1、工程水文學結課考核作業土木111111232034郝克承土木2011-0112班水文學期末考核作業一、（50分） 根據工程等級，設定某大橋設計洪水標準為洪水重現期50年。該大橋所在河段附近有19502009年60年實測水文資料，各年最大洪峰流量如表1（見下頁）。調查到1940年曾發生一次特大洪水，測量該次洪水沿河遺留的2個洪痕點高程分別為115.5m和115.2m，兩點間距2000m。河段河床穩定，河寬500m，河床高程99.5m，河床面粗糙度近似按山區河道，過流斷面可概化為矩形。經考證，1940年洪水為1770年至2009年間最大洪水。此外，1962年實測大洪水的洪峰流量為7l00m3s，1

2、998年洪峰流量達6000m3s，也認定為特大洪水。并考證到，17711950年間再沒有發生過大于6000m3s的洪水。其余均屬于普通洪水。 表1 某橋址處實測洪峰流量年份1950195119521953195419551956195719581959洪峰流量（m3/s）1800530590146024404901060179014802770年份1960196119621963196419651966196719681969洪峰流量（m3/s）142041071002200340013003080946430857年份1970197119721973197419751976197719781

3、979洪峰流量（m3/s）421450028008461460110074036001470690年份1980198119821983198419851986198719881989洪峰流量（m3/s）20054008001321248010501060169013801050年份1990199119921993199419951996199719981999洪峰流量（m3/s）1410520580136023404801050169060002680年份2000200120022003200420052006200720082009洪峰流量（m3/s）25003801450740100095

4、0188062086012301）推求該河段洪峰流量頻率分布及橋址處五十年一遇洪峰流量；（35分）Q=AC（RJ） n取0.066，R=（115.5+115.2）/2-99.5=15.85Q=A/nR(1/6) （RJ）=500*15.85/0.066*15.85(1/6) （15.85）/2000）=11365m3/s (1).計算經驗頻率，首先確定特大洪水項數a和發生年份。根據題意，在整個資料區n年內a=3,排序為1940年第一，（M ） ， 年第 （M ）。 N 2009 1940 70 （年）。實測資料期n 9 60 （年）其中有 2 項特大洪水 （ 年，1998年），即l 2 。特大

5、洪水經驗頻率按式 （-） 計算 ：94 年洪水的經驗頻率為 =1/71=1.408%2/71=2.817%4.225%實測洪水經驗頻率按式 （-） 計算 ，如 62 年 Qm 7100 ms ，為實測期60 年中的第三大洪水 ，即 m ，其經驗頻率為（） 洪水頻率曲線統計參數估計和確定首先采用矩法公式 （-） 及式 （-） 初估統計參數均值珚Qm （樣本系列年洪峰流量均值） 和變差系數 Cv ，再選一個 Cs 作為估值 ，用目估適線法調整參數 ，最后選定一條與經驗數數據點擬合良好的頻率曲線 ，頻率曲線線型為皮爾遜 型。均值的矩法計算公式為：式中 ，特大洪水求和項A= 及普通洪水求和項B= 可用

6、 Excel 軟件列表計算 ，非常方便 。得A=24465，B=83036=1/70【24465+（67/58）*83036】=1719.799m3/s式中 ，特大洪水和普通洪水的離差平方求和項同樣可用 Excel 軟件列表計算,=140296585.7；=51580627.3；CV=1/1719.799【1/(70-1)（140296585.7+67/58）*51580627.3】1/2=0.9897.選頻率分布線型為皮爾遜 型 ，并選 Cs .Cv ，由上述得到的均值和變差系數 ，可用查表法計算一組理論頻率與相應頻率的洪峰流量值 ，列表計算更加明了 。 即假設一個頻率 P ，查 值表 （附

7、錄 A） 或模比系數 K P 表 （附錄 B） 中相應的統計參數和 P對應的值 ，得到一個 P 或 K P ，由式 （-） 或式 （-） 即可得出一個洪峰流量值與假設的 P值對應 。 重復假設 P ，再進行計算 ，得到一組 （ Pm ， Qm ）。 將按這一組參數計算的 （Pm ， Qm ） 數據點繪成頻率曲線 ，目估與經驗數據點的配合情況 。 實際計算中使用了水文頻率計算適線軟件，軟件基本操作步驟如下：（1）準備數據文件首先要準備好繪圖所需的數據，包括：序號、系列值和頻率。其中，序號從1開始連續編號；系列值按大到小順序排列；頻率為系列對應的經驗頻率值，若系列包含特大值，則特大值的頻率應按統一

8、樣本法或獨立樣本法計算。數據可保存為TXT（純文本）和XLS（Excel）兩種文件類型。（2）獲取數據點擊主界面右下角的獲取數據，出現打開文件對話框：從“文件類型”下拉列表框中可用選擇數據源為文本文件或Excel文件。選擇需要的數據文件，例如“Sample1.txt”，點擊“打開”按鈕返回。軟件將讀取數據并繪制經驗頻率曲線，如圖中的藍色點據所示軟件能自動判斷數據是否為連續系列，并在標題欄提示。如果選擇了格式不正確的文件，會出現錯誤提示（3）參數估計點擊參數估計，軟件將采用“線性矩法”對樣本數據進行參數估計，并將得到的參數顯示在“統計參數”分組框內，這些數可作為進一步調整參數時的初值。（4）繪制

9、曲線（5）目估適線用戶如果覺得理論頻率曲線與經驗點據匹配不好，可以手工調整參數，方法有2種：一是直接修改編輯框中的值，修改后需點擊按鈕或直接回車，軟件將以修改后的參數重新繪制曲線；另一種是點擊編輯框右側的微調，調整的幅度：均值Ex為每次1，Cv、Cs為0.01。微調時圖形會自動重繪。目估適線需要用戶有較豐富的經驗。當系列連續時，均值Ex一般無需調整，此時微調按鈕也不可用；當系列不連續時，Ex、Cv和Cs均應作適當調整，尤其是Ex應按含特大值的公式計算。在調整的過程中，用戶可用“擬合度”作為輔助指標，其值在01之間，越大表明擬合程度越好。當擬合度增加時，數值為藍色，若變為紅色，則表明擬合度減小。

10、反復調整Cs、Cv，直到無論改變Cs或Cv均會使得擬合度減小（變紅）為止，最終得到的參數即可作為采用參數。由于Cs與Cv之比有一定的地區規律可循，因此通常的做法是將Cs/Cv設為某一固定倍比，然后只需調整Cv值即可。方法如下：選中“固定”復選框，將倍比系數設置為某一合適的值，比如3.0，此時Cs為不可更改狀態，它由倍比系數自動計算。按前述方法調整Cv值，觀察曲線的匹配情況；如果始終無法滿意配合，則可更改倍比數，反復進行直至滿意。（6）查詢設計值得到最匹配的參數后，適線過程就結束了。于是用戶可以根據最終確定的參數，來查詢對應某個頻率的設計值是多少。在“設計頻率”編輯框輸入欲查詢的頻率（0100）

11、，比如1.0（即1.0），回車，得到對應的設計值為3736.34（m3/s）。亦可反查：選擇立即查詢復選框，在設計值編輯框輸入5000（m3/s），或回車，得到對應的頻率為0.13。（7）輸出成果配線的成果應該保存下來，成果輸出有2種方式： 保存圖形單擊工具欄上的保存圖形，可將圖形保存為圖形文件。軟件支持兩種文件格式，一種為BMP格式，另一種為WMF格式。前者是位圖，后者為矢量圖。 導出結果單擊工具欄上的導出結果，可將計算成果導出為文本文件，文件內容如下所示：洪峰流量頻率曲線計算成果樣本均值 Ex=1246變差系數 Cv=0.6偏態系數 Cs=1.5倍比系數 Cs/Cv=2.5序號 流量(m3

12、/s) 頻率(%)1 2750.00 4.552 2390.00 9.093 1860.00 13.64 21 408.00 95.45標準頻率對應的設計值頻率(%) 設計值0.001 7919.140.01 6548.560.0333 5825.400.05 5579.63 99.999 250.34（8）重新計算完成一項適線任務后如需重新開始，可單擊工具欄上的清空，則圖形及數據全部被清除，用戶可重新開始一個新任務。該軟件由開發設計。界面及本題目相應計算數據圖表如下：2）討論歷史洪水調查與考證對頻率計算的作用及影響（輔以假設算例說明）；（20分）3）根據統計學原理討論上述推求設計洪水的誤差。

13、（5分）根據上述估計的統計參數值 ，即0.99， 2.75，1719.799，擬合度=0.915883，倍比系數=2.78由皮爾遜型頻率曲線的離均系數 值表 （附錄 A） 或模比系數 K P 表 （附錄 B） ，求出千年一遇 （P . ） 及百年一遇 （P ） 洪水相應的 P 或 KP ，由式 （-） 或式 （-） 即可得出所求設計洪峰流量.50年一遇洪峰流量應為P .2=1719.799*（1+4.84*0.99）=9960.3878884m3/s2）討論歷史洪水調查與考證對頻率計算的作用及影響（輔以假設算例說明）；（20分）特大洪水在資料系列（N年）中可能不止一項，可記為a項，在調查、考證

14、及實測期中均有可能發生。a項特大洪水可在N年內排出大小順序，從而確定他們的重現期。調查、考證是否深入，對特大洪水重現期的確定和排序影響極大，調查、考證年代越久遠越好。下面舉例說明。長江重慶宜昌河段洪水實測資料期為19402003年，其中1981年洪峰流量Qm=72000 m3/s，排序第一，經調查，同治九年（1870年）長江發生特大洪水，沿江有石刻91處，推算得知該此洪水宜昌的洪峰流量Qm=105000 m3/s，與實測資料比較是最大的，并且沒有其他比1981年的更大的。綜合實測資料和調查資料進行洪水排序，則1870年第一，1981年變為第二。如將此洪水作為自1870年以來最大的，則其重現期為

15、N=200318701=134（年）但繼續調查又發現，宜昌上游忠縣東云鄉的宋代石刻記述“紹興二十三年（1153年）六月二十七日水此”。據洪痕實測，此處洪峰水位為155.6m，進而分析得到宜昌站相應的洪峰水位為58.06m，推算相應流量為92800 m3/s，小于1870年洪水。并確認這期間沒有其他比1870年更大的洪水。這表明自1153年以來，1870年洪水仍為最大，故1870年洪水的重現期為N=200311531=851（年）由此例看來，對同一次洪水，調查資料不同，不但可改變洪水排序，還使得重現期竟有如此大的差別。其中又一次的調查考證相當于將洪水樣本系列的重現期由N=134年延長到了N=85

16、1年，這對洪水頻率計算結果的影響極大。3）根據統計學原理討論上述推求設計洪水的誤差。（5分）頻率計算是用有限樣本估算總體的參數，必然存在誤差。 統計參數的誤差與所選的頻率曲線線型有關。當總體分布為P-型，對于n年連序序列，用矩法估計參數時，樣本的均方誤的計算公式為：均值的相對誤差為：設計洪水xp的均方誤近似公式為：二、（40分） 某交通線路穿過一小流域，需要設計涵或小橋排水，因此需要首先推算設計排水流量。線路設計洪水標準為洪水重現期50年，從地形圖量得該流域面積A=100km2，河源至橋址斷面距離為16.65km，河道平均比降J=7.5。由該地區水文手冊查得暴雨資料：，24小時暴雨均值=60m

17、m，=0.46，=3.5，=0.7，=0.55，匯流參數m=0.7。1）采用推理公式法計算50年一遇和20年一遇洪峰流量；（30分）（） 計算50年一遇設計暴雨量由已知 、Cv 及 Cs ，采用 P- 頻率線型 ，查附錄 B 得 KP =K2 2.25 ，則同頻率的 h 設計暴雨為2.25*60=135mm（） 計算 sp= 135/2.5964=51.995.（） 計算凈雨歷時 tc將值代入式 （-） 得 ：0.3*(51.995/3.0)(1/0.7)= 5.19951.42857=10.539 h（） 確定匯流參數 m題目已經給出，m=0.7;（） 試算法推求 Qm,Qm ， ms ，代

18、入式 （-） 計算匯流時間 ，取 /，/，得=6.2233297728847833290594432972017=0.278*16.65/(0.7*0.0075(1/3)*1500(1/4)=h因 tc 10.539 5.428, ，用式 （-） 計算洪峰流量 ，其中 ：=51.995*5.4280.7-3.0*5.428=16.284, 將 R 代入式 （-） ，得0.278*16.284*100 /5.428=83.4=1500-83.4=1416.6. ，差別較大 ，可再設Qm，2%=1400,1300當設Qm，2%=240m3/s時，Qm，2%=238m3/s與假設值僅差0.8%，計算

19、值與假設值基本一致，此Qm，2%=240m3/s為50年一遇洪峰流量。計算20年一遇設計暴雨量由已知 、Cv 及 Cs ，采用 P- 頻率線型 ，查附錄 B 得 KP =K5 1.83 ，則同頻率的 h 設計暴雨為1.83*60=109.8mm（） 計算 sp= 109.8/2.5964=42.289323678940070867354798952396.（） 計算凈雨歷時 tc將值代入式 （-） 得 ：0.3*(42.289/3.0)(1/0.7)= h（） 確定匯流參數 m題目已經給出，m=0.7;（） 試算法推求 Qm,Qm，5% 110 ms ，代入式 （-） 計算匯流時間 ，取 /，

20、/，得A= B=0.278*16.65/(0.7*0.0075(1/3)*110(1/4)= /AB= h因 tc , ，用式 （-37） 計算洪峰流量 ，得0.278*0.7*42.289*7.8453(0.3)*100/10.4313=146.35739887882460725880307744268| Qm，5%- Qm，5%|=36.35739887882460725880307744268（m3/s）,差別較大 ，可再設Qm，2%=120,130當設Qm，2%=156m3/s時，Qm，2%=157m3/s與假設值僅差0.64%，計算值與假設值基本一致，此Qm，2%=156m3/s為2

21、0年一遇洪峰流量。2）簡述推理公式法（由暴雨推算洪水）的基本原理（5分）；推理公式，英、美稱為“合理化方法”（Rational method），前蘇聯稱為“穩定形勢公式”。推理公式法是根據降雨資料推求洪峰流量的最早方法之一，至今已有130多年。推理公式是在假定流域上降雨與損失均勻，即凈雨強度不隨時間和空間變化等條件下，根據流域線性匯流原理推導出來的流域出口斷面處設計洪峰流量的計算公式，又稱合理化公式。假定流域產流強度在時間、空間上都均勻，經過線性匯流（如等流時線法）推導，可得出所形成洪峰流量的計算公式為。從上圖可知，當產流歷時tc（流域匯流時間）時，會形成穩定洪峰段，其洪峰流量 由上式給出。

22、僅與流域面積和產流強度有關。這些結論與人們的直覺似乎有抵觸，因為實際上洪水過程線中，幾乎沒有出現過這種穩定的洪峰段，而且洪峰流量與流域其他地理特征（如坡降、河長等）有關，常引起人們對上式的合理性產生懷疑。造成上述矛盾的根本原因是實際產流強度不太可能達到以上假定。當tc時，稱為全面匯流情況，此時，可以直接使用公式推求洪峰流量，當tc時，稱為部分匯流情況，即其洪峰流量只是由部分流域面積的凈雨形成，此時，不能正常使用推理公式，否則所求洪峰流量將偏大。實際上產流強度隨時間、空間是變化的，從嚴格意義講，是不能使用推理公式作匯流計算的。但對小流域設計洪水計算，推理公式法計算簡單，且有一定精度，故它是目前水

23、利水電部門最常用的一種小流域匯流計算方法。對于部分匯流情況：3）小流域的邊界如何確定？（5分）在缺乏水文資料的小流域上推求設計洪水人們進行了大量實踐提出許多寶貴的經驗和公式。目前人們普遍使用的匯流參數推理公式給出了公式的基本形式但是未詳細闡述公式適用的條件匯流參數m值是推理公式分析計算中的關鍵性參數須利用已有的水文資料對公式中的參數進行反求參數的正確與否直接關系到設計值的可靠性。所以，利用公式反求參數就必須根據公式產生的特定條件對使用的水文資料進行分析對資料邊界條件加以界定。下面對有關的幾個產匯流參數分析計算的邊界條件加以介紹資料的收集與處理選擇降水及洪水過程為單峰的資料：選擇降水量大，持續時

24、間長，洪峰流量及徑流量級比較大的資料：不宜選短歷時、超強度降水形成的典型尖瘦型純超滲產流雨洪資料：選擇久旱不雨后降水量大(降水量在lOOmm以上)持續時間長不管形成洪水大小的水文資料：對于非單峰洪水過程要進行單峰化處理退水過程必須找準地面徑流終點以便更好地分割地表和地下徑流。參數的確定21流域最大損失量(Im值)的確定流域最大損失量Im是反映流域最大損失的綜合指標由于多數地區都沒有土壤飽和含水量實測資料一般是通過水文資料進行分析確定此時就要選取久旱無雨、雨前土壤含水量P。幾乎等于零的、持續時間長、降水量大(最好降水量在lOOmm以上)的水文資料進行分析確定降水量減去徑流量及蒸發損失量余下部分即

25、為土壤最大損失量。22穩定入滲率c及降水損失率v的確定穩定入滲率是指土壤含水量達到飽和后單位時間內的土壤穩定下滲量所以穩定入滲率c只存在于蓄滿產流之中對于短歷時超強降水土壤含水量尚未飽和降水即停止此時只存在超滲產流不存在穩定入滲所以要選擇降水量大、持續時間長、能在流域上形成蓄滿產流的雨洪水文資料計算穩定入滲率fc。要使計算的穩定入滲率c值正確可靠，除滿足上述條件外，應根據不同的雨型及雨前土濕情況確定正確的產流時間tc尤為重要。對于降水量大、持續時間長、雨前土壤含水量較大、洪峰起漲時土壤含水量已達流域最大損失量Im，確定產流歷時tc應采用初損后損法。認為洪水起漲點降水完成初損土壤含水量已達飽和，

26、出現蓄滿產流。將洪水起漲點以后的降水打破降水時序從大到小排隊再從大到小計算累計降水量然后做累計降水量Ptt曲線在Pt上截取OA=R過A點作曲線Ptt的切線AB，切點C的橫坐標tc為產流歷時，縱坐標Pt為產流歷時內對應的降水量切線AB的斜率即為降水后損階段的穩定入滲率c值。如圖1。如果此時采用前推法計算穩定人滲率c值偏小。對于降水量大、持續時間長但洪峰起漲前土壤含水量未達流域最大損失量Im值，此時再采用初損后損法計算穩定人滲率時，計算值偏大，fc值甚至可以達到1020mmh因土壤入滲率是土壤含水量的函數隨土壤含水量的增加而減小，當土壤含水量達到飽和時單位時間下滲量即為穩定人滲率而洪峰起漲時土壤含

27、水量未達到飽和時土壤下滲率也就不是穩定入滲率所以此時應采用前推法確定產流歷時tc即從降水時段末非零星降水(每小時降水不小于lmm)起往前計算累計降水量等于總徑流量將此段降水過程打破降水時序從大到小排隊再從大到小計算累計降水量然后做累計降水量Pt-t曲線如圖1方法確定產流歷時tc及穩定人滲率c的大小。對于短歷時超強度降水由于降水歷時短不存在蓄滿產流。只存在超滲產流此時計算產流歷時tc應將所有時段降水打破降水時序從大到小排隊再從大到小計算累計降水量然后做累計降水量Ptt曲線如圖1方法確定產流歷時tc；及入滲損失率的大小。23匯流參數m值的確定推理公式m= 產生在土壤含水量較大、蓄滿產流時的設計值所

28、以在分析計算匯流參數m值時,所選水文資料必須是降水量及洪水量級較大的水文資料。由于在華北地區不易出現純蓄滿產流洪水但選擇的洪水至少也是超蓄產流模式計算的匯流參數m值才可靠。對于純超滲產流洪水不論洪峰流量Qm大與小，只要形成的徑流量較小(徑流深在5mm以下)計算出來的m值一般都在3以上，且極不穩定。所以，對于純超滲產流形成尖瘦型超滲洪水不宜計算匯流參數m值即使計算出來m值也是毫無意義的。計算匯流參數m值關鍵要確定準確合理的匯流歷時T依據不同的匯流方式確定匯流歷時T不同的計算方法。對于部分匯流時，依據進行計算。但是對于全面匯流來說，利用適算法或圖解法求解匯流歷時T，關鍵是如何求得凈雨過程對手凈雨過

29、程的推求一般采用初損后損法利用后損階段的降水過程扣除下滲損失過程即得凈雨過程。對于后損開始時如果土壤含水量達到流域最大損失量Im值時，凈雨過程由后損階段的降水過程扣除穩定下滲率而得如果后損開始時如果土壤含水量未達到流域最大損失量Im值時，意味著此時土壤含水量未達飽和，產流初期存在著超滲產流所以此時應該利用后損階段的降水求出后損階段的降水損失率v,凈雨由后損階段的降水過程扣除后損階段平均降水損失率v而得利用再通過適算法或圖解法即可求得匯流歷時T。匯流歷時T求出來以后就可利用推理公式計算匯流參數m值。小流域劃分流域是指地表水及地下水的分水線所包圍的集水區或匯水區，因地下水分水線不易確定，習慣指地面

30、徑流分水線所包圍的集水區。小流域一般面積不超過50km2。小流域的基本組成單位是微流域，是為精確劃分自然流域邊界并形成流域拓撲關系而劃定的最小自然集水單元。為了便于管理，跨越縣級行政區的小流域又會按照縣級行政區界限分割成小流域亞單元。圖1 流域、小流域、微流域示意圖1小流域劃分的基本規定 小流域劃分應遵循以下基本規定： 小流域劃分應以自然地形地貌為基礎，盡量保證小流域形態特征的完整。 小流域面積原則上控制在3050km2之間，特殊情況不宜小于3km2 或大于100km2。 小流域由一個或多個微流域歸并而成。微流域最小面積一般以0.11km 2 為宜；在實際操作中，可根據地形復雜狀況選擇合適的閾

31、值，如圖2所示。圖2 最小自然集水單元-微流域示意圖跨越縣級行政邊界的小流域應根據行政邊界將小流域劃分為多個亞單 元，如圖3 所示。圖3 小流域被縣界分割成小流域亞單元示意圖確定小流域邊界時，可適當考慮水庫、水閘、水文站等水利工程設施和 村莊、居民點的位置。如根據水庫規模和流域控制面積，將水庫閘口設 定為小流域進、出水口；根據河流上的水文觀測站點，選擇區間流域的 進、出水口；對于流域出口附近的村莊或居民點，可按屬地關系適當調 整小流域界線，盡量保證歸屬關系一致。 小流域邊界應與各級流域邊界無縫銜接，不應橫跨上級流域。 小流域劃分應充分考慮地表匯水關系，保證上下游匯水關系的正確性。 在劃分小流域

32、時，應建立流域拓撲關系和地表水系拓撲關系。 小流域劃分結果應覆蓋整個劃分區域，小流域面積之和應等于該區域總 面積。 2技術流程小流域劃分包括基礎數據準備，空間數據庫構建，溝道、微流域提取，小流 域劃分，拓撲關系建立，編碼與屬性賦值，成果存儲等環節。3軟件工具以GIS軟件為支持平臺，應用軟件的basintools工具，自動提取微流域分水嶺及其對應的溝道，并建立拓撲關系。4基礎數據準備數據源 數字高程模型：符合GB/T 17278、CH/T1015.2標準的近期數字高程模型（數字高程模型,簡稱DEM）。如1:10000遙感影像：分辨率不低于10m的近期遙感影像。同比例行政區劃圖：縣級以上（含縣級）

33、行政區劃矢量圖。同比例水系分布圖：河流、水庫、湖泊等分布矢量圖。同比例其他數據：水利工程、道路、居民點等分布矢量圖。同比例數據處理數據處理內容包括數據檢查、投影變換、空間配準、數據拼接等。 矢量數據檢查：檢查河流水系、水利工程、界線數據及輔助數據的數據精度、名稱 代碼及其完整性，確保數據無誤，避免出現接邊存在漏洞、接邊存在縫隙、存在冗余、異常等問題。DEM數據檢查：檢查DEM 數據劃分范圍內數據是否有遺漏、數據損壞、高程信息、坐標投影信息丟失及數據有誤等問題，如出現問題，應及時修正及更換數據。遙感數據投影變換：以DEM數據的投影信息和坐標系為基準，對每景遙感影像進行投影變換和坐標系統轉換，使二

34、者保持一致。空間數據配準：遙感影像與DEM數據配準，用DEM數據校正遙感影像，確保遙感數據與DEM數據有良好的配準效果。創建作業平臺：在創建空間數據庫及小流域劃分協同作業平臺時要符合以下要求： = 1 * GB3 在PC上建立DEM、遙感和輔助空間信息數據庫，將配準的航片、DEM 數據分別進行物理無縫拼接入庫，如圖4所示。 = 2 * GB3 建立具有拓撲關系的流域空間數據庫結構，為小流域劃分成果自動入庫 做準備。 = 3 * GB3 在劃分小流域的計算機上安裝客戶端軟件并連通網絡（不限客戶端數量），小流域劃分協同作業平臺構建完成。數據入庫顯示效果如圖5所示。圖4 遙感、DEM數據拼接示意圖圖

35、5 數據入庫無縫物理拼接效果圖5微流域-溝道（水系）提取確定作業單元在作業區域內，勾畫出一次性自動提取的作業單元范圍。為保證處理質量和 運算速度，作業單元面積不宜超過200km2 ，如圖6所示。圖6 作業單元選定顯示效果圖設定微流域面積閾值設定微流域的最小面積（如0.1km2） ，計算機即可將作業單元內集水區域大于0.1km2的微流域分水線及其對應的溝道弧段、水流出口位置結點全部提出， 如圖7所示。圖7 提取微流域與溝道示意圖溝道和微流域分水線檢查及平滑處理參照遙感影像及河流水系、湖泊水庫、水工設施、重要交通線路等圖層信息，對自動提取的微流域分水線和溝道弧段進行平滑處理，對水流出口位置結點 進

36、行修正、確認，保證微流域分水線正確、溝道連續完整、匯水口位置準確。如圖8所示。建立溝道和微流域拓撲關系提取微流域和溝道的同時，計算機自動建立微流域之間、溝道之間、微流域與溝道之間的拓撲關系，保證地表水網匯流正確。如圖9、10、11 所示。圖8 對不連續溝道進行修正圖9 溝道分級示意圖圖10 溝道拓撲關系示意圖圖11 微流域拓撲關系示意圖6小流域劃分小流域控制面積按照自然匯水關系，將微流域逐級歸并為小流域。小流域面積控制在1050km2之間，如圖12所示。 圖12 按照匯水關系將微流域歸并為小流域示意圖小流域邊界確定由于地形地貌的復雜性，在歸并微流域的過程中，可根據自然匯流關系和地形特征，組成不

37、同形態類型的小流域，如完整型、區間型和坡面型小流域。完整型小流域這是最常見的小流域形態，即小流域面積大小符合要求，主溝道明顯，分水 線閉合，有一個出水口，如圖13所示。 區間型小流域在小流域劃分時，由于小流域跨越上級流域，分水線不能自然閉合，有一個 進水口和一個出水口，溝道為區間河段。這種類型主要產生于溝谷狹長、兩側坡 面陡峭或一側坡面較陡，一側坡面較緩的地帶，如圖14所示。 圖13 完整型小流域示意圖圖14 區間型小流域示意圖坡面型小流域此類小流域由多條溝道較短，面積小于3km2的羽狀微流域組成，主溝道不 明顯，出水口有多個，水流直接匯入上一級河流，如圖15所示。 圖15 坡面型小流域示意圖

38、特殊情況處理小流域劃分過程中遇到特殊情況應遵循以下基本規定： 水庫、水閘等水利工程設施附近小流域界線的確定。水庫范圍可單獨作為一個區域。水庫范圍為直接匯入水庫的坡面、面積未達到小流域面積要求的區域以及上游流域出口。 當遇到大型水利工程設施，即使小流域面積已超過50km2，仍可將其包含在小流域中內，以便于治理或經營管理。當遇到低級別河道上的小型水庫、塘壩，若小流域面積不超過 50km2 ， 可以將水庫、塘壩包含在小流域內。較高級別的河流穿過水庫，因面積過大造成不能同時將河流和水庫包含 在同一個小流域內時，可截斷河流，將水庫及周圍向水坡單獨劃分為一個小流域。 村莊、居民區附近小流域邊界的確定。當小

39、流域邊界處跨過村莊或者居 民點，可適當調整小流域邊界，使之盡量不從一個村莊或居民點中間穿過，以保證村莊或居民區的完整性。跨越市級行政界的小流域，若水流流向市境外，可以將其單獨劃分為一 個小流域。以河為界的小流域，若河流一側面積較小，可以將其與對岸小流域歸并， 形成區間型小流域。小流域亞單元的劃分。跨越區縣界或鄉鎮（行政界線）的小流域，可用 行政界線將小流域劃分為兩個或兩個以上的亞單元。建立小流域拓撲關系基于地表水網的分級匯流關系（圖16），建立小流域之間的拓撲關系,如圖17。圖16溝道分級示意圖7小流域命名、編碼及屬性添加 按照小流域命名及編碼規范，將小流域名稱、編碼填入屬性表中。 根據小 流域面狀信息和溝道線狀信息，計算小流域和溝道特征指標，填入相應的屬性表。 并建立小流域及溝道元數據表，詳細描述小流域邊界及溝道提取的相關信息。 8小流域劃分成果入庫及輸出小流域邊界劃分成果包