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基于DEM的水文模型及流域汇流非线性问题研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着国土资源的日益紧缺和环境问题的日益严重，水文研究一直是科学研究中的重点之一。流域汇流是水文研究的核心问题之一，对水资源的合理利用和管理具有重要意义。
传统的流域汇流模型主要采用分水分块的方法，将地形分割成不同的单元，通过简单的线性方程来描述各单元间的水文过程，并假设单元内的降水流向垂直于地表。但这种方法存在一定的局限性，不能较准确地描述复杂地形地貌的汇流过程。因此，基于DEM（数字高程模型）的水文模型逐渐成为流域汇流研究的重要手段。
数字高程模型是用数字化的坐标和高度数据来表达地表地形的一种模型。通过DEM，可以非常直观地了解地形变化，从而更好地模拟流域汇流过程。因此，基于DEM的水文模型可以更准确地描述水文过程，对于流域汇流的研究具有重要意义。
二、研究内容和目标
本文的研究内容主要包括两个方面：基于DEM的水文模型研究和流域汇流非线性问题研究。
1.基于DEM的水文模型研究
本文将基于DEM建立一种适用于不同地形地貌的水文模型。具体可以包括以下几个方面：
（1）建立地表水、地下水、土壤水和蒸散发等基本水文过程的数学模型，并通过DEM来描述流域内河流网络的形态。
（2）在建立的数学模型中，考虑土地利用、水文物理特性等因素对水文过程的影响。
（3）采用地表径流量、降雨量、蒸散发量等指标来评价模型的准确度。
2.流域汇流非线性问题研究
传统的流域汇流模型假设降水流向垂直于地表，而实际上降水流向受地形地貌的影响，在其路径上会遇到不同的地物和土壤类型。因此，流域汇流过程具有一定的非线性性。本文将研究以下问题：
（1）采用改进的数字地形分析方法，分析流域地形地貌的复杂性。
（2）在分析复杂地形地貌的基础上，对流域汇流过程进行非线性建模。
（3）采用不同的流域汇流模型进行对比分析，评价不同模型对非线性汇流过程的适用性。
三、研究方法和进度安排
1.研究方法
（1）利用现有的DEM数据，采用GIS软件进行地形地貌分析。
（2）建立基于DEM的水文模型，包括地表水、地下水、土壤水和蒸散发的数学模型。
（3）通过不同的测试数据来验证建立的水文模型的准确度。
（4）分析复杂地形地貌的非线性特点，针对这一特点建立非线性汇流模型。
2.进度安排
（1）前期工作：阅读相关文献，学习DEM分析、GIS软件应用方法，准备DEM数据。
（2）第一年：完成对DEM数据的分析，建立基于DEM的水文模型，并对模型进行测试和修正。
（3）第二年：分析复杂地形地貌的非线性特点，建立适用于不同地形地貌的非线性汇流模型。
（4）第三年：进行模型对比分析，并对研究结果进行统计和分析，撰写毕业论文。
四、参考文献
1.Xu,C.Y.ModellinghydrologicalprocessesinaGISframework:areview.ProgressinPhysicalGeography,16(3),1992,pp.253-270.
2.孔祥忠.基于数字高程模型的流域水文模拟方法研究.物理地球学报,21(1),1993,pp.22-29.
3.陈立春,王海宁.流域数值模拟模型的研究进展.水科学进展,22(1),2011,pp.128-138.
4.杨杰,杨斌,江海涛.基于DEM的数字流域水文模拟研究.水利学报,41(5),2010,pp.560-565.