一种水土资源互馈作用机制识别方法及系统与流程

1.本发明涉及流域水循环模拟与仿真技术领域，特别是涉及一种基于流域水循环模拟的水土资源互馈作用机制识别方法及系统。


背景技术：

2.人地争水和人水争地问题制约着自然生态系统和社会经济系统之间的平衡关系失调，水资源管理和土地资源管理对象的尺度不一致，难以了解土地斑块上的产水和耗水过程及其生态效应。流域水文模拟一直以来是水文水资源专业领域的一种研究手段，通过水文模拟可以量化水文过程，定量描述不同土地利用类型条件下各水文循环要素随时间的变化过程及其在空间上的分布规律。为更好的研究水文变化规律及水土资源相互作用规律，需要进一步加强流域水文模型的模拟功能，包括过程细化和模拟方程的改进。
3.目前，国内外水文学者在这方面已经做出了很多研究和贡献，有专注地表水文过程模拟、有专注地下水运动模拟、有专注河道运动模型、有专注城市雨洪模拟等多种模型软件，但从全流域角度，从地表到地下，从坡面到河道，考虑全要素水文过程模拟的水文模型还少有出现。针对上述不足，提供了一种基于流域水循环模拟的水土资源互馈作用机制识别方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种水土资源互馈作用机制识别方法及系统，基于考虑水文多过程多要素的流域精细化模拟模型准确获知水土资源互馈作用机制，扩充流域水文研究技术手段，为流域综合治理和水土资源优化配置提供技术支撑。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种水土资源互馈作用机制识别方法及系统，包括：
7.获取目标区域的水文数据、气象数据、地质数据和遥感数据；
8.根据所述水文数据、所述气象数据、所述地质数据和所述遥感数据进行能量过程模拟、蒸发散热过程模拟、垂直入渗计算、坡面产流计算、坡面汇流计算和河道汇流计算以及地下水运动计算，得到分布式水文模型；所述能量过程模拟包括长波辐射和短波辐射计算；所述蒸散发过程模拟包括植被蒸腾、植被截留蒸发、水域蒸发、裸土蒸发、城市地表蒸发和建筑物蒸发；
9.基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的地表产流量并结合降水量得到流域空间内不同时间段的产流系数；
10.基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的蒸发散热量并结合不同土地利用类型的净初级生产力确定蒸发散热与净初级生产力的比值；
11.根据所述产流系数和所述蒸发散热与净初级生产力的比值确定水土资源相互作用规律。
12.本发明还提供一种水土资源互馈作用机制识别系统，包括：
13.数据获取模块，用于获取目标区域的水文数据、气象数据、地质数据和遥感数据；分布式水文模型模拟模块，用于根据所述水文数据、所述气象数据、所述地质数据和所述遥感数据进行能量过程模拟、蒸发散热过程模拟、垂直入渗计算、坡面产流计算、坡面汇流计算和河道汇流计算以及地下水运动计算，得到分布式水文模型；所述能量过程模拟包括长波辐射和短波辐射计算；所述蒸散发过程模拟包括植被蒸腾、植被截留蒸发、水域蒸发、裸土蒸发、城市地表蒸发和建筑物蒸发；
14.产流系数计算模块，用于基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的地表产流量并结合降水量得到流域空间内不同时间段的产流系数；
15.蒸发散热与净初级生产力的比值计算模块，用于基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的蒸发散热量并结合不同土地利用类型的净初级生产力确定蒸发散热与净初级生产力的比值；
16.水土资源相互作用规律获取模块，用于根据所述产流系数和所述蒸发散热与净初级生产力的比值确定水土资源相互作用规律。
17.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
18.本发明提供一种水土资源互馈作用机制识别方法及系统，包括：获取目标区域的水文数据、气象数据、地质数据和遥感数据；根据获取的数据进行能量过程模拟、蒸发散热过程模拟、垂直入渗计算、坡面产流计算、坡面汇流计算和河道汇流计算以及地下水运动计算，得到分布式水文模型；基于分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的地表产流量并结合降水量得到流域空间内不同时间段的产流系数；基于分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的蒸发散热量并结合不同土地利用类型的净初级生产力确定蒸发散热与净初级生产力的比值；根据产流系数和所述蒸发散热与净初级生产力的比值确定水土资源相互作用规律。基于流域多过程多要素的精细化模拟得到的水文模型能够准确的获知水土资源相互作用规律，为流域综合治理与水土资源优化配置提供技术支持。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例1提供的一种水土资源互馈作用机制识别方法的流程图；
21.图2为本发明实施例1提供的泗河流域水文分析过程；
22.图3为本发明实施例1提供的泗河流域地形地貌数据；
23.图4为本发明实施例1提供的泗河流域气象数据；
24.图5为本发明实施例1提供的泗河流域的突变检验；
25.图6为本发明实施例1提供的流域水文模型垂向和水平结构；
26.图7为本发明实施例1提供的泗河流域的率定和校验；
27.图8为本发明实施例1提供的泗河流域径流系数空间分布；
28.图9为本发明实施例1提供的泗河流域npp/et空间分布；
29.图10为本发明实施例1提供的栅格内水量平衡示意图；
30.图11为本发明实施例1提供的含水层系统剖分示意图；
31.图12为本发明实施例1提供的周边栅格与中心栅格的立体位置关系；
32.图13为本发明实施例1提供的周边栅格与中心栅格的平面位置关系。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明的目的是提供一种水土资源互馈作用机制识别方法及系统，基于考虑水文多过程多要素的流域精细化模拟模型准确获知水土资源互馈作用机制，扩充流域水文研究技术手段，为流域综合治理和水土资源优化配置提供技术支撑。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
36.实施例1
37.如图1所示，本实施例提供一种水土资源互馈作用机制识别方法及系统，包括：
38.首先对本实施例的方案进行概括性总结：以泗河流域为例说明本实施例提供的基于耦合分布式水文模型与地下水模型的流域精细化模拟方法：
39.(1)模型输入数据准备。
40.其具体表现为：
41.首先，流域水文分析，以dem为基础，借助arcgis中的水文分析工具，进行填洼计算、流向计算、汇流累积量计算、流域生成，将此时的流域边界作为后期输入数据准备的边界，如图2所示；
42.其次，地形地貌数据准备，以上一步生成的流域范围为边界文件，切割dem、土壤类型数据、土壤厚度数据、各期土地利用类型数据、河网数据，将上述切割的文件全部转为ascii文件作为输入文件，如图3所示；
43.再次，气象数据准备，选取流域范围内及其周边的气象站和雨量站并顺序编号，借助arcgis中的创建泰森多边形工具(create thiessen polygons)分别绘制气象站和雨量站的泰森多边形。以流域范围为边界将绘制成的泰森多边形按照站点序号转成栅格文件，并将其转为ascii文件。提取所要气象数据和降水数据，按照“年-月-月-第1个站-第2个站
‑…
第n个站”的格式准备成txt文件，如图4所示；
44.最后，其他基础数据与参数准备，气象站纬度、高程、降水随高程的变化率、各月植被覆盖数据、各月叶面积指数数据、各种土地利用地表对短波辐射的反射率、各类土壤饱和含水率、各类土壤田间持水率、各类土壤凋萎系数、各类土地利用类型的洼储留量、各土壤层横向-纵向-垂向渗透系数、坡面曼宁系数、河道曼宁系数。
45.(2)模型模拟计算。
46.能量过程模拟，包括不同下垫面的长波辐射和短波辐射计算；蒸散发过程模拟，包括植被蒸腾(penman-monteith)、植被截留蒸发(penman)、水域蒸发(penman)、裸土蒸发(修正的penman)、城市地表蒸发和建筑物蒸发(penman)；垂直入渗计算(green-ampt)；坡面产
流计算，包括超渗产流(霍顿坡面径流)和蓄满产流(饱和坡面径流)；坡面汇流计算(运动波)和河道汇流计算(运动波)；地下水运动计算(达西公式)，水文循环模拟的各要素过程的垂向和水平结构示意如图5所示。
47.(3)模型率定与验证。
48.首先，突变点检验，利用mann-kendall方法对降雨数据进行突变检验，将突变点之前作为率定期，突变点之后作为验证期，如图6所示；
49.其次，模型率定，调试各类参数，通过相关系数、纳什系数和相对误差三个指标来判定模型的模拟效果，调参直到三个指标达到要求，结束调参；
50.模型校验，在模型率定的基础上，固定参数，再对率定期进行模拟验证，如果三个指标通过，则模型校验通过，模型率定和验证结果如图7所示。
51.(4)水土资源互馈作用机制研究。
52.首先，利用上述编写和调试好的分布式水文模型计算和统计流域各栅格不同时间尺度的地表产流量与降水量，进而得到流域空间内不同时间段的产流系数，如图8所示；
53.其次，利用上述编写和调试好的分布式水文模型计算和统计流域内各栅格不同时间尺度的蒸散发量，利用不同土地利用类型的净初级生产力定额及土地利用空间分布得到流域内净初级生产力的空间分布，最后将空间上的npp与et作比，得到npp/et不同时间尺度的空间分布，如图9所示；
54.最后，将径流系数作为研究土地资源对水资源影响的指标，将npp/et作为研究水资源对土地资源影响的指标，将前述径流系数与npp/et的结果进行分析，从时间和空间两个角度分析水土资源的互馈作用。
55.下面进行本实施例所述方法更为详细的步骤：
56.步骤s1：获取目标区域的水文数据、气象数据、地质数据和遥感数据；
57.其中，步骤s1具体包括：
58.步骤s11：流域水文分析，以dem为基础，借助arcgis中的水文分析工具，进行填洼计算、流向计算、汇流累积量计算、流域生成，将此时的流域边界作为后期输入数据准备的边界；
59.步骤s12：地形地貌数据准备，以步骤s11生成的流域范围为边界文件，再次切割dem，作为流域高程数据，切割土壤类型数据、土壤厚度数据、各期土地利用类型数据、河网数据，将上述切割的文件全部转为ascii文件作为输入文件；
60.步骤s13：选取所述流域范围内及其预设范围内的气象站和雨量站，对气象站和雨量站进行顺序编号；
61.步骤s14：利用创建泰森多边形工具分别绘制所述气象站和所述雨量站的泰森多边形；
62.步骤s15：以所述流域范围为边界，将绘制成的泰森多边形安装气象站编号和雨量站编号分别转换成栅格文件；
63.步骤s16：基于所述栅格文件提取气象数据和降水数据；
64.其中，步骤s13至步骤s16实现气象数据准备，选取流域范围内及其周边的气象站和雨量站并顺序编号，借助arcgis中的创建泰森多边形工具(create thiessen polygons)分别绘制气象站和雨量站的泰森多边形。以流域范围为边界将绘制成的泰森多边形按照站
点序号转成栅格文件，并将其转为ascii文件。提取所要气象数据和降水数据，按照“年-月-月-第1个站-第2个站
‑…
第n个站”的格式准备成txt文件。
65.步骤s17：基于所述栅格文件获取气象站纬度和高程、降水随高程的变化率、各月植被覆盖数据、各月叶面积指数数据、各种土地利用地表对短波辐射的反射率、各类土壤饱和含水率、各类土壤田间持水率、各类土壤凋萎系数、各类土地利用类型的洼储留量、各土壤层横向-纵向-垂向渗透系数、坡面曼宁系数和河道曼宁系数。
66.步骤s17属于其他基础数据与参数准备，气象站纬度、高程、降水随高程的变化率、各月植被覆盖数据、各月叶面积指数数据、各种土地利用地表对短波辐射的反射率、各类土壤饱和含水率、各类土壤田间持水率、各类土壤凋萎系数、各类土地利用类型的洼储留量、各土壤层横向-纵向-垂向渗透系数、坡面曼宁系数、河道曼宁系数。
67.步骤s2：根据所述水文数据、所述气象数据、所述地质数据和所述遥感数据进行能量过程模拟、蒸发过程模拟、垂直入渗计算、坡面产流计算、坡面汇流计算和河道汇流计算以及地下水运动计算，得到分布式水文模型；所述能量过程模拟包括长波辐射和短波辐射计算；所述蒸散发过程模拟包括植被蒸腾、植被截留蒸发、水域蒸发、裸土蒸发、城市地表蒸发和建筑物蒸发；坡面产流计算，包括超渗产流和蓄满产流。其中，蒸发计算是使用的公知的彭曼公式，蒸腾使用的是公知的彭曼蒙蒂斯公式。
68.步骤s2具体包括：
69.步骤s21：按照国家标准《土地利用现状分类》将下垫面类型进行精细化分类；所述精细化分类表示将所述下垫面类型划分预设分类数；
70.其中，步骤s21属于精细化模拟，按照国家标准《土地利用现状分类》将下垫面类型细化为25类，每个栅格对应一种土地利用类型，且有独立的垂向水文循环过程。这里的25类下垫面类型可以改变、增加或者减少，根据模拟需求进行调整。
71.步骤s22：对每一下垫面，计算长波辐射和短波辐射进行能量过程模拟；
72.能量过程模拟，包括不同下垫面的长波辐射和短波辐射计算。
73.步骤s23：根据植被蒸腾情况、植被截留蒸发情况、水域蒸发情况、裸土蒸发情况和城市地标蒸发和建筑物蒸发情况进行蒸发散热过程的模拟；
74.蒸散发过程模拟，包括植被蒸腾、植被截留蒸发、水域蒸发、裸土蒸发、城市地表蒸发和建筑物蒸发。
75.步骤s24：根据入渗与蒸发计算土壤水与地下水变化量；即在计算土壤水与地下水变化量的过程中进行垂直入渗计算、坡面产流计算；
76.具体的，步骤s24具体包括：
77.获取降雨量经截留和填洼进入土壤的净雨量；
78.获取所述土壤的净雨量下渗补给地下水的第一水量；
79.获取蒸发返回大气的第二水量以及植被蒸腾到大气的第三水量；
80.获取最终保留在土壤中的第四水量；
81.根据所述土壤的净雨量、所述第一水量、所述第二水量、所述第三水量以及所述第四水量确定地表与地下水量交换过程，进而实现垂直入渗计算。
82.地表与地下水量交换，降水经过截留和填洼进入土壤，土壤中的水一部分水下渗补给地下水，一部分蒸发返回大气，一部分通过植被蒸腾到大气，还有一部分保留在土壤
中，计算公式如下：
83.pn＝p-w
r-h(s24-1)
[0084][0085]
wg＝w0+w
i-w
s-we(s24-3)
[0086][0087]
式中：p为降雨量(mm)；pn为净雨量(mm)，即产流量；wr为植被截留量(mm)；h为洼地储留量(mm)；f为入渗能力(mm/t)；w0为初始土壤含水量(mm)；wi为土壤入渗量(mm)；ws为土壤饱和含水量(mm)；we为蒸发量(mm)；wg为降雨对地下水的补给量(mm)；q为侧向流入量(m3/t)；a为补给区面积(m2)；
△
t为时间间隔(t)；s为储水率(1/m)；
△
h为水位变化量(m)；v为地下水控制体体积(m3)。
[0088]
入渗量是公式s24-2中的wi，产流量是公式s24-1中的pn。
[0089]
步骤s25：利用运动波模型进行坡面汇流和河道汇流模拟。
[0090]
具体的，步骤s25具体包括：
[0091]
步骤1：以所述dem生成的河网水系为基础，通过汇流累积量和流向确定坡面网格和河道网格的拓扑关系和计算顺序；
[0092]
步骤2：通过连续性方程(式s25-1)构建栅格内水量平衡方程(式s25-2)，把manning公式(式s25-3)和河道断面方程(s25-4)代入水量平衡方程，将运动波方程数值化，得到模拟化的坡面汇流和模拟化的河道汇流。本次将河道概化成矩形河道，坡面汇流概化成宽浅型渠道，栅格内水量平衡示意如图10所示。
[0093]
连续方程
[0094]
水量平衡方程
[0095]
曼宁公式
[0096]
河道断面方程a＝b
×
h(式s25-4)
[0097]
上式中：a1和a2为栅格时段初和时段末过水断面面积(m2)；qin为栅格上游来水流量(m3/s)(包含栅格侧向来水流量qside，如坡面汇流流入河道的水量、本栅格自身产流量)；q1和q2分别为栅格时段初和时段末栅格出流水量(m3/s)；n为栅格表面manning糙率系数；r为栅格河道或坡面宽浅渠道水力半径(m)；s0为栅格坡面或河道纵向坡降；b为栅格宽度(m)；h为栅格内水深(m)。
[0098]
步骤s26：根据达西公式进行地下水运动的模拟。
[0099]
步骤s26具体包括：
[0100]
对地下水模拟区域进行网格剖分；
[0101]
对单个栅格应用质量守恒和达西公式，得到相邻两个栅格间的流量；
[0102]
选定网格中的中心栅格，对每一中心栅格根据相邻两栅格间的流量确定周边栅格
流入对应的中心栅格上的第一流量；所述周边栅格指与所述中心栅格相连接的栅格，所述中心栅格为被其他栅格包围的栅格；
[0103]
计算含水层任一源流到所述中心栅格的第二流量；
[0104]
计算含水层多源流到所述中心栅格的第三流量；
[0105]
根据所述第一流量、所述第二流量和所述第三流量结合所述连续性方程确定各栅格的差分方程；
[0106]
根据各栅格的所述差分方程得到各所述栅格的水位情况。
[0107]
更为具体的描述地下水运动模拟：采用达西公式计算。根据模拟需求，基于前述的栅格划分方式，对地下水模拟区域进行网格剖分，如图11所示。地下水网格大小与地表水模拟网格保持一致。地下含水层厚度按照当地实际情况进行划分。单个栅格计算与其相邻的栅格(上、下、左、右、前、后)有关，如图12所示。其中，i,j,k分别代表行、列、层。
[0108]
对于单元格(i,j,k)应用质量守恒原理和darcy定律有：
[0109][0110]
式中：h
i,j,k
,h
i,j-1,k
分别为结点(i,j,k)，(i,j-1,k)处的水头值。q
i,j-1/2,k
为结点(i,j,k)与结点(i,j-1,k)间的流量；kr
i,j-1/2,k
为水力传导系数；为断面面积；为两点之间的距离。
[0111]
同理可得：
[0112][0113][0114]
其中，kv、kr、kc是一个整体变量，分别代表垂向(vertical)、行(row)、列(column)，在如图11标注的xyx各轴。
[0115]
所以，式s26-2可写成：
[0116][0117]
其中，这里的cr、cc、cv是一个整体变量，分别代表垂向(vertical)、行(row)、列(column)，这三个变量是一个中间变量，无实际的含义，是为了简化方程而使用的。
[0118]
式s26-4表示从相邻的6个面上流到结点(i,j,k)上的流量。从含水层外任一个源流到结点(i,j,k)的流量可用如下式子表示：
[0119]ai,j,k,n
＝p
i,j,k,n
+q
i,j,k,n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(s26-5)
[0120]
式中：为外界对本栅格的补给量(m3/d)；为地表水循环过程对本栅格地下水的影响，如河道渗漏补给，降雨入渗补给量(m2/d)等等；为人工作用对本栅格地下水的影响，如抽水量(m3/d)。
[0121]
一般的，如果有n个源对结点(i,j,k)有影响，那么从这n个源流到结点(i,j,k)的总流量为：
[0122][0123]
令
[0124]
式s26-6可写为：
[0125]
qs
i,j,k
＝p
i,j,khi,j,k
+q
i,j,k
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式s26-7)
[0126]
根据连续性方程可得：
[0127][0128]
式中：为水位随时间的变化(l/t)；为结点(i,j,k)储水率(1/l)；为结点(i,j,k)的体积(l3)。
[0129]
将式s26-4和s26-5代入式26-8，得到结点(i,j,k)处的有限差分方程如下：
[0130][0131]
其中，s为差分后的参数表示，含义也为储水率。
[0132]
取向后差分法，式s26-9可写为：
[0133][0134]
同理得到地下水模拟区域各栅格的差分方程，有多少个栅格则形成对应个数的方程。
[0135]
对式s26-10进行整理，把式中与本时刻地下水位(hm)的相关项统一放到等式左边，把上一时刻地下水位与已知项统一放到等式右边，如式s26-11所示。
[0136][0137]
令
[0138]
形成一个矩阵：[a]
×
{h}＝{q}。
[0139]
式中：a为系数矩阵；h为本时刻各栅格的水位，待求变量矩阵；q为已知项矩阵。
[0140]
将上述方程转换成显格式s26-13，进行迭代求解(用m-1时刻周边栅格的水位计算中心栅格m时刻的水位，迭代次数的上限是10次，迭代误差是0.01m)。计算栅格(i,j)及其周边栅格，如图13所示。
[0141][0142]
步骤s3：基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的地表产流量并结合降水量得到流域空间内不同时间段的产流系数；
[0143]
步骤s4：基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的蒸发散热量并结合不同土地利用类型的净初级生产力确定蒸发散热与净初级生产力的比值(npp/et)。
[0144]
利用上述编写和调试好的分布式水文模型计算和统计流域内各栅格不同时间尺度的蒸散发量，利用不同土地利用类型的净初级生产力定额及土地利用空间分布得到流域内净初级生产力的空间分布，最后将空间上的npp与et作比，得到npp/et不同时间尺度的空间分布。
[0145]
其中，步骤s4具体包括：
[0146]
基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的蒸发散热量；
[0147]
利用不同土地利用类型的净初级生产力定额及土地利用空间分布得到流域内净初级生产力的空间分布；
[0148]
确定所述蒸发散热量和空间上的所述净初级生产力之间的比值，得到所述蒸发散热量和所述净初级生产力的比值在不同时间尺度的空间分布。
[0149]
步骤s5：根据所述产流系数和所述蒸发散热与净初级生产力的比值确定水土资源相互作用规律。
[0150]
步骤s5具体包括：
[0151]
将流域空间内不同时间段的所述产流系数作为研究土地资源对水资源影响的指标，将所述蒸发散热量和所述净初级生产力的比值在不同时间尺度的空间分布作为研究水资源对土地资源影响的指标，从时间和空间两个角度分析水土资源的互馈作用。
[0152]
需要说明的是，在得到分布式水文模型后，还包括模型率定和验证，具体包括：
[0153]
突变点检验，利用mann-kendall方法对降雨数据进行突变检验，将突变点之前作为率定期，突变点之后作为验证期；
[0154]
模型率定，调试各类参数，通过相关系数、纳什系数和相对误差三个指标来判定模型的模拟效果，调参直到三个指标达到要求，结束调参；
[0155]
模型校验，在模型率定的基础上，固定参数，再对率定期进行模拟验证，如果三个指标通过，则模型校验通过。
[0156]
本实施例中，利用python语言编写一个从地表到地下、从坡面到河道的流域精细化模拟的水文模型，并将其应用到水土资源互馈作用的研究中。模型输入数据准备，包括地形地貌数据：高程、坡度、土地利用类型、土壤类型及厚度、河网，气象数据：气象站信息、降水、温度、风速、相对湿度和光照时间，其他基础数据与参数；精细化模拟，细化下垫面类型为25类，每个模拟单元都有自己的一套水文参数，进行单独的垂向水文模拟；模型率定与验证，通过分析降雨数据的突变性，将突变点之前定为率定期，突变点之后定为验证期；模型应用，输出流域内不同时间不同空间位置的降水、径流及蒸散发等；水土资源互馈作用识别。可以实现流域多过程多要素的精细化模拟，每个模拟单元都有自己的一套水文参数，且可以进行单独的垂向水文模拟，进而通过栅格拓扑关系实现横向联系，最终得到坡面、地下及河道中的径流量，为流域综合治理和水土资源优化配置提供技术支撑。
[0157]
实施例2
[0158]
本实施例提供一种水土资源互馈作用机制识别系统，包括：
[0159]
数据获取模块m1，用于获取目标区域的水文数据、气象数据、地质数据和遥感数据；
[0160]
分布式水文模型模拟模块m2，用于根据所述水文数据、所述气象数据、所述地质数据和所述遥感数据进行能量过程模拟、蒸发散热过程模拟、垂直入渗计算、坡面产流计算、坡面汇流计算和河道汇流计算以及地下水运动计算，得到分布式水文模型；所述能量过程模拟包括长波辐射和短波辐射计算；所述蒸散发过程模拟包括植被蒸腾、植被截留蒸发、水域蒸发、裸土蒸发、城市地表蒸发和建筑物蒸发；
[0161]
产流系数计算模块m3，用于基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的地表产流量并结合降水量得到流域空间内不同时间段的产流系数；
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蒸发散热与净初级生产力的比值计算模块m4，用于基于所述分布式水文模型计算和统计流域不同时间尺度的蒸发散热量并结合不同土地利用类型的净初级生产力确定蒸发散热与净初级生产力的比值；
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水土资源相互作用规律获取模块m5，用于根据所述产流系数和所述蒸发散热与净初级生产力的比值确定水土资源相互作用规律。
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本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据
本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。