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大气环流模式在松花江流域的适用性评价 总被引：2，自引：1，他引：1
不同GCMs的输出变量在区域上的表现差异较大。以11个统计特征量为基础,构建了基于秩评分的评价方法,分别对比分析了21个GCMs的17个输出变量在松花江流域与ERA-40再分析资料的吻合程度,以秩评分进行了定量评价。结果显示:不同GCMs对高空气象变量的模拟表现与地面气候要素的模拟表现并不一致,IPSL:CM4、GISS:ER、HadCM3和CSIRO:MK30在松花江流域高空气象变量模拟方面表现相对较好,而CSIRO:MK30、CGCM3.1_T63、GFDL:CM21和BCCR:BCM20在地面气候要素的模拟方面表现相对较好。综合评分结果显示,IPSL:CM4、CSIRO:MK30、GISS:ER和BCCR:CM20在松花江流域的综合表现相对较好。 相似文献
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根据黄河中游、北方干旱地区流域的超渗产流水文特征和冬季积雪的累积及融化机制,提出了中大流域水流模拟模型,结合黄土地区小流域坡面产沙、汇沙和沟蚀产沙、汇沙计算公式,构成了中大流域水沙耦合模拟物理概念模型。该模型较好地处理了北方干旱地区中大流域用下渗曲线计算地面径流中存在的观测资料缺乏、数据处理量太大两大难题;考虑了大流域气候、下垫面因素空间的不均匀性和雨洪径流产沙与融雪径流产沙间的差异。经流域实测资料的模拟检验表明,模型结构较合理,模拟结果较好。 相似文献
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基于Copula函数原理,利用武江流域实测水文资料,以广义GDP为洪峰洪量边缘分布,构建了流域组合变量Copula概率分布模型,分析了洪峰与洪量、洪量与洪水历时、洪峰与洪水历时的联合概率分布,绘制各种变量组合下的联合分布图及重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪水单变量设计值与多维联合设计值的区别。结果表明:广义GDP分布能很好的描述洪峰、洪量边缘分布,而基于广义GDP分布和指数分布构建的两变量Copula联合概率分布模型不限定变量的边缘分布,对各种类型的水文变量联合分布拟合效果较好;能全面反映洪水各特征属性不同等级下的联合发生频率,对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布模型描述洪峰流量、洪量、洪水历时等特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险。 相似文献
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基于地貌参数法的无资料地区洪水预报研究 总被引：2，自引：1，他引：1
为了探索无资料流域的洪水预报问题,以改进的HBV模型为例,介绍应用地貌参数法推求无资料地区模型参数的方法。并利用武江流域实测50场雨洪资料,对改进的HBV模型进行率定,在参数达到较好的模拟效果后,与流域的地貌参数建立相关关系,然后利用所建立的相关关系及武江支流田头水和韩江支流丰良河的地貌参数,推求模型参数,最后用田头水和丰良河各50场洪水进行验证,取得了较好效果。 相似文献
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以van Genuchten模型表述的土壤水分特征曲线为基础,推导出流域单点缺水量,并结合TOPMODEL模型中地形指数与地下水位关系,建立了反映地形和土壤特征共同影响的蓄水容量模型,通过统计方法从栅格尺度蓄水容量获得流域尺度蓄水容量曲线,取代传统新安江模型中率定的蓄水容量曲线。以淮河流域紫罗山子流域为例,分析地形特征与土壤类型对蓄水容量的影响;并与实测流量过程以及原新安江模型模拟的流量过程对比,表明模型能较好地模拟场次洪水过程。模型将蓄水容量曲线显式表述,减少了新安江模型参数,为无资料地区的水文模拟提供了分析方法。 相似文献
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选择我国华北地区若干流域,建立了三个月降水径流模型——统计模型、比利时模型和新安江模型。分析结果表明;统计模型能较好地反映流域输出对输入的响应,新安江模型(改进后)则能较好地描述半干旱地区流域的产汇流特性,模型拟合效果也较好,而比利时模型,经初步应用,拟合效果比新安江模型差。 相似文献
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以淮河流域为研究对象,选择分布式水文模型HMS,结合GIS技术,通过构建数字流域,提取流域特征信息,最终构建了分布式陆面-水文耦合模型(LSX-HMS).采用扰动分析法进行参数敏感性分析,利用实测水文资料进行参数率定和模型验证,确定性系数达0.760～0.939,表明该耦合模型在淮河流域具有较好的适用性.应用LSX-HMS对淮河蚌埠以上集水区域1980—1987年8a平均降水、蒸散发、日径流量和相对土壤含水量的空间分布进行了模拟.结果表明:各水文要素的空间分布存在较大的差异性,降水要素的分布呈随纬度递减的趋势;蒸散发和径流量两个变量都是上游小,中下游大;相对土壤含水量在研究区西部及西南部的山区和丘陵区较低,平原区较高.研究成果为淮河流域水土资源合理开发利用、调配和管理提供依据. 相似文献
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喀斯特流域降雨-径流人工神经网络模型结构分析及模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
喀斯特流域降雨-径流响应是一个非线性过程,分析确定地下河流量过程的主要影响因子对喀斯特流域水文过程模拟具有重要意义。本文利用普定后寨河流域实测降雨、径流系列资料,采用神经网络权重分析法确定该流域的人工神经网络模型结构为两个隐含层、三个输入变量,该人工神经网络模型结构可以保持降雨-径流模拟的稳定性。模型经交叉训练与验证,训练期效率系数（NSC）达0.9以上,验证期NSC达0.88以上。说明神经网络权重分析法能够较好地确立预报因子与预报对象的关系,为喀斯特流域降雨-径流模拟提供一种有效的分析手段。 相似文献
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发展对数据依赖程度低、快捷实用和精准的模拟预报技术,可为资料缺乏地区径流模拟预测提供有效的解决办法。从数据驱动的角度,提出一种融合相空间重构(PSR)和长短期记忆神经网络(LSTM)的径流预测复合模型PSR-LSTM,在国内外不同气候分区的10个流域(站点)进行验证。结果表明：PSR-LSTM能够提取水文变量的多维子空间特征,并较好预测不同时间尺度的径流变化过程;相较于LSTM,PSR-LSTM预测未来1、3、5、7、9时间步长的纳什效率系数在10个流域平均提高1.49%～9.77%,均方根误差平均降低17.01%～19.72%,对训练数据量的依赖程度相比LSTM降低25%～33%。研究成果可为广大资料短缺流域水文过程模拟和预测提供参考。 相似文献
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祁连山区冰川演变特征及对气候变化的响应——以苏干湖流域为例 总被引：3，自引：3，他引：0
冰川是西北干旱地区河流补给的重要来源,近几十年来,受气候变化影响,西北内陆河冰川面积退缩强烈,对流域水资源产生重大影响。利用1989-2013年的TM/ETM+遥感影像资料,通过波段比值阈值法结合GIS技术,提取了祁连山区苏干湖流域共计17期冰川边界数据,分析了冰川规模的变化规律,并结合气象资料研究了冰川区夏季气温和前期降水与冰川面积变化的响应关系,同时进行了相关性分析。结果表明：1989-2013年冰川面积呈持续退缩趋势,缩减速率为-3.01 km2·a-1,年平均面积退缩率为-0.87%,冰川面积由快速缩减变为略微消融。其中,1989-2000年冰川面积急剧退缩,缩减速率达到-4.49 km2·a-1,2000年后冰川面积有较小的减少趋势,缩减速率为-0.09 km2·a-1。分析认为,升温幅度的增大是导致20世纪90年代以来苏干湖流域冰川退缩加剧的根本原因,而冰川面积对于降水量的变化并不敏感,建立了冰川区7-8月平均气温与冰川面积的回归关系式。 相似文献
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辽东湾是我国冰情最严重海域,每年冬季都会受到海冰的显著影响,冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性,结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型,可实现局地小尺度的冰情快速预测评估。基于2017—2018年冬季辽东湾东岸红沿河附近海域实测气象-水温-冰情同步观测数据,结合辽东湾大尺度整体冰情（浮冰面积）,推演局地气温、水温与不同尺度冰情评价参数（浮冰范围与冰厚）的相关关系,提出基于不同气温区间的气温变化规律的冰底热通量选取方法,进而建立适用于辽东湾的气温-水温-冰情评估方法。相关性分析结果显示：观测点气温与水温存在明显相关性;浮冰范围与气象数据存在明显相关性,临界温度为 -5 ℃的累计负气温能很好拟合本年度盛冰期浮冰范围。基于HIGHTSI进行数值模拟后发现：水温与块体积法计算冰底热通量时,冰水间的热传递系数取2.2×10-5是可行的;水温对冰情的影响表现在海冰冰厚最大值与冰期长短。为弥补辽东湾其他海域因缺少实测海水温度观测数据欠缺、冰底热通量选取不准选取导致的冰情模拟预测评估困难的问题,本文依据水温与气温的相关性,将水温随气温变化划分为结冰区（气温小于-10 ℃时水温维持冰点附近）、过渡区（气温为-10~-5 ℃时水温处于-1.4~-0.4 ℃）、融冰区（气温高于-5 ℃时水温随气温的增大逐渐增大）,进而提出适用于辽东湾所有海域的冰底热通量计算方法和冰情评估方法。 相似文献
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Yingdong Yu Jiahong Liu Zhiyong Yang Yongqiang Cao Jing Chang Chao Mei 《Arabian Journal of Geosciences》2018,11(11):270
The Yuanshui River Basin is one of the most important river basins ensuring food production and livelihoods in the Hunan and Guizhou Provinces of China. Based on digital elevation model, land use, soil, and meteorological data, the soil and water assessment tool was used to analyze the response of water resources in the basin to climate change. Specifically, the monthly runoff from the Yuanshui River Basin was simulated. Runoff measurements from the 1961–1990 series were used to calibrate model parameters, and measurements from the 1991–2010 series were used for model validation. The Nash–Sutcliffe efficiency coefficient, correlation coefficient, and water balance error were used to evaluate the simulation results; the values obtained for these parameters were 0.925, 0.929, and 2.0%, respectively, indicating that the established model can be applied successfully to runoff simulations. To evaluate the effects of climate change and human activities on runoff, 24 different climate scenarios were modeled. By comparing the model simulation results with the baseline scenario, the effects of climate change were analyzed by year, during the dry season, and during extremely dry conditions. The results showed that runoff decreased with increasing air temperature and decreasing precipitation, and that the effects of rainfall on runoff were greater than those of air temperature. Under the same baseline conditions, the effects of climate change on runoff were most pronounced during extremely dry months. 相似文献
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Margaret Shanafield James L. McCallum Peter G. Cook Saskia Noorduijn 《Hydrogeology Journal》2017,25(5):1501-1508
Time-series temperature data can be summarized to provide valuable information on spatial variation in subsurface flow, using simple metrics. Such computationally light analysis is often discounted in favor of more complex models. However, this study demonstrates the merits of summarizing high-resolution temperature data, obtained from a fiber optic cable installation at several depths within a water delivery channel, into daily amplitudes and mean temperatures. These results are compared to fluid flux estimates from a one-dimensional (1D) advection-conduction model and to the results of a previous study that used a full three-dimensional (3D) model. At a depth of 0.1 m below the channel, plots of amplitude suggested areas of advective water movement (as confirmed by the 1D and 3D models). Due to lack of diurnal signal at depths below 0.1 m, mean temperature was better able to identify probable areas of water movement at depths of 0.25–0.5 m below the channel. The high density of measurements provided a 3D picture of temperature change over time within the study reach, and would be suitable for long-term monitoring in man-made environments such as constructed wetlands, recharge basins, and water-delivery channels, where a firm understanding of spatial and temporal variation in infiltration is imperative for optimal functioning. 相似文献
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东北多年冻土地区地基承载力对气候变化敏感性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来,中国东北多年冻土地区正处于显著的增温过程中。由此导致多年冻土逐渐退化,并严重影响到构筑物的稳定性。以0.05 ℃的年平均气温上升率为背景,采用带有相变的传热学有限元方法,对中国东北多年冻土地区不同初始气温条件和不同含冰量类型冻土的地基温度状况以及季节活动层厚度变化进行了模拟;利用温度场有限元数值试验结果和已有承载力试验数据分析了不同类型冻土地基的力学性质对气温变化敏感性,评估了气温变化对各类冻土地基承载力的影响。气候变化对多年冻土地区构筑物稳定性影响程度取决于两个环节：其一,冻土地基温度状况对气候变化的响应;其二,冻土地基力学性质对地基温度变化的敏感性。研究结果表明,冻土地基含冰量和温度状态对其承载力随气温变化的敏感性具有显著的影响。含土冰层地基承载力对气温变化最为敏感,气温变化对高温冻土地区浅层地基承载力以及桩-土冻结强度影响较大;而深基础桩端冻土地基承载力受气候变化影响相对较小。 相似文献
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SWAT模型水文过程模拟的数据不确定性分析——以青海湖布哈河流域为例 总被引：4，自引：2，他引：2
降水、 气温的空间分布是影响流域水量平衡模拟的关键因素, 运用距离权重反比法(IDW)、 梯度距离权重反比法(GIDW)、 样条函数法(Spline)和克里金插值法(Kriging)对青海湖流域及周边地区43个气象站1995-2009年逐日气温和降水进行了空间插值, 并以气象要素空间插值数据驱动模型, 进行布哈河流域径流模拟. 选用布哈河口月平均流量, 以Nash-Suttclife系数(Ens)、 相关系数(R)和相对误差(RE)为评价指标, 进行校准期(2000-2004年)和验证期(2005-2009年)的径流模拟效果比较. 结果表明: 径流模拟精度较高, GIDW和IDW更适合于布哈河流域的气象要素空间化, 并且气象要素空间插值数据误差是引起模型模拟不确定性和参数据不确定性的原因之一. 相似文献
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冻土覆盖率高的小流域的径流形成受温度因素控制明显,普通水文模型不适用,而常规冻土水文模型因需要较多的气象观测要素而难以应用。考虑冻土流域产流机制,利用青藏高原腹地风火山小流域2017—2018年逐日降水、气温、径流观测数据,以降水、气温为输入,径流为输出,基于长短期记忆神经网络（LSTM）建立了适用于小流域尺度的冻土水文模型,并利用2019年观测数据进行验证。模型得益于LSTM特殊的细胞状态和门结构能够学习、反映活动层冻融过程和土壤含水量变化,具有一定的冻土水文学意义,能很好地模拟冻土区径流过程。模型训练期R2、NSE均为0.93,RMSE为0.63 m3·s-1,验证期R2、NSE分别为0.81、0.77,RMSE为0.69 m3·s-1。同时,为了验证模型可靠性,将模型应用于邻近的沱沱河流域,模型训练期（1990—2009年）R2、NSE均为0.73,验证期（2010—2019年）R2、NSE分别为0.66、0.64,模拟结果较好。考虑到未来气候变化,通过模型对风火山流域径流进行了预测：降水每增加10%,年径流增加约12%;气温每升高0.5 ℃,年径流增加约1%;春季融化期、秋季冻结期径流增幅明显,而由于蒸发加剧、活动层加深,径流在8月出现了减少。模型经训练后依靠降水、气温作为输入能较好地模拟、预测青藏高原冻土区小流域径流,为缺少土壤温度、水分等观测数据的冻土小流域径流研究提供了一种简单有效并具有一定物理意义的方法。 相似文献
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SWAT模型中天气发生器与数据库构建及其验证 总被引：2，自引：0，他引：2
提出了通过日照时数和太阳辐射量的相关关系来估算逐日辐射量的方法。采用日平均温度和日平均湿度来计算日露点温度，以建立SWAT模型天气发生器。采用插值方法对土壤粒径进行转换，并利用SPAW程序估算土壤水特性参数，建立了SWAT模型土壤属性库。将构建的SWAT模型应用于潮河上游下会水文站以上流域的水文过程模拟，月效率系数≥0．91，确定性系数≥0．93，取得了非常好的模拟效果。结果表明在缺乏详细的气象和土壤数据情况下，可以构建SWAT模型进行水文模拟研究。 相似文献
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Urbanisation and climate change can have adverse effects on the streamflow and water balance components in river basins. This study focuses on the understanding of different hydrologic responses to climate change between urban and rural basins. The comprehensive semi-distributed hydrologic model, SWAT (Soil and Water Assessment Tool), is used to evaluate how the streamflow and water balance components vary under future climate change on Bharalu (urban basin) and Basistha (rural basin) River basins near the Brahmaputra River in India based on precipitation, temperature and geospatial data. Based on data collected in 1990–2012, it is found that 98.78% of the water yield generated for the urban Bharalu River basin is by surface runoff, comparing to 75% of that for the rural Basistha basin. Comparison of various hydrologic processes (e.g. precipitation, discharge, water yield, surface runoff, actual evapotranspiration and potential evapotranspiration) based on predicted climate change scenarios is evaluated. The urban Bharalu basin shows a decrease in streamflow, water yield, surface runoff, actual evapotranspiration in contrast to the rural Basistha basin, for the 2050s and 2090s decades. The average annual discharge will increase a maximum 1.43 and 2.20 m3/s from the base period for representative concentration pathways (RCPs) such as 2.6 and 8.5 pathways in Basistha River and it will decrease a maximum 0.67 and 0.46 m3/s for Bharalu River, respectively. This paper also discusses the influence of sensitive parameters on hydrologic processes, future issues and challenges in the rural and urban basins. 相似文献