山坡地形曲率分布特征及其水文效应分析——真实流域的野外实验及相关分析研究

研究了山坡地形曲率的空间分布特征,发现流域略呈现出微凹、发散的形状特征,平均的剖面和水平曲率分别为-4.62×10-4和3.49×10-4。通过划分源头型和边坡型山坡,发现源头山坡多是收敛的,边坡型山坡则多为发散的;在山坡内部收敛、发散、凹和凸等地形地貌类型是同时存在的,即山坡一般由相互组合的各种坡型所组成。基于野外采样观测的成果,分析了和睦桥子流域90个采样点的土壤含水量及其对应曲率的相互关系。结果显示:一般来说,凹形山坡、收敛形山坡对应的土壤含水量更高,而凸形和发散形山坡对应的土壤含水量较低;不论是收敛的凹坡,还是发散的凸坡,其采样点土壤含水量都有随高程下降而升高的趋势,即愈靠近沟谷土壤含水量愈大。     

山丘区小流域地形空间分析及数字信息提取

山丘区小流域地形特征及数字水系的自动提取为山洪防治提供了必要的数据准备.本文采用地形特征自动提取软件包DigitalHydro,对山区小流域地形及水系基本信息进行了提取试验.研究中,地形数据引用栅格型DEM数据SRTM,水平分辨率接近90m,研究对象为浙江省姜湾水文实验流域.该流域拥有3个流量站,提取的集水面积分别为20.64km2,10.21km2,1.31km2,误差分别为-1.2%,0.1%和-3.0%.分析显示,流域地形总体起伏较大,平均坡度为33%,现有DEM分辨率能满足流域水系等基础信息的提取.但在河谷地带存在洼地,造成提取的水系与实际情况存在一定差异,提取水系时,局部需要引入空间分辨率更为细致的地形信息.     

应用Péclet数解析山坡结构特征的水文效应

应用基于蓄量动力学方程推导出的水文相似因子——山坡Péclet数(简称Pe),研究了Pe在不同地貌条件山坡间的变化特征、影响因素及其表达的水文响应特性。结果显示,在和睦桥流域,山坡Pe值一般为200~2 000。分析发现,Pe与坡长厚度比(L/D)呈显著的线性相关关系(R2=0.94),关系线斜率为0.95,表明Pe在数值上决定于L/D,即山坡水文特征受山坡尺寸的影响较大。为了说明山坡形状的影响,选取了山坡水平、剖面曲率,分析了其与Pe值的相互关系。研究发现,发散型凸坡Pe值一般较大,有利于土壤水流的消退,对流运动是其主要的运动形式,而收敛型凹坡Pe值一般较小,不利于土壤水流的消退,水分运动中的扩散作用更强。这与理论分析结果一致,表明Pe数在分析山坡结构特征的水文效应方面有一定意义。