基于虚拟地理环境的WATLAG模型模拟系统设计与实现

发布时间：2021-03-21 04:45

　　水环境数学模型可将实际水文过程抽象和简化,以较少的变量或维数向量表示复杂的水文过程,反应水文要素之间的相互关系,模拟、预测水文系统演化规律而被各领域水文专家广泛应用于水环境研究,模拟得到的结果可有效为决策部门提供数据支持,促进决策活动的科学化。但由于水文过程的复杂性质,目前大部分的水文模型因处理过程离散、计算量复杂且庞大、输入输出参数众多等影响,在实际应用的广泛性、及时性和便捷性方面均有局限。分布式流域水文模型WATLAC（A Water Flow Model for Lake Catchments）作为一个典型水环境数学模型,可反映降雨、蒸发和下垫面空间分布等条件对湖泊流域的影响,模拟流域水量平衡和地表、地下径流过程。但在模型实际应用与共享方面也存在数据收集费时、过程处理离散、计算耗时、对使用者专业技能掌握要求高、共同决策支持受地域制约等局限。作为新一代GIS——虚拟地理环境（Virtual Geographic Environment,VGE）,它能够为科学研究和实际应用之间搭建桥梁,实现模型应用的数据共享、模型共享和成果共享。同时,多源异构传感器动态信息的实时接入、自主加载与融合... 

【文章来源】：江西师范大学江西省

【文章页数】：39 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

WATLAC模型模拟水循环过程结构示意图

图 2-2 WATLAC 模型运行流程图模型运行模块主要由地表水和地下水两部分组成，每一部分包含许多子程序，每个子程序都会完成特定的任务。主程序定义矩阵、打开数据文件、控制调用子程序的顺序，具体操作流程见图 2-2。其中，表 2 列举了一些主要子程序及其功能说明。表 2 WATLAC 模型中主要子程序子程序名 功能CELLDATA (Sub) 为地表水模块读取栅格信息FLOWDIRE (Sub) 确定栅格流向，计算坡度梯度和坡长FLOWPATH (Sub) 确定汇流路径，河道级别SSTRESS (Sub) 读入每时段应力状态(降水，蒸发等)INTERCP (Sub) 计算植被截留及蓄水UNSATS (Sub) 计算非饱和土壤蓄水及地下水补给率SFLOW (Sub) 进行地表水汇流计算，包括坡面汇流及河道汇流RIVORD (Sub) 确定河道栅格级别

型成果表现方式是将结果输出数据导入到 Excel 中作图，如图 2-3 所示，是将模型模拟得到的河流流量模拟值与河流径流量观测值分别导入Excel表中计算得到的模拟精度对比图。表 3 WATLAC 模型输出参数输出参数 数据描述水均衡信息输出研究区内每日大气降水、冠层蒸发、冠层蓄水、地面降水、地下水补给率、土壤壤中流、地表持水、河流补给地下水、河道蒸发、河道出口流量、坡面出口流量、非饱和土壤蒸散发、土壤蓄水、总地表径流、基流等平衡总量信息（单位：mm）河道流量等 河道流量、水深、地下水交换量信息（单位：m3/day）。时段末土壤含水量空间每一个格网时段末的土壤含水量，注：只输出研究时段内最后一天的土壤含水量（单位：mm）地下水头输出模拟期内每天的地下水头输出信息壤中流面信息输出输出整个研究区某一天内所有格网的壤中流信息，在 iout.dat 控制文件中可输入要模拟的日期，输出结果按时间顺序依次排列（单位：mm）


本文编号：3092351