自20世紀(jì)80年代特別是90年代以來(lái)，世界上許多發(fā)達(dá)國(guó)家的流域管理都逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。目前，我國(guó)的流域管理在這方面也作了不少工作，就工作深度而言，也從簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理發(fā)展到通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行系統(tǒng)模擬實(shí)現(xiàn)信息化管理。例如進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)先后提出了“數(shù)字黃河”、“數(shù)字長(zhǎng)江”、“數(shù)字海河”等一系列數(shù)字流域建設(shè)工程規(guī)劃，中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所等單位相繼成立了流域模擬實(shí)驗(yàn)室等研究機(jī)構(gòu)：從研究領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，也從經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)模擬發(fā)展到基于地理信息系統(tǒng)的分布式水動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬。
　　流域土壤侵蝕與產(chǎn)沙預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型是實(shí)現(xiàn)流域科學(xué)管理的重要工具之一。從模擬方法上劃分，可將土壤侵蝕模型分為集總式參數(shù)模型（Iumped parameter models）和分布式參數(shù)模型（dist ributed parameter models）。集總式參數(shù)模型（簡(jiǎn)稱(chēng)集總式模型）把整個(gè)流域當(dāng)成一個(gè)整體，用一系列的參數(shù)反映全流域的各種下墊面條件和水流泥沙物理過(guò)程，各因素的輸入?yún)��?shù)取值通常為流域平均值，因而，其計(jì)算效率相對(duì)較高，可以滿足流域侵蝕產(chǎn)沙總的變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)、江河水沙預(yù)估等流域管理層面上的宏觀需求。但是，集總式模型并沒(méi)有考慮流域內(nèi)部各地理因素的空間變化。分布式參數(shù)模型（簡(jiǎn)稱(chēng)分布式模型）通常將流域分成一些小的地域單元，這些地域單元可以是格網(wǎng)也可以是子流域，通常假設(shè)這些地域單元內(nèi)部是均一的，各地理要素具有相應(yīng)的模型輸入?yún)��?shù)，地域單元之間有一定的拓?fù)潢P(guān)系，通過(guò)這種拓?fù)潢P(guān)系能夠說(shuō)明物質(zhì)的傳輸方向。分布式模型在每個(gè)地域單元上運(yùn)行，輸出結(jié)果通過(guò)尋徑的方法將水沙輸至流域出口。分布式模型考慮了流域內(nèi)部各地理因素的空間可變性，比集總式模型具有更高的空間分辨率，可以更方便地滿足水土保持治理措施空間布置的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及效果評(píng)價(jià)等技術(shù)層面上的中觀與微觀需求。如果僅從計(jì)算域劃分的意義上說(shuō)，集總式模型與分布式模型也是相對(duì)而言的。對(duì)一個(gè)大流域，若以支流流域?yàn)橛?jì)算域，建立每個(gè)支流流域出口斷面的輸出模型，則這些模型就是集總式的，但若將每一個(gè)支流流域作為一個(gè)計(jì)算子域，則多個(gè)模型耦合后所形成的大流域模型就又可視為分布式模型，但從嚴(yán)格意義上說(shuō)，這類(lèi)模型僅能稱(chēng)之為半分布式模型。
　　分布式模型是隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來(lái)的。
　　由加拿大人率先建立的地理信息系統(tǒng)（geographical information system，GIS）為數(shù)學(xué)模擬技術(shù)的快速發(fā)展提供了極為重要的支撐平臺(tái)。由于地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的信息處理和表達(dá)功能，不僅能夠存儲(chǔ)、分析和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中各種對(duì)象的屬性信息，而且還能夠處理其空間定位信息，將空間和屬性信息有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從空間和屬性?xún)蓚�(gè)方面對(duì)現(xiàn)實(shí)對(duì)象進(jìn)行查詢(xún)、檢索和分析，并將結(jié)果以各種形式直觀地、精確地表達(dá)出來(lái)。因而，目前GIS已在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，尤其在水土保持監(jiān)測(cè)及土壤流失評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中有著更為獨(dú)特的作用。
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