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地表物质能量交换过程中的水循环综合模拟系统(HIMS)研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
基于地学的理念,特别是陆地表层系统研究理论,探讨了水循环研究发展趋势,从单一要素过程、到流域多过程综合、再到水系统多要素、多过程、多尺度的集成,阐述了发展水循环综合模拟技术的重要性。系统介绍了自主研发的水循环综合模拟系统HIMS(Hydro-Informatic Modeling System)的发展历程、主体结构与特色功能,包括水循环多源信息集成平台、水循环多元要素定量遥感反演系统、水循环过程模块库集成系统、多尺度分布式水循环定制模拟系统等。指出多学科交叉,与信息技术的融合是水循环模拟发展的重要方向之一。HIMS系统及其定制模型在国内外的大量验证和应用,显示出其水循环综合模拟技术的实用性和先进性。可望为变化环境下的复杂陆地表层过程中涉水问题研究提供技术支撑工具,适应水系统研究的需要。 相似文献
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本文融合数据库技术、GIS技术和软件工程方法,对中国科学院知识创新工程重要方向性项目"跨流域调水对陆地水循环影响与水安全研究"的核心软件平台"中国陆地水系统综合模拟与虚拟现实平台"的数据库功能进行了设计,并利用GIS软件和商业数据库建立了"区域水系统多源信息数据库".针对平台数据资料在空间分布、时间尺度和数据形式上的多样性分布格局,采用了时空同一化的集成策略和多数据库构建模式,有效消除了信息孤岛效应,实现了对跨流域水资源优化配置相关数据、信息和知识的综合利用,为平台提供一体化数据支撑服务. 相似文献
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以流域为单元开展水环境多要素、多尺度过程的综合模拟已成为了自然地理学重要研究方向。水环境过程综合模拟模型可定量解析流域系统水环境变化,是流域水环境研究与管理的重要工具。论文围绕流域水环境过程模拟的发展历程和最新进展,梳理总结了流域非点源污染过程和河湖等受纳水体水环境过程模拟的理论方法和模型软件;面向模拟不确定性问题讨论了模型选择、开发与集成、率定验证等流域水环境过程综合模拟建模的关键环节;结合最新的研究进展及相关学科新方法新技术的发展,建议后续研究关注流域自然和人文多过程综合集成模拟(包括流域系统人与水环境耦合模拟、多过程综合集成模拟)以及新方法新技术应用(包括数据同化理论方法创新与应用、高性能计算技术和人工智能技术)。 相似文献
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海河流域地表水与地下水耦合模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
近10年来海河流域地下水超采严重,急需加强流域地表水与地下水统一管理。地表水与地下水的耦合模拟研究是实现流域地表与地下水资源综合管理的重要支撑。本文探讨了当前3种不同的地表水与地下水耦合方式,基于现有数据条件和应用管理的需求,提出了将成熟的流域地表水SWAT与地下水MODFLOW模型进行松散耦合的技术框架,并构建了海河流域地表水与地下水耦合模型。在流域地表空间上,根据流域特性和管理需求,划分了283个子流域和2100个水文响应单元（HRU）;在平原区地下空间上,基于15个大的岩性分区剖分出若干个4km×4km网格。通过GIS平台,建立流域地表水与地下水计算单元的转换关系。并利用1995．2004年水文气象数据进行验证分析,取得较好模拟精度。该耦合模型不仅能够支撑流域现状管理,而且可用于气候变化与南水北调工程对流域水资源影响评估分析。 相似文献
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水文学研究进展与展望 总被引：2，自引：2，他引：0
水文学是研究地球上水的起源、存在、分布、循环运动等变化规律,并运用这些规律为人类服务的知识体系。水文学研究经历了由经验到理论、由简单过程到复杂系统、由定性描述到定量模拟的发展历程,其学科体系演进与科学技术进步及社会发展需求紧密联系,并由此衍生出诸如生态水文学、气象水文学、冰冻圈水文学、遥感水文学、同位素水文学、城市水文学、社会水文学等多种交叉研究领域与分支学科。当今水文学研究在水文多尺度观测、陆面—水文—社会耦合模拟及多源观测—模型同化技术等领域取得显著进展,水文学研究的广度和深度不断拓展。未来水文学研究将面向陆地水文循环的变化规律及其效应,重点关注水文循环变化特征和机理、水文循环变化趋势预估及水文循环变化的自然和社会影响等前沿课题;从原有就水论水研究思路转向在自然地理综合分析框架下以水循环为纽带开展的多尺度、多过程集成研究。 相似文献
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城镇化与生态环境耦合动态模拟理论及方法的研究进展 总被引：3，自引：1，他引：2
城镇化与生态环境耦合是当前研究热点,而其动态模拟将是未来的重要方向。基于系统科学与跨尺度耦合理论揭示城镇化与生态环境耦合系统的本质,即一个非线性的、具有高低阶多重反馈的开放的复杂巨系统。通过综述城镇化与生态环境耦合动态模拟的理论、方法与应用的研究进展,可知：① 动态模拟成为趋势,相关理论与机理解析不断完善;② 动态模拟技术趋向多元化、精细化、智能化和集成化;③ 应用研究基于多类型案例区、多要素以及近远程与跨区域3个方面。当前研究不足包括：① 理论发展与整合不足;② 方法集成与数据共享力度滞后;③ 耦合关系链条和主控要素的动态特征未被完整揭示,远程耦合模拟缺乏定量表达、系统性整合以及与区域联动层面的应用衔接。今后,应以理论为根基,推动多科学交叉融合;以方法为支撑,推动动态模拟技术整合与数据共享;以应用为导向,揭示城市群等重点地区的近远程关系链条与主控要素的动态演化模式,为区域可持续城镇化提供决策支持。 相似文献
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基于模块的分布式水文模拟系统及其应用 总被引：3，自引：2，他引：1
由于水文循环过程的复杂性和空间变异性,集成不同的水循环模型,基于模块化结构、构建面向多目标的水文模拟系统已经成为当今水文模拟技术发展的一个重要方向。本文从科学研究和水资源管理的实际需要,首次研发国内基于模块化的分布式水文模拟系统,并提出了“信息化水文模拟系统(HydroInformatic Modeling System, 简称HIMS)”。HIMS是一个以水循环信息平台为基础,基于组件式结构设计的开放式综合水循环模拟系统,侧重于分布式水文过程的模拟与应用。文中对HIMS的设计思路,主要功能与结构进行了详细介绍,包括基于国产GIS软件SuperMap的水循环信息系统、模型数据前/后处理系统和水文模型方法库系统。其中,HIMS的水文模型方法库系统集成了水文过程方法库和多种水文模型,并提供定制水文模型的功能。HIMS的提出发展了水文模型理论和建模技术,拓宽了国内分布式水文模型的研究思路。 相似文献
9.
大尺度水循环模拟系统不确定性研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
水循环过程受众多自然因素和人为因素影响,决定了水循环系统的变化性和复杂性。水循环系统模型作为研究流域水文循环过程及演变规律的重要工具,必然也存在较大的不确定性,特别是对于大尺度陆-气耦合下的水循环模拟系统,其不确定性来源包括输入和参数不确定性、结构不确定性、方法不确定性以及初始和边界条件不确定性。本文在分析不确定性量化方法和传统水文模型不确定性研究基础上,重点评述当前大尺度水循环系统模拟的不确定性研究进展和存在的瓶颈问题,并介绍一种针对大型复杂动力系统的不确定性量化解决方案和工具系统-PSUADE,基于此讨论PSUADE在大尺度水循环模拟系统不确定性量化过程中的优势。 相似文献
10.
城镇化与生态环境耦合动态模拟模型研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
按照地理学科发展趋势,对城镇化与生态环境耦合的研究将由定量描述转入动态模拟。目前,城镇化与生态环境耦合动态模拟模型呈现多元化。论文系统梳理了其中4类常见的动态模拟模型,包括城镇化与生态环境耦合系统动力学模型、基于人工智能算法的城镇化与生态环境耦合动态模拟模型、基于土地利用变化的城镇化与生态环境耦合动态模拟模型以及基于多模型集成的城镇化与生态环境耦合复合模型。主要结论如下：系统动力学模型被广泛应用于城市复杂系统、城市转型和可持续发展以及城镇化与生态环境单要素耦合的动态模拟之中,但存在空间解释不足以及忽视系统自适应性等问题;人工智能算法(ANN和BN)在自学习、自组织、自适应系统或不确定性系统模拟中具有显著优势,并被应用于城市扩张、环境变化、资源需求以及生态脆弱性的识别之中,但应用面相对狭窄且限制条件偏多;土地利用变化模型(CLUE/CLUE-S、CA和MAS)局限于从土地城镇化视角模拟城镇化与生态环境耦合;基于多模型集成的复合模型实现了各模型之间的优势互补,已成为城镇化与生态环境耦合动态模拟模型的发展趋势。今后,应从技术和理论2个层面实现城镇化与生态环境耦合动态模拟模型的进一步发展,并加强对微观过程的模拟。 相似文献
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嫩江流域近45年来径流演变规律研究 总被引：4，自引：0，他引：4
采用随机水文学方法对嫩江流域1956~2000年的年径流量序列演变特征进行分析。结果表明,嫩江流域径流的水文周期是32a,整体而言,45a径流序列不存在明显的趋势性。此外,对嫩江流域用水性消耗程度进行分析。结果表明,人类用水性消耗量对流域水循环整体影响程度为5%,但是在流域内部影响程度存在较大差异。洮儿河子流域影响因子达到16%,反映该地区人类取用水消耗量较大。从年际分析,整个流域在70年代的影响因子要高于其它年段,呈现出越是枯水年段人类用水影响程度越大的现象。 相似文献
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Han Jingyan Zhao Yong Wang Jianhua Zhang Bing Zhu Yongnan Jiang Shan Wang Lizhen 《地理学报(英文版)》2019,29(6):922-934
Journal of Geographical Sciences - Potential evapotranspiration (ET0) is vital for hydrologic cycle and water resource assessments as well as crop water requirement and irrigation demand... 相似文献
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社会经济系统水循环研究进展 总被引：23，自引：1，他引：22
水循环包括自然水循环和社会经济水循环两个方面。社会经济系统水循环指社会经济系统对水资源的开发利用及各种人类活动对水循环的影响。对目前国际国内关于社会经济水循环关注的主要问题 (水资源安全、水资源社会经济研究、人类活动对水循环的影响、水环境、水资源可持续管理和综合管理) 及其进展进行了评述。水资源安全的主要对策已由增加供给转变为水资源需求管理。增加社会参与和明晰水权是水资源管理体制改革的方向。水价在水资源管理中的重要作用得到越来越多的重视。水资源可持续管理和综合管理正逐步落实。水资源需求管理机制、水权水价等水资源管理制度设计、作为可持续水资源管理基础的生态需水问题和环境变化对水资源的影响,将是未来社会经济系统水循环研究的焦点。 相似文献
15.
基于分布式模拟的流域水平衡分析研究——-以海河流域为例 总被引：1，自引：0，他引：1
流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站 点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求。本文基 于分布式水文模拟技术,探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法。并以海河流域为例,构建 分布式SWAT 模型,对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析,在此基础上探讨海河流域维持健康水 平衡关系,降低流域蒸发,进行农业真实节水的必要性和有关对策。 相似文献
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Large amounts of ground ice are born with permafrost on the Qinghai-Tibet Plateau.Degradation of permafrost resulted from the climate warming will inevitably lead to melting of ground ice.The water released from the melting ground ice enters hydrologic cycles at various levels,and changes regional hydrologic regimes to various degrees.Due to difficulties in monitoring the perma-frost-degradation-release-water process,direct and reliable evidence is few.The accumulative effect of releasing water,however,is remarkable in the macro-scale hydrologic process.On the basis of the monitoring results of water-levels changes in some lakes on the Qinghai-Tibet Plateau,and combined with the previous results of the hydrologic changing trends at the regional scale,the authors preliminarily discussed the possibilities of the degrading permafrost on the Qinghai-Tibet Plateau as a potential water source during climate warming. 相似文献
17.
气候变化对水文水资源影响的研究进展 总被引：20，自引：1，他引：19
气候变化成为21 世纪世界最重大的环境问题之一,愈来愈引起国际社会和各国政府的重视和关注。研究 气候变化对水文水资源的影响,对于理解和解决可能引起的与工业、农业、城市发展等经济领域密切相关的水文水 资源系统的规划管理、开发利用、运行管理、环境保护、生态平衡等问题具有重要的理论意义和现实意义。本文主要 从研究方法、气候变化情景的生成技术、与水文模型接口技术和水文模拟技术等几个方面综合概述了气候变化对 水文水资源的影响,同时提出存在的问题与展望。 相似文献
18.
基于水库调蓄的黄河干流水体交换周期的量化研究 总被引：3，自引：0，他引：3
针对黄河流域存在的水危机,探讨水体交换周期的内涵和意义,分析水体蓄变情况下水体交换周期的变化特征,在此基础上建立基于水量调度和河段配水的黄河干流水体交换周期的量化模型,并计算了不同时间尺度下黄河水体交换周期。研究结果表明,水体交换周期可以从不同时间尺度上把握水资源的可更新能力,精确地确定区域水资源总量,指导水库的调蓄计划,为建立可持续利用的水资源供水系统及其管理提供科学依据。 相似文献
19.
China has made great progress in the study of socio-economic water cycle. She has completed national water resources appraisement and medium to long-term water supply planning. She has been engaging in study on water-deficient regions in North China and Northwest China for about half a century. For solving water shortage problem in northern China, she has put forward the famous South-to-North Water Transferring Projects, which has been set as one of the four biggest national projects in the Tenth Five-Year-Plan period although there are still debates. For promoting water use efficiency, China has been reforming her water management system, including water right system and water price system. There has already been a case of water right purchase. China has also done a lot of research on the interaction between human activity, water and ecosystem. For meeting the need of sustainability and coordinating water resources development and environmental protection, the study of ecological water requirement became very hot in recent years. There are three focuses of socio-economic water cycle study now in China: water transfer projects from the south to the north, water resources management and ecological water requirement. 相似文献
20.
Research progress of socio-economic water cycle in China 总被引：3，自引：0，他引：3
China has made great progress in the study of socio-economic water cycle. She has completed national water resources appraisement
and medium to long-term water supply planning. She has been engaging in study on water-deficient regions in North China and
Northwest China for about half a century. For solving water shortage problem in northern China, she has put forward the famous
South-to-North Water Transferring Projects, which has been set as one of the four biggest national projects in the Tenth Five-Year-Plan
period although there are still debates. For promoting water use efficiency, China has been reforming her water management
system, including water right system and water price system. There has already been a case of water right purchase. China
has also done a lot of research on the interaction between human activity, water and ecosystem. For meeting the need of sustainability
and coordinating water resources development and environmental protection, the study of ecological water requirement became
very hot in recent years. There are three focuses of socio-economic water cycle study now in China: water transfer projects
from the south to the north, water resources management and ecological water requirement. 相似文献