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分布式流域水文模型的一个主要任务是模拟和预报降雨产生的地表水流在整个流域的空间分布状况以及随时间的演变过程[1- 2]。在实现这个目标的过程中, 地理信息系统(GIS) 作为不可缺少的技术支撑, 起着非常重要的作用, 比如利用GIS 来提取、存储、管理、分析和显示与流域水文循环过程密切相关的流域地理空间信息[3- 6]。特别值得一提的是, 基于数字高程模型(DEM) ,GIS 可以比较准确地提取出流域的水文网络和有效地描述其拓扑关系结构[7- 9]。水文网络模型是GIS 对流域实际的河网水系的一种规范化描述, 河网水系的空间结构由水文网络拓扑关系表来确定[9]。就水文学而言, 水文网络反映了在流域尺度上水流流向的分布, 对分布式流域水文模型的成功与否起着至关重要的作用。
目前比较成熟的水文网络模型是美国环境系统研究所( ESRI) 开发的一种用于地理信息系统环境下的水文地理空间数据和时间序列数据模型, 被称为Arc Hydro 数据模型[10- 11]。Arc Hydro 建立在面向对象技术上, 是一种管理各种水文地理空间与时间信息的规范格式, 有助于系统地和有效地实现复杂水文系统的模拟与分析。本文在Arc Hydro 数据模型的基础上,研究如何结合分布式流域水文模型来建立水文网络模型和表达流域水文网络的拓扑关系, 以准确地模拟流域上水流的空间与时间分布。 |
