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1.
陆面水文过程与大气模式的耦合及其在黑河流域的应用 总被引：12，自引：0，他引：12
陆面过程模式对陆面水文过程有比较详尽的描述,然而,目前的陆面水文过程只考虑了垂直方向的水分运移,比较适合平坦地区的模拟,而在地形坡度较大的山区只考虑垂直方向的水分移动是不够的,尤其是目前随着计算机条件提高,分辨率越来越高,地表水以及土壤水的侧向流动成为山区水文过程必须考虑的部分。同时,目前的陆面过程模式中的径流量是作为诊断量处理,不参与运算。针对以上问题,对Noah陆面过程模式进行了改进,增加了地表积水和积水蒸发、坡面汇流方案、次表面流方案,并且将Routing模块通过次网格过程与大气中尺度模式MM5耦合,发展了高分辨率大气—水文耦合模式。运用发展的高分辨率大气—水文耦合模式,对黑河流域中上游2003年6月23~25日降水过程进行了模拟,研究了陆面水循环过程对大气场的影响。结果表明陆面水循环过程对近地层大气影响很大,首先影响了土壤的湿度与蒸发,进而对边界层稳定性,云结构、云水、雨水含量产生影响,对区域降水也有一定影响。 相似文献
2.
大型灌区陆地水循环模式的参数化方案:LWCMPS_ID 总被引：2，自引：0，他引：2
地表水系统、地下水系统和土壤植物大气连续体的强烈耦合作用是大型灌区水文过程的基本特点,这导致对大型灌区的陆地水循环和水资源进行评价必须采取综合的方法,然而目前还缺少适用的模拟工具。农业灌区的水文特征与天然流域存在显著差别,常规流域水文模型和陆面过程参数化方案用于大型灌区陆地水循环的分析还存在较大的困难。LWCMPS_ID是本文提出的一个适用于大型灌区陆地水循环模式的参数化方案,采用分块集中参数模型简明地实现了地表水、地下水和土壤水的动力学耦合分析,并且包含了一个土壤水冻结融化的简化模型。对处在黄河流域的内蒙古河套灌区,用LWCMPS_ID进行20 年水文动态的模拟,取得了较好的效果。 相似文献
3.
利用热带降雨观测计划(TRMM)卫星雷达降雨数据驱动分布式陆面水文模型,研究流域尺度陆面水文过程,评估该数据在水文模拟与预报等研究领域的性能。通过与实测雨量资料比较,验证TRMM卫星雷达降雨数据的质量。分别将TRMM卫星雷达降雨与观测降雨作为耦合模型的气象输入,模拟和研究淮河流域1998~2003年的陆面水文过程时空变化。结果表明,TRMM卫星雷达降雨数据能够很好地描述降雨的时空分布,利用TRMM降雨模拟的结果与利用观测降雨模拟的结果精度相当;模拟流量与实测资料基本吻合。卫星雷达降雨数据在陆面水文过程研究中具有广泛的应用前景。 相似文献
4.
水文模型与陆面模式耦合研究进展 总被引：18，自引：0，他引：18
水文模型与陆面模式耦合是目前全球变化研究中的热点问题,如何实现分布式水文模型与陆面过程模式的双向耦合,并将其有机嵌入大气模式中,是未来大气环流模式(GCM)和区域气候模式(RCM)发展和完善的重要目标之一.在简单介绍陆面过程模式和水文模型发展历程的基础上,对水文模型和陆面过程耦合研究的国内外进展进行了综述,指出了模式耦合中存在的共同问题和未来工作的研究要点.最后,探讨了分布式水文模型与陆面模式耦合在全球变化研究框架中的地位与意义,并展望了陆面水文过程发展的主流趋势和研究方向. 相似文献
5.
大气、陆面与水文耦合模式在中国西北典型流域径流模拟中的新应用 总被引：1，自引：0，他引：1
水文模式在较长的发展阶段由简单的概念模型逐步演变复杂的分布式物理模型,大气学科的各类气候模式在近年来迅猛发展同时也逐步带动了水文学的发展。从大气、水文两个学科发展角度纵向开展研究,通过分析以往研究成果认为,虽然大气、水文模式在其各自的发展已经到达了较为完善的地步,然而其相互耦合并取长补短的优势并未发挥。在探讨大气、陆面及水文模式发展的基础上,选取XJLDAS(Xinjiang Land Data Assimilate Datasets)大气陆面同化系统,CLM3.5(Community Land Model,Version 3.5)公用陆面模式及快速汇流模式RAPID(Routing Application for Parallel computation of Discharge)作为关键耦合对象,利用以上耦合系统对新疆精博河流域径流过程进行模拟。通过研究分析,认为:XJLDAS+CLM3.5+RAPID模式可较好地重现流域地表径流年内分布状况,然而,由于陆面参数化方案选取等原因,研究区径流量出现一定偏差。此外,在本研究中发现,陆面模式径流汇流模拟结果与实际结果存在一定偏差,将这种偏差进行分析后发现:在进行大尺度水文模拟时,需要在考虑在研究区相关地理特性(如地质构造、地表覆被)基础上进行模式相应改进,以最大限度的重现大尺度径流真实过程。 相似文献
6.
尼洋河流域是雅鲁藏布江第四大支流,受冰川、积雪和冻土影响,水循环关系极其复杂。为深入研究该区域内的水文循环过程,本文在寒区水循环模型（WEP-COR）的基础上,针对青藏高原气候和地质特点,构建了耦合“积雪-土壤-砂砾石层”连续体和“积雪-冰川”水热过程模拟的青藏高原分布式水循环模型（WEP-QTP）。在尼洋河流域通过对2013—2016年的流量过程模拟发现,工布江达和泥曲站的逐月流量Nash-Sutcliffe效率系数分别达到0.810和0.752,比改进前的0.430和0.095有明显提升;以2015年为例,对比WEP-COR和WEP-QTP模型发现,WEP-QTP模型在汛期特别是主汛前（冻土融化期）模拟的流量过程不会出现较大的波动,模拟得到的逐日流量Nash-Sutcliffe效率系数相比WEP-COR从-0.67提高到0.54。模型增强了地下水含水层的调节作用,使得流量过程更加平稳且接近实测,研究结果表明,WEP-QTP模型适用于青藏高原的水文模拟。 相似文献
7.
中国水库数目众多,密集的水库运行和调蓄影响着陆地水循环和陆气间的水分能量交换过程,给高强度开发地区水文规律认知和水文模拟及预报带来了挑战。围绕这一问题,本研究以鄱阳湖流域及流域内千余座水库为研究对象,从水库水量平衡方程、水库蓄泄规则、多阻断扩散波汇流等方面构建了水库群参数化方案,并从地表水、地下水、蒸散发、能量通量等角度实现了其与陆面水文双向耦合模式（CLHMS）的动态耦合。结果表明:所构建的水库群参数化方案可以较好地模拟水库的蓄泄过程,提高了耦合模式在鄱阳湖流域的径流模拟精度;水库群可以使赣江、信江、抚河丰水期径流减少3.7%~6.0%,枯水期径流增加5.9%~12.6%,多年平均径流减少0.6%~1.5%;在空间分布上,水库群对流域中部和北部径流的调蓄作用相对显著。本研究所改进的陆面水文模式可以为高强度人类活动影响下气象、水文、水资源交叉领域的研究提供分析工具和模型基础,从而支撑变化环境下区域水资源的可持续利用。 相似文献
8.
大气水文模式耦合研究综述 总被引：5，自引：0，他引：5
首先阐明大气水文模式耦合的必要性,总结作为二者耦合的共同界面——陆面模式的发展过程。在此基础上,从耦合研究方法和目的出发,分4个类别详细论述当前国内外大气水文模式耦合研究的现状。指出了单向耦合不足和进行双向耦合所面临的几个关键问题包括：尺度问题、次网格分布非均匀性、降水模拟等。未来要求充分利用“3S”、四维变分同化等新技术和新方法,加强多学科的联合研究,深入开展大气水文模式的双向耦合试验和敏感性分析,研究大气—植被—土壤—水文系统的交互影响,从根本上提高大气和水文模式的模拟和预报水平。 相似文献
9.
活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面,其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟深度扩展到20 m,并将原模式的4层土层增加到19层土层,同时引入前人的有机质方案和植被根系方案,然后在此基础上,通过耦合Stefan方法以加强模式对冻融锋面的模拟能力,进而探究耦合Stefan方法的Noah-MP模式对西大滩多年冻土站点水热过程的模拟效果。研究中设置了不耦合Stefan方法的CTL控制试验和耦合Stefan方法的STE对照试验来分别模拟西大滩多年冻土站点2012年0～20 m的土壤温度与土壤液态含水量,模拟结果用站点0～3.2 m内10个深度的日均土壤温度、土壤液态水含量监测数据以及3 m、6 m和10 m的年均地温监测数据来做验证。研究结果表明,由土壤温度模拟值插值得到的冻融锋面(0℃等温线)有明显阶梯状特征,最大冻融深度与实测相比偏大。耦合Stefan方法增强了Noah-MP模式模拟冻融锋面的能力,使得模式能够基于Stefan方法较好地模拟出冻... 相似文献
10.
气候变化对陆地水循环影响研究的问题 总被引：29，自引：5，他引：24
简要地回顾了现存的由气候情景驱动水文模型研究气候变化对陆地水循环影响的方法。指出这种单向连接方法很难将气候变暖及人类活动引起的陆地水循环变化反馈给大气。这既影响对降雨的预测精度,又不能正确地描写陆地水循环的变化。近10年来气候学家对大气环流模型中陆面过程模型的改进以及水文气候学家对大尺度水文模型研究所取得的进展,展现了它们之间的互补性,以及未来用水文-气候耦合模型方法研究气候变化与人类活动对陆地水循环影响及水资源预测的可能性。 相似文献
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以SWAT模型为研究工具,对该模型在东江流域的3个子流域的适用性进行研究,研究表明,SWAT模型在东江流域3个子流域的适用性较好,校准期（19701975年）日径流模拟和月径流模拟的相对误差Re均在10%以内,日径流模拟的决定系数R2均在70%以上,月径流模拟的决定系数R2均在80%以上,Nash-Suttcliffe效率系数基本达到70%;验证期（19761985年及19962005年）,月径流模拟的决定系数R2和Nash-Suttcliffe效率系数均在70%以上,相对误差Re基本在±20%以内,可以满足该流域的水资源评价与规划的要求。 相似文献
12.
珠江流域岩溶地下河枯季流量约4 738.69万m3·d?1,赋存丰富的地下水资源,探讨地下河分布和发育特征对我国南方岩溶水资源的开发利用具有重要的指导意义。文章以西南岩溶区大量的野外调查工作为基础,结合珠江流域内1∶20万水文地质普查报告,选择348组岩石样品和1 036条岩溶地下河,从岩性、地形地貌、构造、水动力条件和新构造运动等角度总结分析珠江流域地下河发育规律、分布特征及其影响因素。结果表明:地下河在比溶解度介于0.84~1.2的细粒?鲕粒生物碎屑纯灰岩中最为发育,在比溶解度介于0.43~0.61的泥质灰岩中发育较弱。根据地下河形态及水循环演化条件,将地下河分为发育初期单管型、发育多期羽毛型、新构造控制网络型、发育成熟期树枝型4种类型。地形地貌和地表河网决定岩溶地下河运动的趋势和方向;构造控制地下河发育的空间格局,其中构造反接复合部位、压扭性断裂两侧破碎带、与非可溶岩接触带、褶皱弯曲最大部位、背斜轴部破碎带和向斜轴部地下河发育尤为明显;水动力特征影响地下河发育规模和发育深度;新构造运动促进地下河发育向深性、继承性、新生性发展。 相似文献
13.
本文在梳理流域地下水资源评价现状及历史的基础上,讨论了水资源评价方法和分区原则,将珠江流域划分为129个四级地下水系统,以地下水系统为评价单元,在充分考虑不同水文地质参数的基础上,分析评价地下水资源量及存在的问题,讨论珠江流域三级阶地不同水流运动特征,阐述了评价的精度以及水利工程对地下水循环的影响。通过本次评价,珠江流域地下水天然资源量1374.16亿m~3,可开采量为578.7亿m~3,开发利用率仅10.01%。珠江流域跨度较大,水动力特征迥异:上游云贵高原深切峡谷区、中游桂中峰丛洼地区、下游冲洪积平原区,据不完全统计,珠江流域蓄水量大于100万m~3的水库32座,水利工程的修建以及水库对水资源调蓄和分配给地下水资源评价带来一定困难,不同部委对地表水和地下水概念上的分歧导致二者间流域边界不一致以及流域水资源评价结果的差异,为此提出了解决问题的建议,以期为地下水开发利用与治理保护服务。 相似文献
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Evaluation of the water resource reproducible ability on Tarim River Basin in south of Xinjiang,northwest China 总被引：1，自引：1，他引：0
With the over-exploitation of water resources, water pollution and poor management of water infrastructures are exacerbated.
Ecosystem degradation is apparent at the basin level. The Tarim River Basin in northwest China has seen intensive confrontation
between environmental protection and economic development over the past five decades. Ambitious agricultural development and
land reclamation projects implemented by the Chinese government in the early 1960s led to several influences. For example,
the construction of dams like the Daxihaizi Reservoir disrupted the stream-flow to the lower reaches. Water resource reproducible
ability (WRRA) refers to the ability of water resources to be continually added by the natural water cycle. It includes the
supplementation of water quantity and the self-purification of water quality in the natural cycle of water resources. This
study discusses the WRRA index and introduces the computational method for calculating the WRRA index for the Tarim River
Basin. The following conclusions are observed: (1) from 1956 to 2005, the indices of WRRA in the Hotan River Basin, Yarkand
and Aksu River Basin are 0.26, 0.55, 0.58, respectively, which are between 0 and 1. The results indicate that the hydrological
cycle in these three sub-basins is in a reproducible state. (2) The WRRA index in the Kaidu-Kong River Basin is 1.23 > 1,
which indicates that floods may occur in the Kaidu-Kong River Basin. (3) The index of WRRA in the main stream is 0, which
indicates that the WRRA is very weak at this location, and zero-flow may occur. Calculating the WRRA of a basin can provide
a basis for corresponding basin water resources management. 相似文献
15.
位于南海北缘的珠江口盆地深水区作为我国海洋油气勘探的重点区域,具有良好的油气勘探前景。本文利用钻井地热测量数据分析了珠江口盆地深水区现今地温场及岩石圈热结构特征,通过古温标反演和拉张盆地模型正演相结合的方法定量揭示了白云凹陷新生代以来的热史,总结了不同地热地质条件对油气生成的影响。研究结果表明：珠江口盆地大地热流分布特征具有北低南高的特点,同时具有“热幔冷壳”的特征。珠江口盆地深水区始新世以来经历了两期拉张过程,第一期（47.8～33.9 Ma）拉张自始新世发生,拉张强度较大,凹陷中心基底热流快速上升至～82 mW/m2;第二期（23～13.8 Ma）拉张发生于中新世,此次拉张在白云凹陷南部更强烈,白云凹陷主体在 13.8 Ma达到最高古基底热流,此后进入热沉降阶段,基底热流值一直缓慢下降。磷灰石裂变径迹、磷灰石（U-Th）/He及锆石（U-Th）/He联合反演给出了最高古地温在13.8 Ma附近达到,后期温度基本稳定。 相似文献
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文章论述了珠江三角洲河网的发育、演变过程和整治方案。由于人类活动影响,珠江三角洲河网区西、北两江下游放射状河系支汊淤断及消亡,使西、北两江正干均成为单一水道;在两江汇流区内又受绥江三角洲南展而分离开来,只留一条狭窄的小河涌(思贤)连接;由于北江正干的淤积、西江正干刷深,使古代(唐代以前)西江合北江同流向东流入番禺(广州)的形势大变,形成江水反向西流入西江,西江水不能过入广州。由此,西、北两江合成的珠江三角洲主体网河区成为浅水狭窄的小河区,以往主要干流多不复存在,生态环境日益变劣。因此,需要修复河网。关键是把西江大量优质水源(沙少、污染少)引回,过入珠江三角洲网河区,北江水源也需截流使其不再西流入西江;开通北江大堤沿途防西水的闸门(如芦苞、西南、沙口等闸),以便通水通航;在思贤建立新型分水闸,可将西、北两江正干水源恢复到良好生态环境 相似文献
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平原河网区域来水组成原理 总被引：1，自引：0，他引：1
对于一般树状分布河网，上一级河道总是汇入至下一级河道，位于河道下游断面的流量总是由其上游汇集而至。但对于平原河网地区，特别是人工控制建筑物众多，又受潮汐影响的地区(如太湖流域)，河网错综复杂，水流方向不定，要跟踪某个断面的水流去向，或某个河段的水体、断面流量是从哪里汇集而来的，非常困难。但这样的问题在生产实践中往往对其很感兴趣。例如从常熟枢纽引长江水流进入望虞河后，流向何处?河网各断面流量中或各河段水体中常熟枢纽引江水量占多少比重?对这些问题的研究可以估计常熟枢纽引江的效果和影响范围。因此，平原河网区域来水组成方法在生产实践中具有重要意义。重点介绍了平原河网区域来水组成原理及其在太湖流域的应用。 相似文献
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天山北坡玛纳斯河流域地下水长期大规模开采引发了一系列生态环境问题,地下水均衡状态和地下水流动模式明显发生了改变。为研究节水灌溉条件下的地下水系统流动模式及其对地下水均衡要素的改变规律,以平原绿洲区为研究对象,采用三维地下水数值模拟方法,研究玛纳斯河流域地下水水位动态变化及水量平衡规律。结果表明:研究区地下水水位的抬升和回落受农业灌溉的影响显著,具有一定的周期性,存在着明显的时空差异;地下水均衡处于负均衡状态,补排差为-2.81×108m3。模拟期内观测水头与计算水头两者相关系数各月均在0.81以上,模拟效果较好。 相似文献
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珠江流域水资源量及用水量近期变化分析 总被引：1，自引：0，他引：1
根据珠江流域近几年水资源公报提供的数据，对流域水资源量和用水量变化特点进行了分析研究，得出了初步的分析成果，为流域水资源的合理开发利用和优化配置提供参考依据。20世纪90年代珠江流域水旱灾害频繁，先后发生了1994年6月和1998年6月流域大洪水，1998年和2000年部分地区出现春旱和秋旱。同时，90年代又是流域经济发展较快的时期，尤其珠江三角洲沿海地区经济快速增长，用水量出现明显的增长，近几年用水量趋于相对稳定。 相似文献
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Sergey Grinevskiy Elena Filimonova Victor Sporyshev Vsevolod Samartsev Sergey Pozdniakov 《Hydrogeology Journal》2018,26(8):2753-2767
Groundwater pumping and changes in climate-induced recharge lead to lower groundwater levels and significant changes in the water balance of a catchment. Water previously discharged as evapotranspiration can become a source of pumpage. Neglecting this effect leads to overestimated streamflow depletion. A small river basin (Sudogda River Basin, Russia) with a boreal climate and with long-term records of groundwater head and streamflow rate (showing that the measured stream depletion is less than the pumping rate) was investigated. The role of evapotranspiration in the water balance was analyzed by a hydrogeological model using MODFLOW-2005 with the STR package; the annual variation in recharge was obtained with the codes Surfbal and HYDRUS. The Sudogda River Basin was classified according to landscape and unsaturated-zone texture classes, and for each classified zone, the unsaturated-zone flow simulation was used to calculate the annual recharge dynamics for the observation period. Calibration of the regional flow model was conducted using flow and head observations jointly for two steady-state flow conditions—natural (before pumping started) and stressed (pumping). The simulations showed that pumped water originates from three sources: intercepted baseflow (75% of the annual total pumping rate), the capture of groundwater evapotranspiration discharge plus increased groundwater recharge (17%), and induced stream infiltration (8%). Additionally, multi-year precipitation records were analyzed to detect any long-term recharge and pumping water-budget changes. The results showed that increasing groundwater recharge by natural precipitation leads to (1) decreased intercepted baseflow and induced streamflow infiltration and (2) increased intercepted evapotranspiration discharge, thereby reducing stream depletion. 相似文献