利用遥感和GIS技术对印度卡纳塔克邦Mysuru区H.D. Kote Taluk塔拉卡流域的形态测量和子流域分析
1印度卡纳塔克邦迈索尔大学马纳萨甘戈特里地球科学系。
DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.16.3.25
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巴萨瓦拉朱B, Nagaraju D.塔拉卡流域的形态测量和亚流域分析,H.D. Kote Taluk, Karnataka, Mysuru区,印度,遥感和GIS技术。Curr World Environ 2021;16(3)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.16.3.25
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巴萨瓦拉朱B, Nagaraju D.塔拉卡流域的形态测量和亚流域分析,H.D. Kote Taluk, Karnataka, Mysuru区,印度,遥感和GIS技术。Curr World Environ 2021;16(3)。可以从:https://bit.ly/31Y52qX
文章发布历史
收到: | 23-07-2021 |
---|---|
接受: | 20-12-2021 |
审核: | L.K普拉萨德 |
第二次检讨: | 哈姆迪·s·阿尔达拉布 |
最终批准: | 库马尔博士 |
简介
遥感在各个领域都有广泛的应用,特别是在面积较大的地表方面。地表特征是非常有用的形态测量的特定区域感兴趣的排水。利用Arc GIS软件对径流、地貌和地理特征之间的关系进行遥感分析,对流域形态测量具有重要意义。流域的定量分析使我们对许多水文方面有了认识。岩性、坡度、土壤学对流域的形成起着重要作用。本文将详细说明卡纳塔克邦迈索尔区的塔拉卡流域水文方面的研究,该流域占地429公里2.弧线地理信息系统(Arc GIS)地图是了解流域形态计量学研究的特定区域的较好工具,它表达为流域流域排水格局的定量分析描述。流域水系形态的确立对流域水文系统行为的影响。流域地貌的定量描述与分析。评估地下水管理地下水潜力区和自然物理变化随着时间的推移对排水系统的影响。基于河流顺序的流域分类首先由霍顿进行,后来由斯特拉勒(1952年)解释。
材料与方法
利用1:5万比例尺地图的GSI地形图划定研究区域。软件采用ArcGIS 9-2。流域的主要概念是河流的顺序和长度,分流比和地上流的长度(chow,1964;padmini),这是strahler河流分类系统。
从流域图中求出流域面积(A)、流域长度(Lu)、周长(p)、流域长度(L)、流序(Nu)等基本参数。不同的参数,如溪流长度比(Rl)、分叉比(Rb)、溪流频率(Fs)、排水密度(Dd)、渗透次数(If)、因子形式(Rf)、延伸比(Re)。圆度比Rc。
研究区域
塔拉卡流域是卡纳塔克邦迈索尔地区H D KoteTaluk的Cauvery河流域的一部分。它位于12o00 '到12点o北纬15度,北纬76度o5英尺到76英尺o东经25分。塔拉卡流域,迈索尔区,卡纳塔克邦南部,它由10个流域组成。研究区域为429平方公里2.根据印度的调查,57D/4、57D/8、58A/1和58A/05是地表图编号。研究区与一条全天候机动道路相连(图1和图2)。图1所示,Cauvery河向北,H D Kote河向南。平均降雨量约560毫米。
图1:使用Arc GIS的位置地图。 点击此处查看图 |
该地区的岩性
塔拉卡流域是卡纳塔克邦南部的一个元古代西部地块。角闪岩变质麻粒岩相的片岩,分为太古代角闪片岩和花岗片麻岩。该地区为典型的硬岩地形(图2、图3)。
图2:该区岩性图。 点击此处查看图 |
形态测量学的分析
形态测量法是一种测量和计算分析方法,以获得土地的表面、形状和尺寸的量化值。塔拉卡流域由10个小流域组成,从树突状形态演变为亚树突状。
排水
一个地区的水在地表或地下条件下流出的过程。自然的和人工的方法,通过地表和地下系统,然后通过被称为排水的通道来影响水的排放。地质构造和土壤的自然条件是系统垂直和水平流动运动模式的控制因素。采用地形图编制研究区水系格局,5.8 m空间分辨率和解释键为色调、图案、纹理和关联。
结果与讨论
流顺序
最简单、最简单、应用最广泛的编号是1个一阶的第一支流秩,其后的二阶是在两个一阶流的交界处定义的(Strahler, 1964)。同样是3理查德·道金斯和图4th秩序将在塔拉卡流域形成。对研究区10个小流域的水流顺序进行了研究。目前共有669个流。在10个小流域中,5个为第五流,3个为4个th流的阶数,1是三阶和二阶流。同一区域内10个子流域均存在一级流(表1)
图3(a):区域的流顺序。 点击此处查看图 |
流长度
利用arcgis数据分析技术计算了河流的线性长度。在所有一阶流域中,随着河流长度的增加,一阶流域的线性长度减少(Horton, 1945)。自然重力和不稳定的斜坡在一个地方表现出这种特征。流域1段长度最大,约为89.59 km,流域6段长度最小,为5.861km(表2)
平均流长
u中流序平均河道段的平均长度- lu是揭示流域网络及其贡献流域表面特征分量大小的一种维数性质(Strahler-1964)。为了计算u的通道阶数的总长度,总长度除以该阶数的段数Nu(表3)。
分叉率
分岔比(Rb)是指流序与连续下一阶流序的比值。1圣订单流没有支流。1圣和2nd订购3接收的流理查德·道金斯将溪流视为支流(Schumn, 1956)。分岔比在1.06 ~ 18.99的范围内,说明水系形态受地质特征和构造的影响。数值越高,地质构造越强,地形越好(表4)。
水系密度
流域内以发展为特征的排水程度,通常采用纯定性术语,如排水良好和排水不良(Horton, 1945)。控制因素有河流长度、耐风化性和岩层、除植被外的渗透性和气候。高密度排水主要表现在不透水弱区和地下丘陵区。低密度区域排水密度为0.87 ~ 1.29(表4)
图3(b):研究区的排水密度。 点击此处查看图 |
流的频率
它被解释为(Horton, 1932)每单位面积的所有总订单的流段总数。取值范围为1.31 ~ 1.76。整个10个流域均为裂缝控制河道(表3)。
排水结构
根据Smith的定义,1950解释为非常粗糙,粗糙和精细的纹理。3号、5号、6号、8号、9号和10号分水岭非常粗糙。分水岭2、4、7为粗纹理。根据计算,细纹理缺失(表4)。
延伸率
这意味着分析盆地的形状(Schumn, 1956)。数值一般在0.71 ~ 1.2之间。这意味着地质和气候条件起着主要作用。0.71-1.2范围通常为陡坡和高起伏值(表4)。
形成的因素
形状因子Rf为流域面积的无因次比,可以表示流域轮廓形状是A的定量表达u为盆长L的平方0,。流长度的平方之比的面积。(霍顿,1945)。数值范围为4.50 ~ 20.61,盆地基本为窄长盆地(表4)。
循环率
根据Miller(1953)的定义,“圆度的比值表示为周长等于周长的盆地面积的圆的盆地面积之比”,如表1所示。它表示水流的频率和长度。在形状上,圆度比值在0.21 -0.73之间变化。
地表水流的长度
水流在表面上的平均长度,在它成为一条流之前,它可能是水平的,排水分点最终排水到同一点(Horton, 1945)。这只不过是该地区排水密度的倒数。地表水流值变化范围为0.38 ~ 0.63。岩性和地理条件是控制因素。
图3(c):分流域地图。 点击此处查看图 |
图4:研究区的小流域图。 点击此处查看图 |
表1:形态计量学参数及形态计量学方法。
Sl.no |
形态测量参数 |
形态计量学方法学 |
参考 |
1 |
流序(u) |
等级顺序 |
特拉,(1964) |
2 |
河道长度(陆) |
流长度 |
霍顿,(1945) |
3. |
平均流长(Lsm) |
Lu / Nu = Lsm;Lu=流序的平均长度,Nu=流的段数 |
特拉, |
4 |
流长比(Rl) |
Lu/Lu-1= Rl =;Lu =流阶总长度(u),下一阶总长度=Lu-1 |
霍顿, |
5 |
分岔比(Rb) |
Nu / Nu+1= Rb, Nu=流中按顺序出现的段数;高阶段数= Nu+1。 |
Schumn, |
6 |
平均分岔比(Rbm) |
各阶平均分岔比= Rbm。 |
特拉,(1964) |
7 |
盆长(Lb) |
水盆口与水面上点的交点之间的直线距离,该直线的方向经主流源的投影而分。 |
霍顿,(1932) |
8 |
周长(P) |
水分水平投影 |
Zavoianu, (1978) |
9 |
流域面积(Ba) |
被河流系统排水的完整区域 |
地理信息系统 |
10 |
排水密度(Dd) |
Lu /Ba= D;Lu=整个区域订单流的总长度(km); |
霍顿,(1945) |
11 |
排水结构(Dt) |
Nu/P= Dt;流订单总数= Nu;P=周长,单位为千米。 |
史密斯, |
12 |
排水强度(Di) |
Fs/Dd= Di;Fs =流频率;排水密度(DD) |
Faniran, |
13 |
水流频率(Fs) |
Nu /Ba= Fs;Nu=所有订单的整个区域的总流数 |
霍顿,(1932) |
14 |
地面长度流(Lg) |
1/ D×2= Lg;D =排水密度(km/km2) |
霍顿,(1945) |
15 |
外形系数(Rf) |
Ba / Lb2 =Rf;Ba =盆地面积,单位千米2;磅2=盆地的平方长度,单位为千米 |
霍顿,(1945) |
16 |
圆度比(Rc) |
4×π×Ba / P2 =钢筋混凝土;Ba =流域面积(km2);P=流域周长(Perimeter), km,ℼ= 3.14 |
米勒(1953) |
17 |
伸长率(Re) |
√(Ba/π) / Lb= Re;Ba=盆地面积,单位千米2; |
Schumn (1956) |
18 |
形状指数(Si) |
磅2/Ba= Si;Lb2 =盆地的平方长度,单位为千米; |
Faniran (1968) |
19 |
保持恒定的通道(C) |
C = 1/Dd,,式中:Dd =排水密度 |
|
20. |
紧凑系数 (Cc) |
0.2841 x (P/Ba 0.5)= Cc,P =周长单位为km, Ba =盆地面积单位为km2 |
Luchisheva, (1950) |
21 |
浸润次数(如果) |
Fs×Dd=如果;Fs =流频率;Dd =排水密度 |
Faniran (1968) |
22 |
最大盆高(H马克斯)米 |
DEM或GIS分析 |
- |
23 |
盆口高度(H最小值)米 |
DEM或GIS分析 |
- |
24 |
盆地整体地形(R) |
R = h马克斯- - - - - - H最小值 |
特拉(1952) |
25 |
浮雕比(Rr) |
/b= r;H = Total basin relief in Kilometer ; =Length of the Basin. |
Schumm (1954) |
26 |
相对起伏比(Rhp) |
R×100/P= Rhp;R =盆地的最大起伏 |
梅尔顿(1957) |
27 |
流域斜坡(西南) |
R/Lb= Sw;R=盆地最大起伏,盆地长度() |
- |
28 |
坡度分析(Sa) |
DEM或GIS分析 |
- |
表2:分流域流的顺序、数量和长度。
流顺序 |
溪流长度(公里) |
|||||||||||||
Sl,没有 |
子流域 |
流顺序 |
我 |
2 |
3 |
4 |
V |
Σν |
我 |
2 |
3 |
4 |
V |
Σ陆 |
1 |
西南1 |
4 |
62 |
28 |
26 |
6 |
0 |
122 |
45.85 |
23.02 |
16.34 |
4.38 |
0.00 |
89.59 |
2 |
西南2 |
4 |
50 |
19 |
22 |
7 |
0 |
98 |
36.00 |
15.33 |
14.45 |
3.12 |
0.00 |
68.90 |
3. |
西南3 |
V |
37 |
17 |
13 |
0 |
7 |
74 |
29.22 |
15.53 |
8.23 |
0.00 |
5.79 |
58.77 |
4 |
西南4 |
4 |
34 |
10 |
5 |
19 |
0 |
68 |
33.86 |
7.50 |
4.05 |
9.67 |
0.00 |
55.07 |
5 |
西南5 |
V |
27 |
10 |
2 |
11 |
9 |
59 |
28.92 |
6.12 |
1.41 |
6.98 |
5.69 |
49.12 |
6 |
西南6 |
2 |
8 |
2 |
0 |
0 |
0 |
10 |
4.26 |
1.60 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
5.86 |
7 |
西南7 |
4 |
44 |
22 |
7 |
16 |
0 |
89 |
36.01 |
16.16 |
4.45 |
9.23 |
0.00 |
65.85 |
8 |
西南8 |
V |
36 |
15 |
12 |
4 |
0 |
67 |
24.78 |
11.34 |
6.69 |
1.74 |
0.00 |
44.55 |
9 |
西南9 |
4 |
19 |
8 |
5 |
1 |
0 |
33 |
12.39 |
5.09 |
2.25 |
0.12 |
0.00 |
19.84 |
10 |
SW -10 |
3 |
26 |
9 |
14 |
0 |
0 |
49 |
20.95 |
6.09 |
9.57 |
0.00 |
0.00 |
36.61 |
表3:分流域流长平均值及比值。
Sl.没有 |
子流域 |
溪流平均长度(公里)) |
流长比 |
|||||||
我 |
2 |
3 |
4 |
V |
2 /我 |
三世/二世 |
IV /三世 |
V /四世 |
||
1 |
西南1 |
0.73 |
0.82 |
0.62 |
0.73 |
0 |
0.50 |
0.71 |
0.27 |
0.00 |
2 |
西南2 |
0.72 |
0.8 |
0.65 |
0.44 |
0 |
0.43 |
0.94 |
0.22 |
0.00 |
3. |
西南3 |
0.78 |
0.91 |
0.63 |
0 |
0.82 |
0.53 |
0.53 |
0.00 |
0.00 |
4 |
西南4 |
0.99 |
0.75 |
0.81 |
0.5 |
0 |
0.22 |
0.54 |
2.39 |
0.00 |
5 |
西南5 |
1.07 |
0.61 |
0.7 |
0.63 |
0.63 |
0.21 |
0.23 |
4.95 |
0.81 |
6 |
西南6 |
0.53 |
0.8 |
0 |
0 |
0 |
0.37 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
7 |
西南7 |
0.81 |
0.73 |
0.63 |
0.57 |
0 |
0.45 |
0.28 |
2.07 |
0.00 |
8 |
西南8 |
0.68 |
0.75 |
0.55 |
0.43 |
0 |
0.46 |
0.59 |
0.26 |
0.00 |
9 |
西南9 |
0.65 |
0.63 |
0.45 |
0.12 |
0 |
0.41 |
0.44 |
0.05 |
0.00 |
10 |
SW -10 |
0.8 |
0.67 |
0.68 |
0 |
0 |
0.29 |
1.57 |
0.00 |
0.00 |
表4分流域分岔比、排水密度、排水质地、排水强度和频次
Sl.没有 |
Sub-watershed |
分岔比(Rb) |
平均分叉比(Rbm) |
流频率(Fs) |
排水密度(Dd) |
排水强度(Di) |
排水纹理(Dt) |
|||
I / II |
II / III |
III / IV |
四/五 |
|||||||
1 |
西南1 |
1.99 |
1.41 |
3.73 |
0.00 |
1.78 |
1.70 |
1.25 |
1.36 |
3.46 |
2 |
西南2 |
2.35 |
1.06 |
4.63 |
0.00 |
2.01 |
1.76 |
1.24 |
1.39 |
2.93 |
3. |
西南3 |
1.88 |
1.89 |
0.00 |
0.00 |
0.94 |
1.44 |
1.14 |
1.26 |
1.82 |
4 |
西南4 |
4.52 |
1.85 |
0.42 |
0.00 |
1.7 |
1.52 |
1.23 |
1.23 |
2.09 |
5 |
西南5 |
4.73 |
4.34 |
0.20 |
1.23 |
2.62 |
1.55 |
1.29 |
1.20 |
1.71 |
6 |
西南6 |
2.67 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.67 |
1.41 |
0.82 |
1.71 |
0.58 |
7 |
西南7 |
2.23 |
3.63 |
0.48 |
0.00 |
1.58 |
1.53 |
1.13 |
1.35 |
2.64 |
8 |
西南8 |
2.18 |
1.70 |
3.85 |
0.00 |
1.93 |
1.70 |
1.13 |
1.50 |
1.92 |
9 |
西南9 |
2.43 |
2.26 |
18.99 |
0.00 |
5.92 |
1.31 |
0.79 |
1.65 |
0.86 |
10 |
SW -10 |
3.44 |
0.64 |
0.00 |
0.00 |
1.02 |
1.51 |
1.13 |
1.33 |
1.93 |
表5:密实度系数,河道维持常数,陆流长度,形状指数。
Sl.没有。 |
子流域 |
紧凑系数(Cc) |
通道常数的维持(C) |
土地流动长度(Lg) |
形状指数(Si) |
1 |
西南1 |
0.07 |
0.8 |
0.4 |
0.17 |
2 |
Sw - 2 |
0.08 |
0.80 |
0.4 |
0.15 |
3. |
Sw - 3 |
0.11 |
0.87 |
0.43 |
0.24 |
4 |
Sw - 4 |
0.10 |
0.81 |
0.4 |
0.23 |
5 |
西南5 |
0.13 |
0.77 |
0.38 |
0.26 |
6 |
西南6 |
0.34 |
1.21 |
0.6 |
0.35 |
7 |
西南7 |
0.08 |
0.88 |
0.44 |
0.14 |
8 |
西南8 |
0.12 |
0.88 |
0.44 |
0.19 |
9 |
西南9 |
0.21 |
1.26 |
0.63 |
0.21 |
10 |
SW -10 |
0.11 |
0.88 |
0.44 |
0.27 |
表6:流域面积、流域长度、流域伸长比、流域周长、流域Form factor、流域圆度比、流域浸润数、流域形状指数。
Sl.no。 |
子流域 |
流域面积(巴)平方。公里 |
盆长(Lb)公里 |
周长(P) |
外形系数(Rf) |
伸长率(Re) |
圆度比(Rc) |
渗透次数(如果) |
1 |
西南1 |
71.83 |
12.14 |
35.24 |
20.61 |
0.78 |
0.73 |
2.12 |
2 |
Sw - 2 |
55.78 |
8.7 |
33.44 |
18.91 |
0.96 |
0.63 |
2.18 |
3. |
Sw - 3 |
51.43 |
12.56 |
40.62 |
14.51 |
0.64 |
0.39 |
1.64 |
4 |
Sw - 4 |
44.64 |
10.51 |
32.50 |
13.76 |
0.71 |
0.53 |
1.86 |
5 |
西南5 |
37.96 |
9.93 |
34.46 |
12.04 |
0.7 |
0.4 |
1.99 |
6 |
西南6 |
7.11 |
2.50 |
17.12 |
4.50 |
1.2 |
0.30 |
1.15 |
7 |
西南7 |
58.22 |
8.54 |
33.67 |
19.92 |
1 |
0.64 |
1.72 |
8 |
西南8 |
39.38 |
7.64 |
34.78 |
14.24 |
0.92 |
0.4 |
1.92 |
9 |
西南9 |
25.16 |
5.18 |
38.28 |
11.05 |
1.09 |
0.21 |
1.03 |
10 |
SW -10 |
32.52 |
9.06 |
25.37 |
10.80 |
0.71 |
0.63 |
1.70 |
结论
塔拉卡流域位于卡纳塔克邦南部。科韦里河向北,H D Kote河向南。研究区域为429平方公里2.塔拉卡流域由10个小流域组成,呈树枝状到亚树枝状格局。共有669条溪流,10个子流域。1个子流域长度最大,约为89.59 km, 6个子流域长度最小,约为5.86km。分岔值范围为1.06 ~ 18.99。这些读数表明,水系形态受地质特征和构造的影响。河道控制,排水密度低。6个流域和4个流域密度粗,地形起伏大,河道几乎变窄。地表水流受岩性和地质条件的控制。
致谢
感谢迈索尔大学授予我博士学位的研究工作。迈索尔大学Manasagangothri地球科学系因允许GIS实验室工作而受到高度赞赏。作者还深深感谢国家遥感中心(NRSC)、印度空间研究组织(ISRO)、印度政府在卫星数据采购过程中的指导。
资金来源
这项研究是由迈索尔大学研究奖学金(«佤邦4/28/2018-19日期为18.06.2019 /267).
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