当前世界环境

介绍

印度的农业系统需要改善管理策略，以提高粮食生产方面的自给自足水平。由于气候变化，人口增长和人为土地和水降解的出现增加了极端水力气象学事件，可能会更加严重地影响近期农业系统。粮食生产的增加只能来自四种来源，如捕获当地雨，农业水平扩张，食品进口或较低的卡路里饮食（Rockstrom和Barron，2007）。在印度，水的主要来源是降水，有效的感知对农业最重要。有效降水直接导致径流。流域包括一块径流通过单个出口点的土地。有许多型号来发展降雨径流关系。在传统模型中，需要唯一需要水流数据。使用表格和图表的复合CNS径流估计的传统方法是耗时和繁琐的。为了克服这些问题，SCS-CN方法耦合，而GIS促进了对复合CN的快速准确估计，并准确地估算了径流（Zhan和Huang，2004; Xu，2006）。

传统的scs曲线数法被广泛应用于直接径流量的估算。美国农业部开发了scs曲线数法。由于其简单性，这成为小流域最流行的方法(Mishra和Singh, 2002)。Ponce和Hawkins(1996)通过对其概念和经验基础的批判性检验，解释了其概念的能力、缺点和用途，并提供了未来的研究领域。Grove等人(1998)讨论了曲线数的变化对暴雨径流深度估计的影响，评估了曲线数的空间变异性对径流估计的影响。Pradhan et al.(2010)使用SCS模型，利用土地利用/土地覆盖、土壤图和降雨值估算径流。Murmu和Bis(2012)利用SCS- CN方法估算了Damodar子流域的径流。Nohegar等(2013)利用RS和GIS技术找到了流域的加权曲线数。Dhawale(2013)开展了一个案例研究，突出了GIS和RS在SCS-曲线数法估算达尔瓦迪流域直接地表径流中的作用。本研究的目的是确定集水区的权重曲线数，并估计位于印度古吉拉特邦朱纳加德的Ozat集水区的两个地点(Ozat-2和Zanzesri)的地表径流。

研究区

ozat集水区位于古吉拉特，位于古吉拉特，位于21°08'01“N纬度和70°18'12”E经度之间，在本研究中选择了（图1）。总集水区是1409.16km²．研究区的气候接受了降雨南风季风，平均为921毫米。在这个地区，降雨量很少，令人不稳定的性质，80％的季风降雨量在7月至8月期间发生。研究区的主要作物是托花粉，棉，芒果等。

图1:Ozat流域位置图 点击这里查看图

方法

实现本研究的目标和目标的方法如图2所示。图2示出了模型开发的流程图。模型开发中涉及的各个步骤如下：

图2:模型开发的流程图 点击这里查看图

SCS曲线数法

曲线数法由美国农业部（USDA）开发的土壤保护服务（SCS），用于估算直接径流量。SCS曲线数法基于降雨，P（mm）和径流之间的以下关系，Q（mm）（USDA-SCS 1985）。

其中S (mm)为最大潜在保留率。初始抽象(I_A.)和最大潜在保留(S)与I相同_A.=0.1S，用于防腐蚀含水量（AMC）II、III和I_A.= 0.3s为AMC I. Bhattacharya（1998）发现我_A.=0.2S已在印度的几个流域产生了良好的结果，土壤类型、降雨量和土地覆盖条件各不相同。

在本研究中首先计算直接径向深度以删除初始抽象。基于I的最大潜在保留和降雨的经验组合_A.=0.2S表示为

最大潜在保留，与前一种土壤湿度和其他变量不同，并且使用曲线数值计算。给出最大潜在保留和曲线数（CN）的关系

曲线数（CN）是无量纲，值从0到100变化。根据土地使用/陆地覆盖，土壤类型和前一种水分含量计算的曲线数。高曲线数值表示该图层是不可渗透的。如果曲线数值100表示​​径流中的所有降雨量。

地表液收获

不同集水结构的有效地表水蓄水量可由:

V=C。A.H（6）

式中，V =结构能容纳的水的体积，A =淹没面积(m²)，H=最大水深（m），C=储存容量的恒定值。

结果与讨论

ozat集水区的专题地图

在GIS环境下，使用ArcGIS软件对研究区域的流域边界、排水模式/网络、土地利用、土壤地图进行了数字化和处理。

土地利用图

Ozat流域的土地利用图分为六大类，即：。农业用地、建筑、森林、牧场、荒地和水体。土地利用类型如图3和表1所示。

图3：Ozat集水区土地利用图 点击这里查看图

表1：土地面积在奥扎特Chatch Ment中使用

土壤图

土壤纹理地图显示盆地区域的主要部分自然充电差。然而，平面的地形融合了，以获得更多渗透机会时间，导致土壤表面下方的径流水进入相当大的进入。土壤图如图4所示。4。

图4：Ozat集水区的土壤图。 点击这里查看图

使用曲线数字法估计径流

曲线数法用于使用ozat集水区的记录的降雨数据和加权曲线数来估计直接表面径流卷。SCS-曲线数法考虑了表征土地使用，土壤覆盖，前一种水分状况和湿度的参数，用于估算该区域的产量。这些参数用于计算ozat集水器的曲线数，如表2所示。曲线数表示在特定时段期间复杂风暴的径流电位。

表2：土地使用和加权曲线数量的ozat集水区

在计算曲线数值之后，使用ARP计算最大电位保持。4.3。通过考虑前五天的前五天降雨，每日径流的最大潜在保留和降雨数据估计。计算出ozat集水区的不同网站的径流，并在表3和图3中提出了2011年的总降雨，计算的径流和百分比径流。

表3：使用曲线数技术的径流估计

图5：降雨量和计算径流两个网站的ozat集水区。 点击这里查看图

为了检查曲线数字方法的性能，使用MS Excel绘制了计算的每日径流和观察的每日径流数据，以发展它们之间的关系。使用不同的模型来寻找数据的最佳相关系数。在图1和2中示出了Zanzesri和Oz等不同网站的观察和计算的每日径流之间的确定系数。图3和图2中示出了0.77和0.51。6和7。

图6：观察到的和测量到的数据之间的散点图Zanzeshri大坝的计算径流 点击这里查看图

图7:观测和之间的散点图计算了Ozat2堰的径流 点击这里查看图

地表液收获

在万斯利塔卢卡，由灌溉部门(Junagadh)、古吉拉特邦土地开发公司(Junagadh)、地区农村发展署(Junagadh)和非政府组织建造了一些集水设施。从Vanthlitaluka的各个部门、机构或非政府组织收集了集水结构的数量、各自的蓄水量等信息，以找出不同集水结构收集的地表水总量见表4。

表4：地表水收集

结论

降雨径流模拟对水资源规划和管理具有重要意义。本研究采用传统的曲线数法以及RS和GIS，对Ozat集水区两个集水构筑物上游的地表径流和流量进行估算。在RS和GIS环境下，利用提取的土地利用、土壤类型、排水等地质形态数据进行曲线数估算。本研究发现，将曲线数方法与环境RS和GIS相结合，可以显著提高模型性能。本研究还发现，GIS是编制专题地图作为SCS曲线数法输入的有效工具。GIS用于找出2011年前期水分条件II的加权曲线数，该曲线数为Ozat流域的73。Ozat集水区Zanzesri大坝的观测和计算径流之间的最大确定系数为0.77。2011年，主要集水结构产生的地表水总量为3750万立方米，不同集水结构产生的径流总量为225.72万立方米。值得注意的是，SCS-CN方法适用于湿润集水区，但它适用于古吉拉特邦半干旱地区。总体而言，本研究发现，曲线数法以及RS和GIS技术环境对于模拟降雨径流和估算总地表径流非常有效和准确。

参考文献

1. Dhawale，A. W.（2013）。使用RS和GIS的Darewadi流域的径流估算。国际近期技术与工程杂志.1（6）：46-50。
2. 格罗夫，M.，港湾，J.和恩格尔，B.(1998)。复合与分布曲线数:对暴雨径流深度估计的影响。中国水利学报。34(5):1015-1023。
   CrossRef
3. 米什拉，S. K.和辛格，V. P.(2002)。基于SCS CN的水文模拟软件包，小流域水文数学模型及其应用。pp-391-464。
4. Murmu，S.和Biswas，S。（2012）。遥感和GIS技术在使用SCS模型径流估计中的应用。印度新德里国际妇女工程师和科学家（inwes）区域会议区域会议诉讼程序。
5. Nohegar，A.，Bodaghi，M.，Kamali，A.，Ghashghaee，N.和Ghaemi，S。（2013）。遥感技术及GIS在估算Sikhuran流域径流中的应用。国际科技进步国际研讨会，伊朗·阿巴斯·阿巴斯。
6. 庞塞，v.m.和霍金斯，r.h.(1996)。径流曲线数:是否已达到成熟期?水文工程学报。1(1):11-19。
   CrossRef
7. Pradhan，R.，Pradhan，M.P.，Ghose，M.K.，Agarwal，V.S.和Agarwal，S。（2010）。利用Singtam，East Sikkim和周边地区利用遥感和GIS估算降雨径流。国际地理与地貌杂志。1（3）：466-476。
8. 罗克斯特罗姆，J。和Barron，J(2007). 雨养系统的水生产力：易缺水热带草原的挑战概述和机会分析。灌溉科学。25:299-311.
   CrossRef
9. USDA-SCS。(1985)。国家工程手册，第四节-水文学。华盛顿特区。
10. 徐，A.L.（2006）。利用GIS技术的新曲线数计算方法。ESRI 26国际水资源用户会议。
11. 詹晓燕、黄明亮(2004)。arccn -径流:用于生成曲线数和径流图的ArcGIS工具。环境建模与软件19:875-879。
    CrossRef