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GIS在scs-cn模型中应用现状和短期发展的探讨刘力真【摘要】GIS即地理信息系统(Geographic Information System),经过了40年的发展,到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术,并且得到了极广泛的应用.因其对地理数据的处理能力,GIS的发展极大地推动了考虑物理特性和下垫面变化的水文流域模型的改进与创新.本文基于GIS的最新发展成果,阐述GIS在scs-cn模型中的应用现状,分析应用效果,预测短期发展方向.【期刊名称】《山东商业职业技术学院学报》【年(卷),期】2010(010)004【总页数】4页(P88-90,110)【关键词】GIS;地理信息系统;scs-cn;水文模型【作者】刘力真【作者单位】山东省水利科学研究院,山东,济南,250013【正文语种】中文【中图分类】TP183Abstract: Having experienced 40 years development,GIS,which is the abbreviation of geographic infor mation system,has grown into a fairly developed technology and gained very popular application.Due to itsprocessing power of geographic infor mation,the development of GIS promotes the refor mation and innovation of drainage area model ofphysical characteristics and under-surface change.Based on the latest achievement of GIS,this thesis exemplifies the application of GIS in SCS-CN model,analyses the effect of application,and predicts its shortter m development.Key words: GIS;SCS-CN model传统的地理科学以现代化的计算机系统为平台,收集大量的地理信息资料,结合信息处理方法,产生了地理信息系统。
介绍一个实用的小流域设计洪水模型——SCS模型
沈健聪
【期刊名称】《人民珠江》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】无
【总页数】1页(P11)
【作者】沈健聪
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于SCS模型的资料缺乏地区小流域设计洪水计算方法研究 [J], 戴荣;王琦
2.时空变源混合产流模型及其在小流域洪水模拟中的应用——以四川省、甘肃省的4个小流域为例 [J], 张相芝;周剑;文磊
3.基于RS与GIS的小流域洪水预报模型与系统：小流域洪水预报的新方法 [J],
4.基于SCS水文模型的城市河涌设计洪水计算研究 [J], 谭超;黄本胜;黄峰华;邱静;刘达
5.一个实用的生产用Ⅲ-V族化合物半导体材料Turbo-DiscMOCVD生长模型(英文) [J], 王浩;廖常俊;范广涵;刘颂豪;郑树文;李述体;郭志友;孙慧卿;陈贵楚;陈炼辉;吴文光;李华兵
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文章编号:1006—2610(2020)06—0057—04基于SCS模型的资料缺乏地区小流域设计洪水计算方法研究戴荣，王琦(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安710065)摘要:文章利用ArcGIS软件，依据数字高程模型(DEM)、土地利用、土壤类型等遥感数据确定SCS模型产、汇流参数,根据设计暴雨资料对研究流域设计洪水进行模拟，并用地区综合法进行结果验证。
结果表明:SCS模型计算结果可靠，对解决资料缺乏地区小流域设计洪水计算具有参考价值。
关键词:SCS模型;设计暴雨;设计洪水;资料缺乏中图分类号:TV122+.3文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-2610.2020. 06. 012Study on Calculation Method of Design Flood for Small River Basinin Areas Lacking Hydrological Data based on SCS ModelDAI Rong,WANG Qi(PowerChina Northwest Engineering Corporation Limited,Xi'an710065,China)Abstract:The article adopts ArcGIS software to determine the output and confluence parameters of the SCS model based on remote sensing data such as digital elevation model(DEM),land use and soil type,simulates the design flood in the study basin based on the design rainstorm data,and uses the regional comprehensive method to verify the results.The results show that the calculation results of the SCS model are reliable and are of reference value for design flood calculation of small river basin in areas with insufficient data.Key words:SCS model；design storm；design flood；lack of hydrological data0前言水利水电工程附近经常分布有小流域,这些小流域常会突发暴雨洪水，该类洪水具有陡涨陡落,汇流时间短等特点,对工程危害性极大，因此，必须进行设计洪水计算，修建防洪工程。
滨江学院毕业设计题目基于GIS的SCS径流模型开发—以西山小流域为例院系滨江学院专业地理信息系统学生姓名张全统学号20102316036指导教师罗庆洲职称副教授二Ｏ一四年五月二十五日目录1.引言 (5)2.SCS模型原理 (5)2.1 SCS模型基本原理 (6)2.2 CN值的影响因素及确定方法 (6)2.2.1 CN值的影响因素 (6)2.2.2 CN值的确定 (6)2.3发展趋势 (8)3.研究区域及系统需求分析 (8)3.1研究区域与数据预处理 (8)3.2 需求分析与GIS二次开发技术应用 (10)4.系统设计与实现 (10)4.1系统开发环境 (10)4.2系统数据库设计 (10)4.3 系统功能设计 (11)4.3.1系统功能结构划分 (11)4.4系统实现与运行效果 (12)4.4.2系统运行 (14)（1）地图基本操作 (14)（2）CN值查询操作 (14)4.4.2.1降雨径流查询计算功能 (15)4.5系统应用 (16)5.结论与展望 (17)5.1 结论 (17)5.2 展望 (18)参考文献： (18)致谢 (20)基于GIS的SCS径流模型开发—以西山小流域为例张全统1（1.南京信息工程大学滨江学院大气与遥感系江苏南京210044）摘要：随着社会的发展，在当今社会利用地理信息技术收集，分析气象数据成为了一种不可逆的趋势。
SCS模型是目前应用较为广泛的地表径流模型之一。
本文应用GIS二次开发技术，采用SCS模型计算西山小流域的径流量。
首先剖析了SCS模型的基本原理，在此基础上分析了西山小流域径流计算的需求，然后采用基于Visual Basic语言与ESRI MapObjects控件进行SCS模型的降雨径流计算系统开发，该系统能够实现地图基本操作、CN值查询、径流量计算的功能。
该系统为研究地区的径流量估算以及水文分析起到了一定的辅助决策作用。
关键词：SCS模型；径流计算；GIS二次开发；小流域Researching the Development of SCS Model in RunoffSimulationZhang QuantongCollege of BinJiang Nanjing University of Information Science & Technology，Nanjing 210044，ChinaAbstract:With the development of society, in today's society the use of geographic information technologies to collect, analyze meteorological data has become an irreversible trend. SCS model is one of the more widespread application of surface runoff models. In this paper, the secondary development of GIS technology, using SCS model XiShan small watershed runoff. First analysis of the basic principles of SCS model, on the basis of the analysis of the needs of small watershed runoff XiShan calculated, and then conducted using SCS rainfall-runoff model for the development of computing systems based on Visual Basic language and ESRI MapObjects control, the system can achieve the basic operation of the map, CN value queries runoff calculation function. The system for the study area and the hydrological analysis to estimate runoff played a secondary role in the decision-makingKey words：SCS model；Runoff calculation；GIS secondary development；Small Watershed1.引言随着经济社会以及信息技术产业的飞速发展，运用地理信息技术对自然资源资源及生态环境进行及时、准确、全方位的动态监测是一种不可逆转的趋势。
使用SCS模型在无历史实测径流资料流域计算场次洪水总量王加虎;梁菊平;李丽;吴辰;罗嘉西;刘玉冰【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2017(0)12【摘要】国内有很多学者利用SCS模型来估算流域径流量。
然而,传统的用于确定CN值的参数表是根据美国各种下垫面情况开发制作的,而我国的气候条件、主要的土壤类型及土地利用情况与美国并不相同,所以制定一个适用于中国的径流曲线数(CN值)表很有研究意义。
以常用的UMD数据集(美国马里兰大学建设的全球土地覆盖数据集)为例,根据经验及分析制定了UMD径流曲线数(CN值)查找表,并在北京市北山下站进行应用,得到一个查表值CN、洪水反推出的CN值,得到北京市的系统偏差系数,最后在北京市锥石口站进行验证。
结果表明:通过UMD径流曲线数(CN值)查找表得到的CN值,乘上系统偏差系数之后计算流域的场次洪水总量精度变高。
【总页数】6页(P70-74)【关键词】SCS模型;CN参数表;流域CN校准;场次洪水总量【作者】王加虎;梁菊平;李丽;吴辰;罗嘉西;刘玉冰【作者单位】河海大学水文水资源学院【正文语种】中文【中图分类】TV121【相关文献】1.利用SCS产流模型模拟广东无资料小型流域月径流过程 [J], 叶植滔;陈师妍;范世杰;谢咏麒;吴昂澄;邓绍欣;简绍敏;2.无实测资料地区径流分析计算方法探讨 [J], 党晓军;沈鹏飞3.无实测资料小流域推求设计洪水探讨 [J], 陶新红4.SCS模型在无资料地区径流模拟估算中的应用——以清河流域为例 [J], 刘春春; 刘万青; 王宁; 杨波5.基于SCS模型的资料缺乏地区小流域设计洪水计算方法研究 [J], 戴荣;王琦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
scs水文模型例题水文模型在自然资源管理、环境保护和灾害预防等领域中发挥着重要的作用。
SCS水文模型是一种基于土壤保持的水文模拟方法，广泛应用于水文学研究和工程实践中。
本文将通过一个SCS水文模型的例题，介绍该模型的基本原理和应用方法。
例题背景：某市位于河流上游，面临洪水风险。
为了评估可能的洪水情况，需要使用SCS水文模型来模拟降雨径流过程。
假设该市面积为100平方公里，降雨事件为10年一遇的设计降雨，模型参数已知如下：土壤类型：A植被类型：森林坡度：10%河道长度：10千米通过该例题，我们将逐步展示SCS水文模型的运用方法。
1. 降雨分析：首先，我们需要对设计降雨事件进行分析和处理。
设计降雨通常以单位时间内降水量的形式给出。
根据降雨数据，我们可以计算得到降雨量为100毫米。
假设时间间隔为1小时，我们可以得到单位时间内的降水量为10毫米。
2. SCS曲线：SCS曲线是SCS水文模型的核心部分，它反映了时间和降雨的关系。
曲线的形状由土壤类型、植被类型和坡度等参数决定。
根据给定的参数，我们可以查找SCS手册，找到与之相对应的SCS曲线。
3. 整体时段单位线：整体时段单位线是单位面积产流深度与单位时间内产流过程之间的关系曲线。
它是根据SCS曲线和土地利用数据计算得出的。
在这个例题中，我们可以利用给定的土壤类型和植被类型，结合降雨数据，计算得到整体时段单位线。
4. 普通单位线：普通单位线是单位时间内径流量与单位面积产流深度之间的关系曲线。
它是整体时段单位线的缩放版本。
通过对整体时段单位线进行缩放，我们可以得到普通单位线。
5. 非线性产流：在SCS水文模型中，产流过程被分为初期产流和延时产流两个部分。
初期产流是指在雨水刚降落后，由于土壤无法迅速吸收水分而形成的产流。
延时产流是指在降雨结束后，土壤逐渐释放积水，导致的产流过程。
6. 延时过程：延时过程是指从降雨结束到开始出现流量峰值之间的过程。
它与土地利用、土壤类型和地形等因素有关。
GIS在小流域水土保持规划中的应用GIS技术在小流域水土保持规划中的应用是一个非常广泛和重要的领域。
随着经济和城市化的快速发展，小流域的土地利用和生态环境受到了越来越大的威胁。
为了保护小流域的生态环境和水土资源，需要采用一系列有效的水土保持措施，而GIS技术的应用正是其中不可或缺的一部分。
本文将探讨GIS技术在小流域水土保持规划中的应用。
1、小流域地形分析。
GIS技术可以通过数字高程模型（DEM）和三维地形数据分析，来获得小流域的地形信息，包括坡度、高程、山脊、山谷等地形特征信息。
这些信息对于确定小流域内合适的水土保持措施非常重要，如明确极易发生滑坡、崩塌等地区，可以加强植被护坡、加固土壤等措施，减少地质灾害发生的概率。
2、小流域土地利用分析。
GIS技术可以对小流域的土地利用进行精细化分析，包括查找土地利用冲突区域、分析土地变化趋势等。
通过这些分析，可以让我们更好地了解小流域土地利用情况，提出相应的治理方案，保护仍然良好的生态环境。
3、小流域水文分析。
GIS技术可以通过大量的水文数据分析，了解小流域的降雨量、径流量、污染物扩散和泥沙负荷等信息。
这些信息对于制定水土保持规划和发展小流域管理计划非常重要。
通过GIS技术，我们可以更好地了解小流域的水文特征，以便在保证水资源的使用效益的同时，有效地保护生态环境。
4、小流域土地退化监测。
GIS技术可以准确地监测小流域内的土地退化情况，包括土地盐碱化、沙化、水土流失等。
这些信息为我们了解小流域的土地退化状况提供了重要的数据基础，为小流域治理提供了有力支持。
5、小流域明细化规划。
GIS技术可以帮助我们实现小流域规划的明细化，可以生成大量的数字地图和地图分析结果，这些结果可以以灵活的方式帮助我们了解和分析小流域内的问题。
这对于规划水土保持措施、安排土地利用和治理水环境等问题非常重要。
综上所述，GIS技术在小流域水土保持规划中的应用是非常广泛和重要的。
这些信息与数据收集、整理和分析，可以帮助我们更好地了解小流域的水文和地貌特征，从而为水土保持规划和小流域治理方案的制定提供了有力的支持。
基于地理信息的SCS模型及其在黄土高原小流域降雨-径流关系中的应用刘贤赵;康绍忠;刘德林;张晓萍【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2005(21)5【摘要】基于土地利用、土壤类型等信息数据和流域水文、气象资料,应用美国农业部水土保持局研制的小流域设计洪水模型—SCS模型对王东沟流域径流过程进行了模拟.按照集水区自然分水线划分流域子单元,并提出了适合该流域产流计算的CN值表.结果表明,模型所模拟的径流过程与实测径流过程具有较好的一致性,模拟精度在75％以上,说明模型在参数的确定上较为合理,可以应用于黄土高原典型流域,为建立分布式水文模型对流域进行生态水文综合评价提供了科学方法.【总页数】5页(P93-97)【作者】刘贤赵;康绍忠;刘德林;张晓萍【作者单位】烟台师范大学地理与资源管理学院,烟台,264025;中国科学院水土,保持研究所,杨陵,712100;中国农业大学中国农业水问题研究中心,北京,100083;烟台师范大学地理与资源管理学院,烟台,264025;中国科学院水土,保持研究所,杨陵,712100【正文语种】中文【中图分类】S157【相关文献】1.基于SCS模型的小流域降雨径流估算及实例分析 [J], 杨星明;2.应用SCS模型计算秦巴山区小流域降雨径流 [J], 王爱娟;张平仓;丁文峰3.基于SCS模型的小流域降雨径流估算及实例分析 [J], 杨星明[1]4.径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进 [J], 王红艳;张志强;查同刚;朱聿申;张建军;朱金兆5.基于地理信息的SCS模型及其在黄土高原典型流域降雨-径流关系中的应用 [J], 刘贤赵;康绍忠;刘德林;张晓萍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
滨江学院毕业设计题目基于GIS的SCS径流模型开发—以西山小流域为例院系滨江学院专业地理信息系统学生姓名张全统学号20102316036指导教师罗庆洲职称副教授二Ｏ一四年五月二十五日目录1.引言 (5)2.SCS模型原理 (5)2.1 SCS模型基本原理 (6)2.2 CN值的影响因素及确定方法 (6)2.2.1 CN值的影响因素 (6)2.2.2 CN值的确定 (6)2.3发展趋势 (8)3.研究区域及系统需求分析 (8)3.1研究区域与数据预处理 (8)3.2 需求分析与GIS二次开发技术应用 (10)4.系统设计与实现 (10)4.1系统开发环境 (10)4.2系统数据库设计 (10)4.3 系统功能设计 (11)4.3.1系统功能结构划分 (11)4.4系统实现与运行效果 (12)4.4.2系统运行 (14)（1）地图基本操作 (14)（2）CN值查询操作 (14)4.4.2.1降雨径流查询计算功能 (15)4.5系统应用 (16)5.结论与展望 (17)5.1 结论 (17)5.2 展望 (18)参考文献： (18)致谢 (20)基于GIS的SCS径流模型开发—以西山小流域为例张全统1（1.南京信息工程大学滨江学院大气与遥感系江苏南京210044）摘要：随着社会的发展，在当今社会利用地理信息技术收集，分析气象数据成为了一种不可逆的趋势。
SCS模型是目前应用较为广泛的地表径流模型之一。
本文应用GIS二次开发技术，采用SCS模型计算西山小流域的径流量。
首先剖析了SCS模型的基本原理，在此基础上分析了西山小流域径流计算的需求，然后采用基于Visual Basic语言与ESRI MapObjects控件进行SCS模型的降雨径流计算系统开发，该系统能够实现地图基本操作、CN值查询、径流量计算的功能。
该系统为研究地区的径流量估算以及水文分析起到了一定的辅助决策作用。
关键词：SCS模型；径流计算；GIS二次开发；小流域Researching the Development of SCS Model in RunoffSimulationZhang QuantongCollege of BinJiang Nanjing University of Information Science & Technology，Nanjing 210044，ChinaAbstract:With the development of society, in today's society the use of geographic information technologies to collect, analyze meteorological data has become an irreversible trend. SCS model is one of the more widespread application of surface runoff models. In this paper, the secondary development of GIS technology, using SCS model XiShan small watershed runoff. First analysis of the basic principles of SCS model, on the basis of the analysis of the needs of small watershed runoff XiShan calculated, and then conducted using SCS rainfall-runoff model for the development of computing systems based on Visual Basic language and ESRI MapObjects control, the system can achieve the basic operation of the map, CN value queries runoff calculation function. The system for the study area and the hydrological analysis to estimate runoff played a secondary role in the decision-makingKey words：SCS model；Runoff calculation；GIS secondary development；Small Watershed1.引言随着经济社会以及信息技术产业的飞速发展，运用地理信息技术对自然资源资源及生态环境进行及时、准确、全方位的动态监测是一种不可逆转的趋势。
SCS模型[1]就是一种降雨径流计算系统，该模型最初是由美国农业部水土保持局研究出来的。
目前SCS模型广泛的应用在美国及其他一些国家, 并且获得了不错的效果[2-5]。
中国在1980年后也开始了解并使用SCS模型。
然而，在模型的使用过程中，大多学者都是根据降雨和径流的数量关系, 结合小流域实验观测资料进行相关的统计分析，很少在模型结构中考虑降雨和流域下垫面构造不均等( 如在该流域的土地利用方式、土壤类型、土壤的湿软情况和土地覆盖率等特征) 。
随着经济社会的发展，土地利用方式和强度对流域产汇流的影响成为当前水文科学领域研究的热点，如何采取有效的方法揭示土地利用变化对流域径流变化及产汇流机制的影响成为目前亟待解决的问题。
通常研究土地利用变化对流域径流的影响，需获取土地利用类型，流域下垫面资料以及气象和水文资料。
对于水文、气象资料较缺乏的流域，若用普通的水文模型( 如径流系数法、等时线法、单位过程线法) 很难对流域径流过程进行模拟。
其中最重要的土地利用类型数据，地形参数是通过地理信息数据处理得到的结果。
这种面状的遥地理信息与水文模型很少直接或间接将土地利用情况，土壤湿度特征等作为影响因素在模型应用中加以考虑。
因此，基于地理信息建立水文模型对流域径流过程进行模拟用来提高准确度成为一种必然的趋势。
本文将SCS模型应用于西山小流域寻求该地区的降雨径流的变化情况，并开发基于SCS 模型的GIS的降雨径流计算系统，且系统可以提供查询某年、某月等某段时间上的径流量查询。
同时运用模型对当地降雨径流情况进行模拟，在一定程度上为揭示该地区不同土地利用条件下流域的降雨-径流关系及水文分析提供理论依据和科学方法。
2.SCS模型原理自SCS模型被开发成功之后，SCS模型就被普遍的运用于美国等[7-10]其他欧洲国家，并且在近年来获得迅速地发展。
我们从对SCS模型的发展研究报告总结可以看出来其研究方向主要有下面3个方向：（1）地表径流估算，先得到研究流域的CN值再通过CN值与产流的关系算出径流量[11]。
例如，通过该流域的前五天的降雨情况估算当天的土壤湿润情况从而更加精确CN值。
这种方法虽然可以对结果的准确率有所提高但是对于更大流域的推广并不适宜。
（2）改进SCS模型的参数，考虑到了雨水的蒸发量。
例如综合考虑前五天的降雨量，改进SCS模型中的初期损失[12]，然而这些并没有对CN值进行再精确，所以也较大流域的计算式的精度有待提高。
（3）SCS模型与其他系统集成，主要是利用其他工具对SCS 模型进行改进从来提高模型的功能和适用范围。
例如，利用AreViewSW A T2000对SCS模型进行改进，使模型能够满足对不同时期的地表径流的估算[8]。
SCS 模型最初的设计目的是用来分析小流域降雨径流估算的。
但是伴随着国外学者的研究深入，一些中大区域流域也逐渐采用了SCS 模型。
SCS 模型的优点在于使用简单，精确度高，且只需要一个参数即降雨前流域下垫面的径流曲线数（CN 值）。
虽然SCS 模型比较适用于小流域地区，但是我们的研究区域西山小流域正属于小流域地区，故采用SCS 模型。
2.1 SCS 模型基本原理在SCS 模型中只有一个参数：曲线数值（ curve number ， 通常称之为CN 值），所以SCS 模型又被称为SCS-CN 法。
CN [13,14]随土壤类型，土地利用方式，土壤湿润度的不同而不同，在不同的降雨过程中CN 的取值还受前期土壤含水量的影响（一般以前五天的降雨总量为判断依据）。
因此SCS 模型应用的重心是在CN 值确定的上。
等到相应的CN 值之后我们可以通过以下公式大致计算出流域的产流情况。
SCS 模型产流公式：)(2)^(S Ia I Ia I R +--=（1）式中：R 表示产流深；I 表示降雨量；S 表示潜在的最大降雨损失，即降水初期可能存在的降雨与径流的差值；Ia 最初的降雨损失、包括地洼蓄、影响植物截留、降水和蒸发损失的土壤入渗。
初期损失Ia 并不是固定的，表现在该地区的前期降雨量对此次降水损失的影响，SCS 模型的制作者从美国农业集水区的研究数据和经验将公式近似确定：S Ia 2.0= （2）但是这种近似的关系不是确定的，在不同情况下是可以改变的，比如在城市集中的地区大量的不透水的地面和透水地面组合会降低初期降水损失，或不透水地面是一个洼地那么就可以储蓄一部分降水，截取一部分径流就会增大初期降水损失。
如果不采用这种近似的经验公式，那么就要根据降水对该流域的个个下垫面建立新的I 与S 或者I 与CN 的关系。
S 可以根据CN 值（曲线数值）建立关系，计算公式为：25425400-=CNS （3） 从以上公式（1）（2）（3）可以看出，径流量的计算最关键的是CN 值得确定。
2.2 CN 值的影响因素及确定方法 2.2.1 CN 值的影响因素影响SCS 模型总CN 值（曲线数值）的因素主要是由流域下垫面的渗水情况决定的所以主要的因素有：土壤类型、土地利用状况、土壤湿润度以及该地区的前期降水清况。
2.2.2 CN 值的确定 （1）前期湿润情况的确定考虑到前期土壤湿度对降水产流流的影响，为此入了前期降水指数API （Antecedent Precipitation Index ），即前五天的降雨总和。
然后从前期降水情况，将土壤的湿度条件（Antecedent Moisture Condition ，简称AMC ）分为三级：AMC1为干旱条件，AMC2为正常，AMC3为湿软。
具体的划分依据如下表 ：表1 前期土壤湿润度分类AMC 前五天降雨总量 mm生长期 休闲期 1 <35.6 <12.7 2 35.6—53.3 12.7—27.9 3>53.3>27.9一般情况下不同土地利用类型CN 值库中的CN 值为AMC2情况下的CN 值，因此CN 值又称为CN 2值，所以我们可以通过前期土壤湿润程度分别计算AMC1与AMC3情况下所对应的的CN 1与CN 3的值。
