站洪水预报中的应用李春红;段加美;肖时望;张金华【期刊名称】《水电自动化与大坝监测》【年(卷),期】2005(029)004【摘要】将数字高程模型(DEM)生成的数字高程流域水系模型(DEDNM)与新安江水文模型相结合构建数字流域水文模型,并将该模型应用于柘溪水电站的6个子流域进行产、汇流计算,所得子流域出口的径流过程与实际洪水过程进行拟合,制作洪水预报方案.结合流域现有遥测信息和实时校正技术编制了实时洪水预报系统.实时预报系统通过近1年的试运行表明该方案得到了成功应用,预报精度达到甲级标准.试运行期间依据该系统预报调度对大洪水进行了有效的错峰削峰,充分显示了水库的巨大防洪效益;洪水后期的拦蓄洪尾也为水库后期的保水抗旱提供了有力保障,增加了发电效益.【总页数】4页(P48-51)【作者】李春红;段加美;肖时望;张金华【作者单位】国电自动化研究院/南瑞集团公司,江苏省,南京市,210003;柘溪水电站,湖南省,安化县,413508;柘溪水电站,湖南省,安化县,413508;国电自动化研究院/南瑞集团公司,江苏省,南京市,210003【正文语种】中文【中图分类】TV122;TV697.2【相关文献】1.MIKE SHE 分布式水文模型在广东省中小河流洪水预报中的应用展望 [J], 陈国轩;梁海涛;林蓉璇2.基于网格的精细化降雨径流水文模型及其在洪水预报中的应用 [J], 李致家;姚成;张珂;朱跃龙;刘志雨;李巧玲;童冰星;黄小祥;黄鹏年3.基于人工智能和大数据驱动的新一代水文模型及其在洪水预报预警中的应用 [J], 刘昌军4.数字水文模型在柘溪水库洪水预报中的应用 [J], 唐乾柏5.设计安全值结合水文模型的联合预报法在入库洪水预报中的应用 [J], 张顾;王加虎;李丽;刘蓓蓓;郝然因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

分布式流域水文模型与数字流域
河海大学 张行南
2009年10月31日
Hohai University
一、问题的提出 二、分布式新安江模型研究 三、对数字流域的需求 四、数字流域研究现状 五、结语
Hohai University
一、问题的提出
Hohai University
分布式流域水文模型 ………….. ………….. …………..
流域上万事的需求
数字流域
Hohai University
二、分布式新安江模型研究
Hohai University
新安江模型结构 Hohai University
研究目的:
1. 降低模型使用的技术要求 2. 解决无资料地区模型参数的确定
Hohai University
流域自然地理特征和水文数据库
Hohai University
由于认识的差异，现有数字流域的概况： 1、数据库及查询系统； 2、数字化三维虚拟演示系统； 3、集成了局部应用模型的封闭系统； 4、网络环境下的信息系统（包括了信息传输部分）； 5、更多的是包罗众多应用在内的集成系统。
原因是对“数字流域”没有明确的定义和含义。
Hohai University
流域特征指标体系 及定量计算方法
DEM
流域排水网 和分块
代表流域模型 参数率定
特征值与模型参数的定量关系
定量关系的验证
模型参数分布图
技术路线
Hohai University
地质特性指标计算公式： M = A+B+0.42C
式中： A --酸性花岗岩面积比 B --石灰岩面积比 C --中酸性花岗岩面积比
Hohai University

基于数字流域的流域水文模型的改进研究的开题报告一、选题背景及意义流域是水循环的重要场所，也是人类活动的重要地区，对流域进行水文模拟研究，可以有效地解决水资源管理和防洪抗旱等问题。

数字流域是流域内各项参数经数学模型处理后形成的数字化信息，数字水文模型能够通过数字流域模拟实际地表水与地下水的运动过程。

当前数字水文模型在实际应用过程中存在一些问题，比如精度较低、计算量大、模型参数缺乏等。

因此，研究数字流域的流域水文模型的改进方法，可以提高模型的精度和应用性，为水资源管理和防洪抗旱等问题提供更为准确的解决方案。

二、研究内容及方法本研究主要针对数字流域的流域水文模型进行改进研究，具体研究内容如下：1.提出一种基于数字流域的流域水文模型改进方法。

2.优化现有数字水文模型参数，提高数字水文模型的精度和应用性。

3.使用改进后的数字水文模型对某流域进行水文模拟，并与现有数字水文模型进行对比验证。

本研究采用数学建模方法和实验研究方法，通过对数字流域的分析和优化改进现有数字水文模型。

具体方法包括：数学形式化时序属性、多元线性回归建模、一维和二维汇流模拟，实验采用真实流域进行验证。

三、预期结果及意义通过本研究，我们期望能够提出一种更为准确、高效、应用性更强的数字水文模型改进方法。

该方法可以解决现有数字水文模型存在的问题，并在实践中得到验证和应用。

本研究的成果可以为数字水文模型的改进和应用提供科学依据和参考。

同时提高数字水文模型的精度和应用性，为水资源管理和防洪抗旱等问题提供更为准确的解决方案。

四、工作计划及时间安排第一年：1.收集数字水文模型研究相关文献资料，了解当前数字水文模型存在的问题。

2.分析数字流域模型，识别模型缺陷和需要改进的方向。

3.提出数字水文模型改进方法，进行模型参数优化。

第二年：1.改进数字水文模型，进行模型验证，并与现有数字水文模型进行对比验证。

2.整理本研究成果，准备撰写论文。

第三年：1.论文修改及准备答辩。

ｆ ｒ ｌｔ ｎ ｉ ｐ ｐ ｓ ｄ ｆ ｒｓ ｄ ｍｅ ｔ ｉｌ ｉ ｌｔ ｎ ｈ ｕ ｇ ｓｅ ｄ ｅ ａ ｕ ｉｄ ｆ ｍｏ ｕ ｅ ｏｍｕａ ｉ ｓ ｒ ｏ ｅ ｏ ｅ ｉ ｎ ｅ ｄ ｓｍｕ ａｉ ．Ｔ ｅ ｓ ｇ ｅ ｔｄ ｍｏ ｌｈ ｆ ｒ ｋ ｎ ｓ ｏ ｄ ｌ ，ｗ ｉｈ ａ ｅ ｓｏ ｅ ｍｏ ｕ ｅ ｏ ｏ ｙ ｏ ｓ ｏ ｈ ｃ ｒ ｌ ｐ ｄ ｌ ，
ＷＡＮ Ｇ ａ ｇｑａ Ｇ ｕ ｎ － ｉｎ，Ｌ Ｕ Ｊ －ｏ ｇ Ｉ ｉ ｈｎ ａ
（ ｅ ａｏａ ｒ ｒ ｔｒ ｎ ｅｉ ｅｔ ｃ ｎｅ ｆ ｎ ｔ ｆ ｄ ｃｔ ｎ Ｔｉｇｕ ｎ ｅｓｙ Ｂ ｒｎ １０ ８ Ｃ ｉ ） Ｋ ｙＬｂｒｔ ｙｆ ｅ ｄＳｄｍ ｎ Ｓｉ ｃｓｏ ｉｒ ｏ ｕａｉ ， ｓ ｈａＵ ｉ ｒｉ ， ｅ ｉｇ ００ ４， ｈｎ ｏ ｏ Ｗａ ａ ｅ Ｍｉ ｓ ｙ Ｅ ｏ ｎ ｖ ｔ ａ
ｓ ｅ ｄ ｌ ｆ Ｕ ｗ Ｒ ｖ ｒ ｉ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｂ ｅ ｎ ｔｅ ｈ ｌ ｌｐ ｎ ｔ ｈ ｄ ｍｏ ｅ ｏ Ｙｅ ｏ ｅ ｓ ｅ ｅｏ ｅ ａ ｄ ｏ ｉ ｓｏ ｕ ｉ，ｗｈ ｃ ｏ ｓ ｓｓｏ ｉ ａ ｅ ｓ ｈ ｅ ｃ ｏ ｙ ｓｏ ａ ｅ，ｔ ｅ ｓ ｏ ｉ ｓ ｈ ｌ ｅ ｉｈ ｃ ｎ ｉ ｆｓｘ ｌｙ ｒ ：ｔ ａ ｐ ｔｒ ｇ ｔ ｎ ｈ ｎ ｗ
维普资讯
水利 水电技术 第 ３ ７卷 ２ ０ ０ ６年第 ２期
黄 河 数 字 流 域 模 型
王光谦 ，刘 家宏
（ 清华大学 水沙科学教育部重点实验室，北京 １０ ８ ） ００ ４
【 摘
要】 黄河数字流域模型是“ 字黄河” 数 的重要组成部分 ，可以理解为“ 数字流域 ＋流域水沙、水
质模型” 。文中在数字流域模型框架下，以坡面为基本单元，建立具有多层结构的产流模 型；在坡 面 产流的基础上 ，建立坡面产沙数学模型。进而以流域整 合成 一个 完整 的流域 整体模 型 。文 中提 出了不 同层 次模 型之 间 的联 系途径 和整 合

２０２３年８月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５４卷　第８期文章编号：０５５９－９３５０（２０２３）０８－０９３０－１２收稿日期：２０２２－１０－３１；网络首发日期：２０２３－０８－２２网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３０８２２．１５０９．００１．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学联合基金项目（Ｕ２２４３２１８，Ｕ２２４３２２２）；清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室课题（２０２３－ＫＹ－０２，ｓｋｌｈｓｅ－２０２３－Ｂ－０３）作者简介：薛源（１９９３－），博士，助理研究员，主要从事遥感水文学的研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｅｙｕａｎ＿ｔｈｕ＠１６３．ｃｏｍ通信作者：覃超（１９８９－），博士，助理研究员，主要从事土壤侵蚀、河床演变的研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｌｑｉｎｃｈａｏ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ基于多源遥感数据的黄河数字流域模型改进薛　源１，２，３，覃　超１，２，３，吴保生１，２，３，张 １，２，３，李　丹４，傅旭东１，２，３（１．清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室，北京　１０００８４；２．清华大学水利部水圈科学重点实验室，北京　１０００８４；３．清华大学水利水电工程系，北京　１０００８４；４．中国煤炭科工集团有限公司煤炭科学研究总院有限公司应急科学研究院，北京　１０００１３）摘要：山区河流水系众多，往往因地势险要难以现场量测获得河流基础信息，是典型的缺资料地区。

本文结合多源遥感提取的６８个河流断面及３４个水文站实测断面，建立了黄河中游各级别河流的断面概化模型。

融合传统线状ＤＥＭ水系及河流表面、概化断面构建河道边界形态。

针对黄河数字流域模型，基于不同级别河流的河道边界条件建立了断面判别模块，改进其汇流模型。

以黄河一级支流皇甫川流域为例，以２０１０—２０１５年的资料率定模型，以２０１６年汛期日径流及年内３场典型洪水过程验证模拟效果。

数字孪生流域可视化模型规范
数字孪生流域可视化模型是一种用于可视化流域的建模方法，不仅能够提供流域的概览，而且还能够提供深入的分析和解释。

数字孪生流域可视化模型规范的主要目的是确保流域可视化模型的准确性和可靠性，并为流域可视化模型的应用提供一致性。

1. 建模方法：数字孪生流域可视化模型应使用基于地理信息系统（GIS）、空间分析和地理信息模型（GIM）等技术建模。

2. 模型精度：模型应具有足够的精度，以便反映出流域的复杂性，并准确地估计水文和生态过程的变化。

3. 数据质量：模型应使用准确可靠的数据来建模，以减少误差和不确定性。

4. 软件：模型应使用可靠、稳定、可访问的软件，并具有良好的可视化功能，以便能够准确地反映流域的情况。

5. 可视化：模型应能够提供清晰的可视化，以便能够准确反映流域的特征和模型结果。

6. 结果验证：模型应实施有效的验证步骤，以确保模型结果的准确性。

7. 共享和可重复性：模型应遵循共享和可重复性原则，以便可以方便地共享模型数据和结果，并可以重复地评估和比较。

------4 4 4 ---4 4 44 4 4 0 0 00 0 00 0 0
坝 九龙港
0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
横
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
青 龙 港
0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
崇头
白
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
第三章 流域和水系
本章主要内容
1. 基 本 概 念
2. 水系的地貌特征 3. 流域的地貌特征 4. 数字流域和数字水系
§1 基本概念
分水线 ▪ 山峰、山脊和鞍部的连接线
流域 ▪ 地面分水线包围的区域
水系 ▪ 流域中河流交汇形成的树枝状或 网状结构
坡地 ▪ 流域中除水系以外的陆域部分
流域基本单元 ▪ 流域中不可再划分的最小部分
沙 小
常浒河口
金泾塘口
0 0 00 0 00 0 0
新江海河
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
白
茆 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0

移物过程 模拟 ，是一 个具有 多层空间分辨 率的 、模 型参数易于获取的 、 够实现并行计算的整体模型 ， 能
其基本结构如 图 １所 示。以数字高程模型 、流域分
级与河 网编码方法 、参数提取 系统和并行 计算机制 等构成 了其支撑平 台 ，为模型 层的实现和运 行提供
支持 。为使作为核心 的模型层符 合水与迁 移物运动
Ｓ Ｅ ＣＩＮＣＥ ＡＰ Ｒ ＯＮＬＮＥ Ｐ Ｅ Ｉ
４３ ９
数字流 域模型定位 于大范 围、流域级 的水与迁
冲刷形成 细沟和 浅沟 。峁坡 与沟道 之间为 沟坡区 ，
坡 面破碎 ，坡 度极 陡。峁坡 上的浅 沟往往通 过跌 坎 与沟坡 区的切沟相 连 ，而切 沟同时 紧临沟道 。沟道
黄 河数 字流域模型在 多沙粗 沙区水 沙过程模拟 中的应用实例。
关键词 ：数 字流域模型 ，黄河 ，多沙粗 沙区，流域泥沙 ；模拟
中图分类号 ：Ｔ １－ Ｖ２ ２４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ —７ ８ （０ ７０ —０ ９ —８ ６ ３ １ ０２ ０ ）７ ４ ２
０ 引言
水患灾害 频发的主要原 因 ，从而使这一 区域 成为黄 河水沙研 究的重点 。要对黄 河流域进行全面 模拟 ，
本文 即为在 清华 大学的数 字流域 模型ｕ 平台上实现 针对黄 河的流域尺度 的水沙过程模拟 ，即黄河数字
流域模型的介绍 。
工
后
处
理
系
ＳＲ ｌ ｖｌ Ｉ Ｉ ｌ （及 垫竺 Ｇ
现 使得具有物理 机理 的分 布式水 文模型成 为可能 ， 同时 Ｄ Ｍ 也是产沙 模型从经验性模型 向物理机理 Ｅ 性模 型发展所必 需的数据 基础 。但 随着研究 范围的 扩大， 大区域 、 精度的 Ｄ Ｍ 数据 需要分块存储和 高 Ｅ

数字高程模型的数据来源
（4）其他数据源 用气压测高、地质勘探和重力测量等方法，可得到地面稀疏
分布的高程数据，以此建立的数字高程模型主要用于大范围 且高程精度要求较低的科学研究。
数字高程模型应用概述
自20世纪50年代后期以来，DEM( Digital Elevation Model)在测绘、土木工程、地质、矿山工程、景观建筑、 道路设计、防洪、农业、规划、军事工程、飞行器与战 场仿真等领域取得了广泛应用 。
水系提取方法
第一种方法是Band（1986），Qian（1990）等提 出的用一个矩形窗口扫描DEM矩阵来确定洼地，位 于洼地内的栅格单元标记为水系的组成部分。这种 方法的主要缺点在于它产生不连续的水流线，需要 相应的处理来把它们连接起来。还可能需要修剪和 细化来产生一个合理的水系形态。
第二种方法是O’Callaghan和Mark等（1984）提出 的基于地表径流漫流模型的水系提取算法，模拟地 表径流的流动来产生水系。
近年来出现的激光扫描仪等新型传感器数据被认为是快速获 取高精度、高分辨DEM最有希望的数据源。
摄 影 测 量
遥感影像示例
数字高程模型的数据来源
（2）地形图
几乎世界上所有的国家都拥有地形图，地形图是DEM的另一主要数据源。
从既有地形上采集DEM涉及两个问题，一是地图符号的数字化；二是这 些数字化数据往往不满足现实性要求。对于经济发达地区，由于土地开 发利用使得地形地貌变化剧烈而且迅速，既有地图往往不宜作为DEM的 数据源；但对于其他经济落后地区如山区，地形变化小，既有地图无疑 是物美价廉的数据源。
DEM的晕渲图及三维显示
第二章 DEM数据的组织与管理
DEM的三种表示模型
DEM最主要的三种表示模型是：规则格网模型（Grid）、等 高线模型（Contour）和不规则三角网模型（Triangulated Irregular Network，简称TIN）。

概念模型 梯级电站生态系统 标准化接口 景观格局 旬径流预报 日径流模拟 数据同化 数字高程模型(dem) 数字流域工程 数字河网水系 数字化 教字河网水系 敏感性分析 径流入渗 延河流域 并行计算 平衡点 尺度效应 实时洪水预报 定量评价 大气校正 大尺度流域 大宁河流域 大伙房水库 地统计学 地理信息系统 土壤盐渍化 土壤盐分 土壤水分 土壤侵蚀 变分数据同化 发电用水率 发布/订阅 参数空间分布 参数区域化 卡尔曼滤波 半干旱半湿润流域 半分布式水文模型 分布式流域水文模型 分布式水文模型 分布式单位线 内蒙古河套灌区 克里格插值 信息提取 信息共享服务 侵蚀产沙 代价函数 中长期径流预报 不确定度 三峡库区 ⅱ定理 topmodel swat srtm30
推荐指数 6 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
107 108 109 110 111 112
sce-ua算法 nwi mpi d8算法 btopmc模型 annangps
推荐指数 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

对话委员、牵手院士之
“数字流域模型与应用”
2013年10月24日上午8点在中央图书馆开展了由中国互联网新闻中心（中国网）主办，而广东财经大学华商学院承办的“对话委员、牵手院士”——高校英才培训计划，走进华商学院的第二场讲座。

这场讲座是由清华大学水沙科学与水利水电工程的王光谦院士主讲以“数字流域模型与应用”为主题的演讲。

王院士主要指出黄土高原水土流失、黄河成为地上悬河的问题，携带了三门峡水库、长江三峡泥沙淤积的问题。

在演讲还没有进入主题之际，王院士给我们提到了关于数字模型的一些知识。

他亲身体验了“读万卷书不如行万里路”，他坚持每天看书，以此来增值自己，他还踏遍了中国有河水流淌过的地方来研究探讨实践书籍的知识。

他以自己的经历告诉我们：要多读书，多实践。

他还给我们介绍了一本书——《大数据时代》，让我们获益匪浅。

王院士他用统计的数字和建立的虚拟模型向我们阐述了黄土高原水土流失的问题，更直观地让我们了解到问题的根本和体会到数字模型给我们带来的好处。

最后，他对我们提出了要求和期盼：不要只局限在应用科学，我们还要创造科学，创新，发明，更新属于我们中华在科学界的记录。

为创造而科学！。

1.静态模型与动态模型的区别数字流域模型用于模拟与时空要素相关的流域水文气象，如地下水流、砂砾石含水层、降雨、蒸发、壤中流、河道流、坡面流等。

（1）静态模型在对流域进行静态建模时，通常按地面分水线与地下分水线是否重合将流域分为闭合流域和非闭合流域。

在静态模型中，流域按照河流盆地、流域、子流域、集水区进行分级，其空间构成要素有流域地形DEM、流域范围、集水区单元、坡面、河道、土地利用与覆盖。

其中、水系和流域面是静态模型的重要组成部分。

水系由出口、源、节点、链构成，通过采用霍顿分级法、斯特拉勒分级法对河段进行分级和编码，进而建立节点与河段的拓扑关系和基数；流域的地貌特征包括流域面积、流域长度和宽度、流域形状、河网密度和河道维持常数、河流频度和链频度、面积—河长曲线、高程曲线、流域坡度。

（2）动态模型流域动态模型通常分为环境过程模型和水资源调度模型。

常见的环境过程模型有气候与降水模型、水力模型、水文模型、水质模型、侵蚀与沉积模型、陆面过程模型、生态系统模型；水资源调度模型有水资源管理模型、洪水调度模型、发电调度模型、灌溉调度模型、生态调度模型。

气候模型采用大气环流模式GCM，对三维气候模型GCM来说，其气候物理系统应遵循动量守恒、质量守恒、能量守恒、湿度守恒、状态方程；降水预报模型采用MM5模式和WRF，通过反距离权重插值方法、站点平均估计、泰森多边形最近邻域插值、空间统计插值，模拟站点降水到面降水的过程；水文模型通常包括系统模型、分布式物理模型、概念集总式水文模型、随机模型、地表水文模型、地下水模型；水力模型通过应用一维水力方程、二维圣维南方程并基于GIS进行洪水制图；侵蚀与沉积模型用于模拟雨滴侵蚀、片流侵蚀、细沟侵蚀、冲沟侵蚀、河道侵蚀；水环境模型包括流域概化模型、水质模型、非点源污染模型；陆面过程模型能够模拟影响气候变化的发生在陆地表面的土壤中控制陆地与大气之间动量、热量及水分交换过程。

（3）静态模型与动态模型的区别静态模型可以对流域形态进行逼真地模拟，系统消耗少，只能模拟流域静态状况，无流态水位等动态效果。

数字孪生流域应用案例
数字孪生流域是指利用数字技术和数据模型来模拟实际流域的水文地质过程，以实现对流域水资源管理、生态环境保护和灾害风险预警等方面的精细化管理和决策支持。

以下是数字孪生流域应用的一些案例:
1. 水资源管理: 通过数字孪生流域模型，可以对流域内的水资源进行精细化管理。

比如，可以模拟不同气候条件下的降雨和径流情况，帮助水利部门制定灌溉和调水方案，提高水资源利用效率。

2. 生态环境保护: 数字孪生流域模型可以模拟流域内的土壤侵蚀、植被覆盖、湿地变化等生态过程，帮助环保部门监测和预测生态环境变化，制定保护和恢复方案。

3. 洪水预警和防灾减灾: 数字孪生流域模型可以模拟不同降雨条件下的洪水演变过程，预测洪水淹没范围和深度，为应急管理部门提供洪水预警和应急响应决策支持。

4. 水质监测和污染防治: 数字孪生流域模型可以模拟流域内的污染物扩散传输过程，帮助环保部门监测水质变化，评估污染物对
水环境的影响，并制定相应的污染防治措施。

5. 水利工程规划设计: 数字孪生流域模型可以用于水利工程的规划设计，通过模拟不同工程方案对流域水文地质过程的影响，优化工程设计，提高工程建设的效益和可持续性。

综上所述，数字孪生流域在水资源管理、生态环境保护、灾害风险预警等方面都有着广泛的应用前景，可以为流域管理和决策提供更加精细化和科学化的支持。

摘 要 ： 随着地 质改造工程建 设活 动的广泛开展 ， 人们 对于 自然地 质状态 的研 究更加深 入 ， 水
文地质是现代工程地质探究 的一个重要 内容 。因 自然环境 的多变性 ， 水文地 质运动也
会发生许多不 同的变化 ， 为 了掌握 实际水 文地质状 况 ， 必 须要坚 持科学 的数字 分析方 法， 利用数字模 型为辅助处理各项地质信息 。文章分析了流域水文数字模 型建设 的相
黑
龙
江
水
利
科
技
Ｎｏ ．１ ０． ２ ０１ ３
Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎ ｃ ｙ
（ Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ４ １ ）
流域通 常是指 河 流 的干 流 和支 流 所 流 过 的整 个
水 资源不 仅 可 以直 接 用 于 农 业 灌 溉 或 渔 业 养 殖 ， 而 且经 过深 度加 工处 理 也可 提 供 给社 会 人 居 用 水 。地 质报 告显 示 ， 近年来 地 下水 水 质 遭 到严 重 的破 坏 ， 工 业 污 染影 响 了水资 源 的利用 率 。 此外 ， 不 合 理 的灌 溉 可 造 成 次 生 盐 碱 化 ， 硫 酸
关情况 ， 基 于数字模 型对地质结构展开 了研究 ， 提 出切 实可行 的地质改造措施 。
关键词 ： 流域 ； 水文地质 ； 数 字模型 ； 应用分 析
中图分类号 ： Ｐ ３ ３ ４ ． ９ ２ 文献标识码 ： Ｂ
０ 前
言
１ ． １ 水质 问题 地下 水是 自然 界 生 态 水 资 源 的主 要 构 成 ， 这 些

b.数字高程模型（DEM）
c.数字正射影像（DOM）
d.遥感影像数据库
e.测量资料数据库
f.社会经济要素数据库
j.专题数据库
h.元数据库
四、数字流域的应用
在防洪减灾中的应用
洪水是暴雨或急骤冰融雪等自然银蛇水库等人为因素引起的江、河、湖等水量迅速增加或水位急剧上涨等现象，洪水一旦威胁到人类安全和社会经济活动，便构成洪灾。洪灾造成的经济损失和人员伤亡，在各种自然灾害中居第一位。在洪水发生过程中，利用遥感手段对洪水进行实时动态监测，可为抗洪抢险提系结构
数字流域可视化基础平台（基础层）
数字流域专业应用系统（专题层）
数字流域管理与决策系统（综合层）
在内容上，数字流域可划分为基础层、专题层和综合层，具有多层次的结构体系;在空间上数字流域可采取集中式与分布式相结合的网络拓扑结构。统一规划、分步实施、重点突破，是实施数字流域建设的基本指导原则。数字流域需要多种理论及技术的高度集成和应用，必须在多学科的专业理论知识基础上，以系统科学及优化与决策理论为指导，综合应用遥感、地理信息系统、虚拟现实、网络和多媒体及数据库等现代高新技术。
最后的总结
数字流域是将流域系统的诸要素数字化、网络化、智能化、虚拟化与可视化，用模拟型评价、分析、预测、预报、控制流域的运行及社会经济的发展。将自然的流域变成可控制的或信息化的流域，进行数字流域具有重大的科学和生产意义。研究数字流域将促进流域经济的发展，改变流域内人类的生产和生活方式，推动流域经济的可持续发展。
3.数字流域工程建设，对改善流域的投资和生态环境及创造新的经济增长点具有重大的推动作用，是展示远流域传统文化的旅游资源、树立流域现代化形象、扩大流域对外开放的重要窗口。

基于InfoWorks RS的数字流域模型研究
薛泽辉;孙保沭;许拯民
【期刊名称】《水科学与工程技术》
【年(卷),期】2007(000)005
【摘要】如何切实有效地减少洪水危害是全社会日益关注的问题.随着我国水信息技术,特别是遥感技术、地理信息系统和全球定位系统技术等的发展,以及数字流域的不断建设完善,河流模拟软件InfoWorks RS可以对整个流域进行洪水模拟预测,预先了解该流域的降水量及流量变化,管理部门可据此进行水情控制,洪水预警预报,防洪抗旱指挥,以及水资源的优化调度和分配等.
【总页数】4页(P13-16)
【作者】薛泽辉;孙保沭;许拯民
【作者单位】华北水利水电学院,郑州,450011;华北水利水电学院,郑州,450011;华北水利水电学院,郑州,450011
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于InfoWorks ICM模型的防洪排涝系统研究 [J], 王连接
2.基于InfoWorks ICM模型的合流排水渠箱优化调度研究 [J], 杨辉;陈绎浪;周午阳;孙志民
3.基于InfoWorks ICM模型的北京市东城区海绵城市改造效果分析与研究 [J], 王丽晶;潘兴瑶;王俊文;王岩
4.基于Infoworks模型的调蓄池效果评估研究——以中国南方某城市典型地区为例 [J], 陈云路;李鹏程;丁钰力
5.基于InfoWorks ICM模型的地铁场站内涝积水防控研究 [J], 郑建春;张岑;李永坤;尤秋菊;刘佳伦;王磊;吴云
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。