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基于栅格DEM的多流向算法述评 总被引：14，自引：0，他引：14
基于栅格DEM的流向算法是数字地形分析的重要研究内容之一。在分布式水文模型、土壤侵蚀等领域中,当需要获取与流向直接相关的水文参数(如汇流面积、地形指数等)的详细空间分布时,多流向算法(MFD)明显优于单流向算法(SFD)。根据所采用的水流分配策略,将现有MFD分为四类:(1)固定水流分配权重的MFD;(2)水流分配权重随汇流面积变化的MFD;(3)水流分配权重随局域地形特征变化的MFD;(4)基于局域形态单元的MFD。从模型合理性、算法复杂度和易用性、对DEM误差的敏感性等方面进行的分析表明,水流分配权重随局域地形特征变化的MFD优于其他三类MFD。目前对MFD采用人造DEM数据集的直接定量评价研究还十分不足,文章以一个例子来体现直接定量评价MFD的可行性及有效性,同时也定量反映出水流分配权重随局域地形特征变化的MFD具有更低的计算误差。目前通用的针对流向算法的DEM洼地平区预处理算法多针对SFD而设计,不适合MFD的实际应用,本文对适用于MFD的DEM预处理算法所应具有的特征也进行了讨论。 相似文献
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基于DEM不同路径算法的沟壑密度提取 总被引：1，自引：0，他引：1
沟壑密度是评价小流域沟蚀程度的重要指标,同时也是反映地表破碎程度的因子。采用合理的汇流阈值设置方法,在黄土高原县南沟流域,通过基于坡向流量分配的多流向算法(DEMON)和传统的单流向算法D8实现沟壑密度的提取。结果表明:多流向算法和单流向算法都能提取较合适的沟壑密度,其中多流向算法提取的结果更好一些。因此,本研究对地表破碎程度的描述和当地地形地貌的反映有重要的意义。 相似文献
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潮河流域TOPMODEL模型网格尺度研究 总被引：6，自引：0，他引：6
TOPMODEL模型首要也是关键的问题就是地形指数的计算问题.除计算方法外,地形指数的分布还与DEM网格尺度息息相关.较大的网格推出的地形指数不具有显示水流路径的物理含义,会丢失一些物理信息.太细的分辨率可能引起流向和坡度的混乱.导致水流路径不连续.对于流域尺度而言,合适的网格尺度在很大程度上影响模拟结果的精度,但目前关于这方面的研究却很少.本文在集水面积5 340km2的中尺度潮河流域上进行地形分析计算,深入的分析了从50 m～600 m以50 m为间隔的不同网格尺度对地形指数分布的影响.并以平水年为例,研究了这些地形指数对流域径流模拟的影响.得出的结论对于TOPMODEL模型在中尺度流域上的应用具有指导意义. 相似文献
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地形指数ln(α/tanβ)是一些以物理概念为基础的水文模型的重要参数。TOPMODEL是以计算ln(α/tanβ)指数及其分布为基础的。对于栅格DEM,α为上坡区域通过单位等高线长汇集到单元网格内的面积,反映径流在流域中任一点的累积趋势,tanβ为单元网格的坡角,反映重力使径流顺坡移动的趋势。目前普遍使用的计算该地形指数的方法为多流向法。方法中计算α和tanβ用的均是与流出单元网格流向垂直的等高线长。另外计算下坡单元网格累积汇流面积时没有考虑欲计算ln(α/tanβ)值的单元网格的面积。这些是不合理的。计算α值应该用与流入单元网格流向垂直的等高线长,据此提出了改进后的ln(α/tanβ)的计算方法。方法中计算下坡单元累积汇流面积时包括了欲计算ln(α/tanβ)的单元网格的面积。分析了两种方法计算结果间的差值。 相似文献
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古流向资料的搜集、整理与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
古流分析是通过对沉积物某些结构和构造的测量,经过统计来推断水流、风向、古冰川的一种定向分析方法。在沉积相研究过程中,古流分析是一种重要的研究方法,它可以根据大量的测量数据,提供一种半定量标志,因而受到地质学者的重视。古流分析包括四个步骤: 1.野外测定特殊的沉积构造和结构; 2.每一测量点占流方向的校正及统计分析; 3.绘制古流图; 4.利用古流图并结合其它相分析资料,推断古流向、古地形及古坡度。 相似文献
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大理冲积扇含水层非均质性分布规律研究 总被引：4，自引：0，他引：4
洪-冲积扇的非均质性分布规律对含水层渗流和污染物迁移研究、地下水污染管理、控制及修复具有重要意义。本文以大理点苍山东麓隐仙溪洪-冲积扇为例,对其水动力条件、沉积构造模型、地形坡度与运移距离的关系进行探讨。研究表明,冲积扇沉积非均质受水动力条件影响,当水动力较好时,沉积颗粒物为砾石和漂砾,填充泥质和粉砂质,水动力较弱时沉积多为砂质和粘土颗粒,扇面整体以水流河道为中心轴呈扇形沉积;冲积扇沉积颗粒物的分选性和磨圆度受地形坡度的影响,地形坡度大沉积颗粒物分选性和磨圆度差,搬运距离越远分选性和磨圆度越好;扇顶因水动力强,坡度大,沉积物分选性和磨圆度差,层理不发育,扇中扇缘随着水动力条件及地形坡度减弱,沉积物分选性和磨圆度逐渐变好,层理较为发育,沉积为水平或均匀层理。 相似文献
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在利用数字高程模型(DEM)模拟坡面流提取流域水系特征过程中,对洼地和平地的处理是首先需要解决的关键问题。针对现有方法对复杂地形DEM中平地、洼地及其复合情形处理效率和效果的不佳,提出了洼地的分类与归并、有效填洼、平地的分类、基于出流代价的河谷平地排水流向构建等新的处理方法,并在开发的软件系统中得到实现。实验结果表明:采用该方法可对复杂洼地进行有效处理,构建的河谷平地水流流向在顾及周边地形的同时向可能形成的河道收敛,避免了平行河道、伪河道等奇异河道的产生,由此提取的流域水系与实际自然水系基本一致。 相似文献
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南海北部神狐陆坡限制型滑塌体特征及成因机理 总被引：1，自引：0，他引：1
滑塌体是深水沉积的重要组成部分,研究滑塌体沉积有助于揭示深水沉积过程。利用高精度多道地震资料,首次在南海北部神狐陆坡段发现了规模逾千平方千米的限制型滑塌体,它在顺坡滑塌时,未能超越下坡地层的围限,突然终止于下坡未变形地层中,因此陡冲斜坡两侧的地震相特征发生截然的变化。滑塌体整体呈楔形,内部呈杂乱反射,前端存在逆冲断层以及挤压褶皱。由于顺坡滑塌距离较短,因此与非限制型滑塌体相比,限制型滑塌体内部地层连续性较好。结合神狐滑塌体地震反射特征并通过与世界典型滑塌体的对比,可知滑塌体的厚度、地形坡度二者共同控制了神狐滑塌体的发育类型,前端地形突起对其发育没有影响。 相似文献
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泥石流的二维数学模型 总被引：5，自引：2，他引：3
泥石流是在重力作用下,由砂粒石块和水等组成的固液混合物,是一种发生于山区的复杂的地质灾害现象。泥石流主要是由暴雨诱发引起的,它沿着复杂的三维地形高速流动,具有流体流动的特性。为了模拟泥石流的运动规律,预测降雨诱发的泥石流的到达距离和泛滥范围,减少和避免泥石流引起的灾害,把泥石和雨水组成的固液混合物假定为遵循均匀、连续、不可压缩的、非定常的牛顿流体运动规律。基于质量守恒方程和Naiver-stokes方程,采用深度积分方法,推导出了一个模拟泥石流运动的二维数学模型。所有方程式可用有限差分法来求解。结合GIS,该模型可用于预测泥石流的流动距离和泛滥范围,以及泛滥范围内的危险房屋和路段,也可以用于泥石流灾害的风险性分析。 相似文献
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对当前坡面汇流计算方法的研究进展进行了较为系统的总结与分析,并对坡面汇流的非线性效应以及城市低影响开发中的雨水入渗与蓄集对坡面汇流的控制作用进行了简要分析。从模型简单实用的角度出发,认为以流域时间-面积关系与线性水库相串联的ModClark法等为代表的概念性分布式坡面汇流模型具有良好的发展前景;考虑到基于等流时单元的变动等流时线法在反映雨强非线性影响中存在的问题,认为根据水文响应单元在不同雨强条件下汇流时间的变化,调整其汇流参数以反映坡面汇流的非线性效应,对于流域坡面汇流的分布式模拟更具有实际意义;针对目前低影响开发设施长时间序列大空间尺度的室外降雨径流监测资料普遍较为缺乏的现状,给出了后期应积极选择合适的技术以加强低影响开发性能监测工作的建议。 相似文献
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A computer-based numerical model of turbidity current flow and sedimentation is presented that integrates geological observations with basic equations for fluid and sediment motion. The model quantifies those aspects of turbidity currents that make them different from better-understood fluvial processes, including water mixing across the upper flow boundary and the interactions between the suspended-sediment concentration and the flow dynamics and sedimentation. The model includes three numerical components: (1) a layer-averaged three-equation flow model for tracing downslope flow evolution using continuity and momentum equations, (2) a sedimentation/fluidization model for tracing sediment-size fractionation in sedimenting multicomponent suspensions and (3) a concentration-viscosity model for quantifying the changes in resistance of such suspensions toward fluid and sediment motion. The model traces the evolution of a model turbidity current in terms the layer-averaged flow velocity, flow thickness, sediment concentration distribution, and the rate of sedimentation and sediment size fractionation. It generates synthetic turbidites with downslope variations in thickness and grain-size structuring at each point along the flow path. This study represents an effort to evaluate quantitatively the effects of basin geometry, sediment supply and sediment properties on the mechanics of turbidity current flow and sedimentation and on the geometry and grain size characteristics of the resulting deposits. 相似文献
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澜沧江结义坡沟泥石流灾害评价 总被引：1，自引：0，他引：1
为查明坝址区是否存在泥石流地质灾害,分析其对建坝的影响,现场对结义坡泥石流沟进行了追踪调查,以充分认识沟谷的地形地貌条件、地质条件、植被发育情况以及泥石流的活动痕迹、冲淤特征等。并对泥石流沟谷、堆积扇等进行了有关的试验及量测工作。用国内外常用的计算稀性泥石流参数的公式对泥石流的流速、流量及冲击力等参数进行了计算,为正确评价泥石流地质灾害奠定基础。调查研究表明,结义坡沟泥石流活动正处于停歇期,但应注意加强集水区内水土保持工作,尤其是对结义坡沟入口段裸露坡体要引起重视。 相似文献
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Cheng Su Cunjun Feng Xizhi Wang Zhicai Huang Xiaocan Zhang 《Earth Science Informatics》2016,9(2):225-233
Flat surfaces or areas with no local gradient are general types of terrain in raster Digital Elevation Models (DEMs). When a DEM is used for automated hydrological analysis, it is necessary to assign flow directions over flat surfaces. This paper presents an improved algorithm for assigning flow directions over flat surfaces that builds on earlier work and offers efficiency improvements. The improved algorithm use distance transform method to calculate the distance values of cells in flat surfaces towards lower terrain and away from higher terrain, which can replace the recursive process in the earlier algorithm by a linear process, and reduce random data access. Furthermore, the improved algorithm assigns weights with different values and signs to the two distance values to guarantee that all flat surfaces are drained, which avoids the need to label each flat surface using the flood-fill algorithm in the earlier work. Comparisons of speed indicate that the improved algorithm is more efficient in assigning flow directions over flat surfaces. 相似文献
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喀喇昆仑山西北部冰川运动速度地形控制特征 总被引：2，自引：2，他引：0
为了探讨地形和海拔对冰川季节和年平均运动速度的影响程度,利用2013-2018年GoLive数据与ASTER GDEM V2数据对喀喇昆仑山西北部3 389条冰川的地形（坡度、坡向、海拔）和冰川运动速度进行了综合分析。结果表明：冰川表面运动速度在物质平衡线处（3 970~4 770 m）达到最快,是冰川积极维持物质平衡的一种体现。坡度平缓地区在不同海拔下的冰川运动速度有明显的差别,但是不同坡度地区的冰川运动速度随海拔变化的趋势基本一致,均呈现先增大后减小。北坡冰川运动速度较平稳,南坡和西南坡的冰川运动速度（均为0.25 m·d-1）最快并且变化幅度较大,最小值与最大值相差近4倍。冰川运动速度不是呈现单一的季节性变化,同时还会受到地形的控制。低海拔区域冰川运动速度在消融期（3-6月）较快,中海拔区域在消融前（11月至次年2月）较快。 相似文献
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Landslides and debris flows that occur around residential areas are considered, globally, as significant disasters that cause damage to human life and property. With terrain slope defining the flow characteristics of debris flows, flow depth, flow velocity, and impact force vary by time and distance. In particular, when a structure is located in the flow path of debris flows, the flow characteristics of debris flows vary by terrain slope and direction angle. To simulate the flow characteristics of these debris flows, the simulation results obtained by FLO-2D were analyzed with six-stage conditions for the research area. In the analysis, the flow depth, flow velocity, and impact force were estimated on the basis of the outlet of the research area in the presence and absence of structure(s) at certain distances. With this, the variation of the impact force in accordance with the variation of the flow depth of the debris flows was highly similar to the simulation results obtained by FLO-2D, when the correction index (α) of the suggested dynamic impact force equation was 0.3–0.4. There were sections where the estimated value of the impact force was overestimated near the outlet, and it was judged that the fixed values of the terrain factors (width, roughness coefficient, slope, etc.) caused the impact force to be overestimated. However, the correlation analysis showed that the correlation index was above the normal ranges in the suggested dynamic impact force equation for debris flows with the application of the terrain factors. 相似文献
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C. O. Okagbue 《Natural Hazards》1984,2(2):143-151
A slip-debris flow occurred in the Ogbajala Hills of Benue State on 3 September, 1987 after three days of consecutive rainfall. Field measurements of the landslide showed that the slip originated on the upper one-third of the hill at a depth of 1.37 m and extended uniformly to about 50 m downslope before turning into a flow.Stability analysis of the slip using infinite slope analysis yielded a slip surface depth of 1.4 m with a perched water table that rose seven-tenths (0.7) into the thickness of the slipped soil before failure. These analysis results agree closely with field measurements and give an insight into the water table conditions that led to the failure. 相似文献