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基于分形理论的灌溉水有效利用系数空间尺度变异 总被引：2，自引：0，他引：2
基于2010 年度广东省75 处样点灌区的实测资料和遥感图像, 应用分形理论, 采用网格盒维数法计算了各样点灌区盒维数, 结果表明:广东省灌区具有明显的分形特征, 盒维数介于1.0004~1.675 之间, 分维数均值为1.308, 形状指数均值为0.335, 都随灌区规模呈同步减小趋势。不同规模灌区盒维数大型灌区(1.442) > 中型灌区(1.287) > 小型灌区(1.195)。灌溉水有效利用系数与空间分形特征诸因子中以非空网格对数值最高, 相关性达到0.941。基于此, 建立了不同网格尺度下的灌区面积与灌溉水有效利用系数和盒维数空间尺度变异函数。同时, 从影响灌溉水有效利用系数的众多因素中, 选取了工程评价值、盒子维数、灌区形状指数、参考作物蒸发蒸腾量ET0 和当年降水量5 项指标进行了空间格局影响因素分析, 结合灰关联计算结果表明:空间各影响因素中以工程评价因子的关联度最高, 达到0.8478, 其次为形态特征因子, 自然气象因子影响最小。尝试利用分形理论为不同面积尺度灌区灌溉水有效利用系数的空间变异规律分析和尺度转换提供一种新的思路, 该结果对于指导灌区投资改造和规划建设, 具有较强的理论和应用价值。 相似文献
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我国西北干旱区内陆河流域水资源匮乏,水资源利用主要用于农业生产,准确估算内陆河流域蒸散发与农业灌溉效率,对研究内陆河流域气候变化和水资源合理利用具有重要作用。利用基于地表能量平衡方程的SEBAL模型,对2017—2018年疏勒河流域蒸散量进行定量估算与时空分布特征分析,并结合降水量与净灌溉水量数据,对疏勒河流域昌马灌区的年内灌溉水有效利用系数进行估算。结果表明：（1） 疏勒河流域2017—2018年日均ET呈单峰变化趋势,最大值为6月的5. 03 mm·d–1,最小值为12月的0. 55 mm·d–1,并存在明显的空间分布差异。（2） 疏勒河流域四季ET差异显著,夏季ET达到最高的201. 83 mm,春秋次之,冬季最低为53. 92 mm;ET由东南向西北逐渐减小,流域上游ET明显高于中下游地区。（3） 昌马灌区各灌溉时段不同的灌溉水量造成了各灌季蒸散量的差异,灌区ET高值区主要分布在中部与东南部,低值区主要分布在西北部和灌区边缘。（4） 昌马灌区年内灌溉水有效利用系数呈下降趋势,其中春灌、夏灌、秋灌和冬灌分别为0. 76、0. 71、0. 69和0. 55,年均灌溉水有效利用系数为0. 67。 相似文献
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黄土高原流域水系的HORTON级比数和分形特性 总被引：15，自引：0，他引：15
研究河道长度与江水面积关系，并将Hortoh定律和水路网分形理论应用于黄土高原的流域水系。24个流域（面积140km^2-7341km^2）沟道长度与汇水面积，幂函数关系最好（L＝aA^b)。Horton级比参数与水道级别无关，近于常数。采用几种模型计算分维值，比较国外的研究结果。不同公式计算的分维，意义不同。公式d=lnRL/lnRB表示长度分维，D＝2LnRB/LnRA代表面积分维。这些分维值，在一定程度上，可认为是常数，但并不是精确的固定值，它们都与沟谷密度无关，与沟道长度或者江水面积之间的关系不明显。 相似文献
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为分析荆南三口河系水位演变规律与江湖水量交换关系。依据1956—2017年荆南三口、湖南四水、洞庭湖城陵矶站以及长江干流枝城站月平均水位及流量和该流域8个雨量站的降水数据,运用Mann-Kendall趋势检验法、回归分析、流量年特征值等方法研究了三口水位的时序演变特征及其与流量、降水、江湖水量交换、人类活动的关系。结果表明：① 与阶段一（1956—1966年）相比,阶段二（1967—1980年）、三（1981—2002年）、四（2003—2017年）河系年平均水位、年最高水位分别下降0.74 m、0.37 m,年最低水位上升0.07 m;② 在涨（4—5月）、丰（6—9月）、退（10—11月）、枯（12月—次年3月）四个水文节点上,最低水位降幅最大（-0.98 m）,平均水位次之（-0.78 m）,最高水位最小（0.55 m）,并将其降幅按水文节点排序依次为退水期（-0.95 m）>丰水期（-0.61 m）>涨水期（-0.21 m）>枯水期（0.15 m）;③ 河系水位变化与其流量变化有着较好的一致性（二者的相关系数r =0.65）,与降水量相关性较弱（r =-0.16）,但2002—2017年相对干旱的气候加剧了河系水位的下降。从总体上看,长江枝城来水量减少和以水利工程为代表的人类活动方式是导致荆南三口河系特征水位下降的主要驱动因素。 相似文献
5.
以树状河系为研究对象,分析其空间特征,建立基于图论的水系网矢量模型。依据树状河系中主支流汇合关系识别流向,提出近似180°假设和长度最长原理搜索主流的算法,并以支流级别自动建立树状河系的Horton码。 相似文献
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灌区中居民点与水土资源邻近关系——以张掖绿洲为例 总被引：1，自引：1，他引：0
干旱区内陆河流域的核心在于水,核心区域在于绿洲。灌区是构成绿洲的最基本单元。论文应用最邻近距离指数(NNI),分析了张掖绿洲灌区中居民点与水浇地及渠系之间的空间耦合关系,结果表明:在张掖大小共39个灌区中,有22个灌区的NNI值<0.5,灌区中居民点总体表现为聚集分布态势,但空间差异明显,沿山灌区居民点聚集程度明显高于绿洲中腹灌区,映射出不同灌区水资源的基本约束力。从微观角度考察,居民点与水浇地、渠系、道路之间的平均临近距离从沿山独立灌区-绿洲边缘灌区-绿洲中腹灌区逐步增加,说明沿山灌区水浇地、渠系与居民点的关系更密切。灌区中居民点与渠系、水浇地表现出显著的"亲水型"和"亲地型","质点"(居民点)-"廊道"(渠系和路网)-"域面"(土地)之间存在非常密切的相互依存关系。 相似文献
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1958-2006年玛纳斯河流域水系结构时空演变及驱动机制分析 总被引：3，自引：0，他引：3
为了研究玛纳斯河流域水系结构演变状况,利用其1958、1976、1987、2006年4期遥感影像图,在ArcInfo支持下进行目视解译,根据解译结果,定量分析了水系长度、密度、分枝比、长度比和分维等参数的变化特征,并探讨其主要驱动因素.研究表明:1958-2006年玛纳斯河流域水系变化满足Horton定律,水网数目及河道平均长度随水网级别呈几何级数变化,并且水网密度、水系长度比、分枝比等参数持续增大;流域内绿洲地区水网密度高于南部源流山区与北部荒漠区,这种区域差异是由不同生态经济单元的自然生态环境类型、社会经济发展状况,综合发展需求及生态修复重建等方面共同决定的;玛纳斯河流域水资源量近50年来不断增加,人口数量持续攀升,耕地与绿洲面积不断扩大等因素是玛纳斯河流域水网结构演变的主要驱动力.然而耕地不能无限扩大,绿洲也不能过度扩张,要以水资源的承载能力为限,因此确定合理的绿洲面积,优化水系结构,提高水资源利用效率将成为今后研究的重点. 相似文献
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水系连通变异下荆南三口河系水文干旱识别与特征分析 总被引：3，自引：2，他引：1
为揭示水系连通变异下荆南三口河系水文干旱演变特征,运用荆南三口河系五站1956-2016年的月径流量数据,采用游程理论识别该河系水文干旱特征变量,并运用Kolmogorow-Smirnov优度检验法选出干旱历时、干旱强度和峰值的概率分布函数,构建出水文干旱特征联合分布Copula函数,对水系连通变异下该河系水文干旱特征进行深入研究。结果表明：① 1989年为荆南三口河系（1956-2016年）水系连通变异分割点;② 该河系连通性变异前后水文干旱特征均发生显著变化,水文干旱事件发生的次数增多,干旱历时增长,干旱强度增大,峰值增高;③ 各站点的相同单变量重现期下二维联合重现期在水系连通变异前基本上均比水系连通变异后长,二维同现重现期在水系连通变异前均比水系连通变异后短;④ 水系连通变异后,该河系水文干旱历时、干旱强度和峰值呈现增加趋势,且在相同单变量重现期的情况下,干旱历时更长,干旱强度更大,峰值更高;⑤ 水系连通变异后水文干旱特征的变化幅度与变异前存在差异,不同河系其水文干旱特征的变化幅度不同。 相似文献
9.
威海市土地利用分形特征动态变化 总被引：9，自引：2，他引：7
基于威海市三期土地利用遥感解泽数据,应用土地利用空间形态分形模型,获得了1985年、1995年和2000年三个时期威海市各主要地类的分形维数和稳定性指数;通过叠加分析等方法,计算出了1985-1995年、1995-2000年和1985-2000年三个时间段各主要地类动态度.在此基础上.对威海市土地利用分形特征时空格局变化特点、动态度变化特点进行了研究.结果显示:1985年、1995年和2000年分维数较大的主要地类均是未利用土地、城镇用地和水域等,分维数较小的地类均是农村居民点和其他建设用地.从1985年到2000年,各主要地类的分维数平均值旱现出逐渐减少的趋势,总的来看,土地利用类型的形态向着简单、规则的方向发展.在不同时段,各主要地类的分维数和稳定性指数变化特点存在较大差异.农村居民点、其他建设用地和未利用土地在三个时期的空间结构较稳定,水域、城镇用地、草地和耕地在三个时期的空间结构较不稳定.1985-1995年,威海市城镇用地年增长率最大,林地年减少率最大;1995-2000年,城镇用地年增长率最大,水域年减少率最大;1985-2000年,城镇用地年增长率最大,未利用土地年减少率最大;威海市城镇扩展迅速,城镇化趋势显著.社会经济快速发展、政府规划、城镇化等因素是威海市主要地类分形维数、稳定性指数和动态度变化的主要原因. 相似文献
10.
城市系统的异速生长关系与位序-规模法则——对Steindl模型的修正与发展 总被引：17，自引：10，他引：17
基于Steindl模型的建模思想，设置一个时间－年龄变量T，将城市规模（P）－数目（f)异速生长的假设条件重新构造为dP(T)/dT=gP(T),df(T)/dT=-rf(T)，据此导出反映城市等级－规模关系的Beckmann-Davis模型：P（m)-P1λ^m-1,f(m)=f1δ^1-m，进而导出三参数Zipf定律：P（r)=C(r-a)^-dx,式中g=lnλ，r=lnδ,C=p1[δ/(δ-1)]^dx，α=1/(1-δ),dz=g/r=lnλ/lnδ。根据几何测度关系建立分维方程：dz=Dp/Df，从而揭示：城市规模分布的分维D＝1／dz在本质上乃是城市体系空间结构的分维Df与各城市人口空间分布的平均维数Dp之比。 相似文献
11.
Measuring and modeling two-dimensional irrigation infiltration under film-mulched furrows 总被引：1，自引：0，他引：1
Furrow irrigation with film-mulched agricultural beds is being promoted in the arid region of northwest China because it im-proves water utilization. Two-dimensional infiltration patterns under film-mulched furrows can provide guidelines and criteria for irrigation design and operation. Our objective was to investigate soil water dynamics during ponding irrigation infiltration of mulched furrows in a cross-sectional ridge-furrow configuration, using laboratory experiments and mathematical simulations. Six experimental treatments, with two soil types (silt loam and sandy loam), were investigated to monitor the wetting patterns and soil water distribution in a cuboid soil chamber. Irrigation of mulched furrows clearly increased water lateral infiltration on ridge shoulders and ridges, due to enhancement of capillary driving force. Increases to both initial soil water content (SWC) and irrigation water level resulted in increased wetted soil volume. Empirical regression equations accurately estimated the wetted lateral distance (Rl) and downward distance (Rd) with elapsed time in a variably wetted soil medium. Optimization of model parameters followed by the Inverse approach resulted in satisfactory agreement between observed and predicted cumulative infiltration and SWC. On the basis of model calibration, HYDRUS-2D model can accurately simulate two-dimensional soil water dynamics under irrigation of mulched furrows. There were significant differences in wetting patterns between unmulched and mulched furrow irrigation using HYDRUS-2D simulation. The Rd under the mulched furrows was 32.14% less than the unmulched furrows. Therefore, film-mulched furrows are recommended in a furrow irrigation system. 相似文献
12.
A statistical framework is introduced that resolves important problems with the interpretation and use of traditional Horton regression statistics. The framework is based on a univariate regression model that leads to an alternative expression for Horton ratio, connects Horton regression statistics to distributional simple scaling, and improves the accuracy in estimating Horton plot parameters. The model is used to examine data for drainage area A and mainstream length L from two groups of basins located in different physiographic settings. Results show that confidence intervals for the Horton plot regression statistics are quite wide. Nonetheless, an analysis of covariance shows that regression intercepts, but not regression slopes, can be used to distinguish between basin groups. The univariate model is generalized to include n > 1 dependent variables. For the case where the dependent variables represent ln A and ln L, the generalized model performs somewhat better at distinguishing between basin groups than two separate univariate models. The generalized model leads to a modification of Hack's law where L depends on both A and Strahler order ω. Data show that ω plays a statistically significant role in the modified Hack's law expression. 相似文献
13.
Karl S. Zimmerer 《The Professional geographer》2013,65(3):335-356
The global shift to small- and medium-scale irrigation is potentially compatible with high-agrobiodiversity production. A case study of the Cochabamba region in central Bolivia between 1990 and 2002 is designed to examine new interactions of irrigation with agrobiodiversity through change and continuity of landscape structures and functions. Irrigation change contributed to increased commercial potato and peach farming. Still persistent interactions of canal woodland habitat (landscape matrix including uncultivated or “wild” agrobiodiversity) with patches of cultivated agrobiodiversity helped ensure nutrient transfer and likelihood of gene flow. Farmers' field-level responses continued to include agrobiodiversity, especially multiple farmer varieties (FVs) of Andean maize. Capacities of social–ecological resilience in the period from 1990 to 2002 are estimated to have been moderate in anthropogenic canal woodlands (> 95 percent continued cover, albeit with reduced connectivity) and cultivated agrobiodiversity (viable with local loss of Andean potato FVs) and moderate-high in wild agrobiodiversity (viable with reduced capacity due to modified weed management). Indigenous “ethnodevelopment” applied to Andean community irrigation contributed positively to social–ecological resilience, albeit with significant limitations. Findings recommend that global change policies build emphasis on the interactions of water resource and agrobiodiversity management. 相似文献
14.
针对当前黄土地区公路自然区划宏观程度高、实际难应用等问题,研究新的区划方案、寻找理想的区划指标意义重大。以分形理论为基础,分析了甘肃黄土粒度分布的分形结构特征。结果显示,黄土具有良好的统计自相似性,其分维值介于2.15~2.705之间;黄土的粒度分维值可定量表征黄土的物理、力学和水理性质及差异,即黄土的粒度分维值越大,其干密度、比表面积、粘聚力、内摩擦角越大,微、小孔隙含量越高,但其平均孔径、孔隙比、湿陷系数和渗透系数越小,其工程地质性质愈稳定;在空间上,黄土粒度分维值存在显著的区域性变化规律,反映了甘肃黄土地区二级公路自然区划的5个二级区的差异。认为黄土粒度分维值可作为公路自然区划的主要指标之一,参与三级区的划分,为公路工程的设计、施工提供科学依据。 相似文献
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在地貌瞬时单位线中作者假定沿任一“路径”的等待时间密度函数成Γ型分布。本文讨论了Γ型地貌瞬时单位线的推导、参数确定和特点。并取蛇家口、三川口流域的突测资料验证,计算洪峰值和涨洪历时与实测值十分接近。 相似文献
16.
Olive production with microirrigation systems has increased in the last 15 years in northwestern Argentina. An irrigation experiment in a commercial olive orchard was conducted from September 2005 to May 2007 under two different irrigation regimes (moderate irrigation MI, and high irrigation HI). From May 2006 to March 2007, soil evaporation was studied using microlysimeters located beneath olive trees, and spatial variability in a sunlit exposed area, and a shaded site was analyzed. The soil evaporation observed under the HI regime was higher than the equilibrium evaporation during the entire experimental period, while the soil evaporation under the MI regime was higher than the equilibrium evaporation only during end of autumn and winter. The high values of evaporation were associated with microadvection in the shaded area, but not in the sunlit sites between olive trees, based on the use of a microadvection coefficient. A model that takes into account the surface energy balance was used to estimate soil evaporation under the olive tree canopy. The first day after irrigation the model underestimated the observed values due to microadvection in the areas wetted by the drip emitters, whereas subsequent days (>1 day) the effect of microadvection was not present. 相似文献
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在地貌瞬时单位线中作者假定沿任一“路径”的等待时间密度函数成Γ型分布。本文讨论了Γ型地貌瞬时单位线的推导、参数确定和特点。并取蛇家口、三川口流域的突测资料验证,计算洪峰值和涨洪历时与实测值十分接近。 相似文献