近年來,過度開發(fā)以及環(huán)境破壞導(dǎo)致的水土流失問題嚴(yán)重威脅著生態(tài)安全和人民財(cái)產(chǎn)安全。掌握土壤侵蝕定量評價(jià)方法是合理、有效地開展水土保持工作的前提條件。然而,流域尺度的土壤侵蝕定量評價(jià)通常較為復(fù)雜,且需要花費(fèi)大量的時(shí)間。因此,基于流域土壤侵蝕的研究成果,綜合利用3S技術(shù),建立一套用于流域土壤侵蝕過程模擬和演算的綜合性系統(tǒng),對實(shí)現(xiàn)快速的流域土壤侵蝕定量化評價(jià)顯得格外重要。本文以符素華等人提出的流域土壤侵蝕模型為依托,分析了一系列相關(guān)的模型計(jì)算原理。并根據(jù)流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的功能需求與非功能需求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以為快速實(shí)現(xiàn)土壤侵蝕過程演算提供技術(shù)支持。據(jù)此本文的研究內(nèi)容與成果可以歸納為:(1)以流域土壤侵蝕模型為基礎(chǔ),分析了包括中國土壤侵蝕預(yù)報(bào)方程、SCSCN徑流曲線數(shù)法、SCS三角形綜合單位法、洪峰流量計(jì)算、馬斯京根方法、水流挾沙力計(jì)算以及泥沙輸移演算方法等在內(nèi)的流域土壤侵蝕模型涉及到的一系列計(jì)算方法,并分析了模型各計(jì)算模塊的計(jì)算目的、計(jì)算思路和計(jì)算流程,為流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)建立了理論依據(jù);(2)綜合分析了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的各項(xiàng)需求,確定了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)方案和功能設(shè)計(jì)方案。分析了系統(tǒng)的三層架構(gòu),并在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)部分著重對系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置與數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型計(jì)算、數(shù)據(jù)可視化以及結(jié)果統(tǒng)計(jì)輸出功能進(jìn)行了介紹;(3)根據(jù)系統(tǒng)需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,使用C#語言并結(jié)合第三方庫,實(shí)現(xiàn)了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)。該系統(tǒng)建立的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)流域土壤侵蝕模型中產(chǎn)沙、產(chǎn)流、匯流、匯沙過程的自動化計(jì)算。另外,考慮到流域土壤侵蝕影響因素的多樣性,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多種不同的計(jì)算方案與方法供用戶選擇。同時(shí),為了確保系統(tǒng)的完整性和實(shí)用性,系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了包括參數(shù)設(shè)置與管理、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)預(yù)處理、計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)在內(nèi)的多項(xiàng)功能;(4)以岔巴溝流域?yàn)樵囼?yàn)區(qū),完成了流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)的測試和應(yīng)用,得到了包括土壤侵蝕模數(shù)、地表徑流深度、洪峰流量、輸沙率過程線以及輸沙量等在內(nèi)的一系列專題數(shù)據(jù),并對模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S157.1
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 土壤侵蝕模型建立與發(fā)展
        1.2.2 土壤侵蝕模型與3S技術(shù)結(jié)合
        1.2.3 存在的問題
    1.3 本文主要研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 論文組織結(jié)構(gòu)
    1.4 本章小結(jié)
第二章 流域土壤侵蝕模型
    2.1 流域土壤侵蝕模型概述
    2.2 流域產(chǎn)沙計(jì)算
        2.2.1 產(chǎn)沙計(jì)算的目的與流程
        2.2.2 中國土壤侵蝕預(yù)報(bào)方程CSLE簡介
        2.2.3 CSLE相關(guān)因子參數(shù)化方法
        2.2.4 坡面侵蝕量與侵蝕模數(shù)計(jì)算
    2.3 流域產(chǎn)流計(jì)算
        2.3.1 產(chǎn)流計(jì)算的目的與流程
        2.3.2 SCS-CN模型簡介
        2.3.3 SCS-CN模型計(jì)算徑流深
        2.3.4 道路和溝道對地表徑流深影響
        2.3.5 地表徑流量
        2.3.6 出口徑流總量
    2.4 流域匯流計(jì)算
        2.4.1 匯流計(jì)算的思路與流程
        2.4.2 出口洪峰流量
        2.4.3 流域最大徑流歷時(shí)
        2.4.4 水流出口流量過程線
    2.5 流域匯沙計(jì)算
        2.5.1 匯沙計(jì)算的目的與流程
        2.5.2 總輸沙率
        2.5.3 水流挾沙力
        2.5.4 出口輸沙率
        2.5.5 輸沙量和沖淤量
    2.6 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)需求分析與設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)需求分析
        3.1.1 系統(tǒng)功能需求
            3.1.1.1 模型計(jì)算參數(shù)設(shè)置需求
            3.1.1.2 數(shù)據(jù)管理需求
            3.1.1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理需求
            3.1.1.4 模型算法實(shí)現(xiàn)需求
            3.1.1.5 結(jié)果輸出與結(jié)果統(tǒng)計(jì)需求
            3.1.1.6 數(shù)據(jù)可視化需求
        3.1.2 系統(tǒng)非功能需求
    3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)
        3.2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
            3.2.2.1 參數(shù)設(shè)置功能模塊
            3.2.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理功能模塊
            3.2.2.3 模型計(jì)算功能模塊
            3.2.2.4 結(jié)果輸出與結(jié)果統(tǒng)計(jì)模塊
            3.2.2.5 數(shù)據(jù)管理模塊
            3.2.2.6 數(shù)據(jù)可視化功能模塊
        3.2.3 系統(tǒng)環(huán)境設(shè)計(jì)
            3.2.3.1 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境
            3.2.3.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
    3.3 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)主界面
    4.2 系統(tǒng)注冊模塊
    4.3 參數(shù)設(shè)置模塊
    4.4 數(shù)據(jù)可視化模塊
    4.5 參數(shù)預(yù)處理模塊
    4.6 流域土壤侵蝕模型算法模塊
    4.7 結(jié)果統(tǒng)計(jì)模塊
    4.8 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試與應(yīng)用
    5.1 系統(tǒng)測試
    5.2 流域土壤侵蝕模型系統(tǒng)應(yīng)用
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)流程
        5.2.2 試驗(yàn)區(qū)概況
        5.2.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
            5.2.3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
            5.2.3.2 實(shí)驗(yàn)方案
            5.2.3.3 參數(shù)設(shè)置方案
        5.2.4 模型運(yùn)行結(jié)果與分析
            5.2.4.1 模型數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果
            5.2.4.2 模型計(jì)算結(jié)果
            5.2.4.3 結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 研究中的不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果

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3 秦嶺;黃土高原小流域土壤侵蝕模型的適用性研究[D];河南大學(xué);2013年

4 蔡U║

本文編號：2828547