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随着信息、遥感等技术的发展，分布式水文模型以其充分考虑水文要数和各种参数空间变化的特点正成为水文模型的发展趋势。但西南岩溶地区由溶隙、溶洞及管道等多重介质所构成的地下河系统，具有埋藏浅、岩溶发育极不均匀、补给排泄迅速、系统储存调节能力弱，水位流量季节变化剧烈等基本特点，同时其与大气降水、地表水、土壤水之间的水文循环过程复杂，在西南岩溶地区建立流域水文模型存在不少的困难。目前国内外对分布式水文模型的研究大多是针对非岩溶流域，对岩溶流域分布式水文模型的研究相对较少，本文在前人研究的基础上对典型岩溶流域半分布式水文模型进行了初步研究。
本文依托国家自然基金资助项目“我国西南岩溶地区生态恢复重建的水文响应典型研究”(NO.40571024)，在分析国内外分布式水文模型研究现状与存在问题以及岩溶水形成机制的基础上，以水文学、地貌学、水力学等学科的理论为基础，通过野外实地调查、资料收集并结合现代空间技术、地理信息系统和遥感技术，初步研制开发了适合我国后寨河流域的基于落水洞的岩溶半分布式水文模型，探索适合西南岩溶地区的流域水文模型。
首先，本文以贵州后寨河流域为例，在数字化1:1万地形图等高线基础上，建立了研究区1:1万DEM，并在此基础上，利用Arc/Info中的Desktop和Workstation为工作平台，对流域进行数字地形分析。研究了基于DEM的流域地形参数和流域特征的提取，包括坡度坡向的提取、水系的提取、子流域的划分、落水洞的提取等。总结了利用DEM提取流域信息的方法，采用网格单流向法，生成后寨河流域的数字水系，并根据水文站的地理位置和水系的汇合口，按自然子流域的划分方法，将后寨河流域划分为4个子流域。同时也完成了落水洞提取算法的研究。并将这些算法应用于实际，并把结果与数字化的水系和实地勘测的落水洞进行比较，取得了良好的应用结果。利用DEM和GIS技术来提取流域信息可以充分利用现有信息，减少人工工作量，提高效率，保证信息的可靠性和准确性。
其次，本文利用LANDSAT TM影像，在EEDAS IMAGINE软件的支持下，利用其中classification模块，结合后寨河流域土地利用/土地覆盖制图，采用监督分类的方法对流域1993年12月的TM影像进行土地利用分类，为模型的建立构建基础。
然后，研究岩溶地区水文模型的产汇流计算，建立基于落水洞的岩溶半分布式水文模型。模型由两部分组成：流域产流计算和流域汇流计算。流域产流计算重点考虑流域单元栅格的下垫面状况，分单元栅格引入土地利用类型进行产流计算，分为水田，水域，旱地林地，裸岩四种类型的产流计算模式。在汇流演算中，首先分析落水洞的汇流路径，然后落水洞注入采用单水箱模型、单元区间汇流采用二层水箱模型进行演算，地下管道和河道汇流采用瞬时单位线。
为了验证模型的可行性，本文选用了研究流域1988，1989两年的降雨，使用本文所建立的半分布式水文模型对各单元流域进行降雨-径流模拟和检验。将模拟结果与实测径流过程进行比较，经过分析表明，使用本文所建立的半分布式水文模型能够取得较好的效果。