自20世紀(jì)80年代特別是90年代以來，世界上許多發(fā)達(dá)國家的流域管理都逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。目前，我國的流域管理在這方面也作了不少工作，就工作深度而言，也從簡單的數(shù)據(jù)管理發(fā)展到通過數(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，我國先后提出了“數(shù)字黃河”、“數(shù)字長江”、“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)域來說，也從經(jīng)驗(yàn)預(yù)測模擬發(fā)展到基于地理信息系統(tǒng)的分布式水動力學(xué)數(shù)值模擬。
　　流域土壤侵蝕與產(chǎn)沙預(yù)測數(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（簡稱集總式模型）把整個流域當(dāng)成一個整體，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)算效率相對較高，可以滿足流域侵蝕產(chǎn)沙總的變化趨勢預(yù)測、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（簡稱分布式模型）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，通過這種拓?fù)潢P(guān)系能夠說明物質(zhì)的傳輸方向。分布式模型在每個地域單元上運(yùn)行，輸出結(jié)果通過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，集總式模型與分布式模型也是相對而言的。對一個大流域，若以支流流域?yàn)橛?jì)算域，建立每個支流流域出口斷面的輸出模型，則這些模型就是集總式的，但若將每一個支流流域作為一個計(jì)算子域，則多個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，這類模型僅能稱之為半分布式模型。
　　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。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、分析和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中各種對象的屬性信息，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，從空間和屬性兩個方面對現(xiàn)實(shí)對象進(jìn)行查詢、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。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)測及土壤流失評價(jià)預(yù)測預(yù)報(bào)中有著更為獨(dú)特的作用。
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