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第 22 卷 　第 6 期 地 　　理 　　研 　　究 Vol . 22 , No . 6 2003 年 11 月 GEOGRAPHICAL 　RESEARCH Nov. , 2003 基于地形特征的流域水文相似性 孔凡哲1 ,2 , 芮孝芳1 ( 1 河海大学水资源环境学院 , 南京 210098 ; 2 徐州师范大学城市与环境学系 , 徐州 221009) 摘要 : 流域地形控制着地表径流的路径和累积水量的空间分布 。地形指数 ln ( a/ tanβ) 反映了 径流在流域中任一点的累积趋势以及重力使径流顺坡移动的趋势 , 流域地形可以用地形指数 的空间分布来表示 。地形指数可用作水文相似性指数 , 即具有相同地形指数的点对降雨具有 相同的水文响应 。TOPMODEL 利用地形指数频率分布计算流域径流过程 , 可以认为 : 具有相 同地形指数频率分布的流域具有水文相似性 。分析认为长江流域上游的沿渡河流域与香溪河 流域具有水文相似性 , 利用香溪河流域率定的模型参数计算的沿渡河流域径流过程 , 与实测 过程拟合较好 。 关 　键 　词 : 地形 ; 地形指数 ; 流域 ; 水文相似性 ( ) 中图分类号 : P342 ; P9311 　　文章编号 : 2003 1 　引言 降雨径流是流域对降雨的响应过程 , 除降雨特性外 , 流域地形 、地貌及土壤等对径流 形成和变化有很大的影响 。流域水文相似性的最初条件是基于自然气候条件 , 未明显考虑 流域地形 、地貌 、土壤及流域尺度等因素的影响 。随着地貌水文学的发展 , 流域水文相似 性的定义有了新的发展 。目前国内外许多水文学家认为 , 两个流域若具备以下条件之一 , 则为水文相似流域 : 具有相同的无量纲洪水频率分布曲线或在相同的动力条件下 , 对单位 降雨具有相同的径流响应函数[ 1] 。这两种观点均是从流域响应的角度来定义流域水文相似 性的 , 因为第一种条件中的无量纲洪水频率分布曲线 , 正是以地貌单位线为基础加以拓宽 而得到的 , 而第二种条件则直接认为地貌单位线相似即为流域水文相似 。这是将水文现象 作为一个系统研究的必然结果 , 即系统响应函数已被视为最具有代表性的流域特征 , 而不 是简单地比较流域的形状 、面积和坡度等等 。由于地貌单位线定量反映了流域下垫面水系 条件 , 作为流域水文相似性的依据较其它单位线具有更多的优越性[ 1] 。 目前推求地貌单位线的方法中隐含着一个基本假定 : 对于单位降雨 , 流域各点同时产 流 , 不考虑产流面积的时空分布 。因此 , 利用单位线作为流域水文相似性的依据存在明显 的不足 。借助地形指数 , TOPMODEL [2 ] 可以考虑流域产流面积随时空的变化 。本文以 TOP MODEL 为理论依据 , 根据地形指数空间分布研究流域的水文相似性 。 2 　地形指数与流域水文相似性 流域地形不但决定着地表和近地表径流的路径[3 ] , 而且对累积水量的空间分布起着控 　　收稿 日期 : ; 修订日期 : ( ) 　　基金项 目: 国家自然科学基金资助重大项 目 　　作者简