青岛大沽河流域河网坐标配准及其SWAT的初步应用.pdfVIP

青岛大沽河流域河网坐标配准 及SWAT的初步应用 郑毅 张彬 方红卫 (清华大学水沙科学教育部重点实验室，北京100084) andWaterAssessment 摘要SWAT(Soil T001)是一个具有很强物理机制的流域分布 式水文模型，它可以利用GIS和RS提供的空间信息来模拟复杂大流域不同的水文物理过程。 但是如果DEM、土壤类型、土地利用类型和数字河网等具有不同的投影和坐标系统时，就难以 直接使用。本文的研究工作包括两个方面，一是提供一种坐标配准的方法，实际证明该方法可 行并具有良好的精度；二是利用SWAT模型在坐标配准的基础上初步模拟了大沽河流域添加 水库后的流量和输沙量变化规律。 关键词SWAT，坐标配准，投影转换，输沙率 1流域的土壤概况‘1·2] 7 大洁河流域位于山东省胶东半岛的西部，地处东经120。37～120。25’，北纬36。10’～37。22 之间，包括主流大沽河及支流小沽河、潴河、五沽河、流浩河和南胶莱河等。干流全长179．9 km，在青岛地域内水系面积为4631．3km2。流域内降水特点是枯水年远多于丰水年，连续枯 水年的时段较连续丰水年的时段长得多。多年平均降水量是695．4rmm，平均径流系数是0． 27，年均降水总量74．09亿立方米。 按全国第二次土壤普查土地分类系统，青岛地区土壤主要有棕壤、砂姜黑土、潮土、褐土、 盐土等5个土类。但从各类土壤所占比例来分析，棕壤土约占整个面积的60％，其次为砂姜 黑土和潮土，分别约占20％，但大沽河流域是以棕壤土为主，本次模拟时把整个研究区域的土 壤成分都按棕壤土来处理。 2投影转化和坐标配准 SWAT模型处理原DEM时有一些困难，在最后处理时也易出现很多坐标方面的错误，必须转 ·175· 东伪偏移500km，比例系数为1。 台上在Arc界面下利用命令来完成。具体方法如下： 首先要获取实际点的地理坐标，找出若干个点(至少四个，理想值是6—8个，本文选了6个 特征点)，这些点应该容易被辨识，一般选取河网、公路的交叉点，明显的地面标志物等，并分别 编号，依次读出它们的经纬度值，然后按照不同投影系统之间的关系进行坐标转化，转换可以 选择一些已有或自己编制的程序来完成。表l表示特征点的地理坐标与对应的高斯一克吕格 投影在WGS84基准面的坐标值。 表1选取特征点的地理坐标与对应的高斯一克吕格投影坐标(以WGS84为基准面) 接着在Arc界面中，删除它们原有的Tics点，然后导人实际地理坐标值，这时会产生一个 新的文件，再导入转化后的对应坐标值。然后按照生成的新文件来转化，这样就把整个河流坐 标系统转化成了需要的坐标系统。完成后再参照实际的河流分布情况做适当调整，利用 SWAT模型来划分子流域。 3子流域的划分 由于流域下垫面和气候因素具有时空变异性，为了便于模拟，SWAT模型根据地型和水 文响应单元将流域细分为若干个子流域。每个子流域的输入信息包括：气候、水文响应单元、 湿地、地下水和主河道等。其中水文响应单元是子流域内具有相同或相近的土壤类型、植被覆 盖和管理方式的陆面面积的集总。在结构上，每个子流域至少包括：1个水文响应单元、1个支 流河道和1个主河道(或河段)L7]。 河道阈值面积是生成河网时河道上游最小的面积，河道阈值面积越小，河网越密，子流域 的数目越大，从而对地形变化的考虑越多，进而需要更多的数据支持一般根据研究区域的大小 ·176· r ^／RIve 圃49一T9 豳80-2∞