山区阶梯式河道水流阻力研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

罗铭  张焕  丁锐  黄尔  杨奉广 《水科学进展》2019,30(5):719-726

山区阶梯式河道是自然界来水来沙和山区大比降河床相互作用所形成的,其水力特性、河道阻力较为复杂。为了深入研究其阻力机理,从河床结构阻水的角度提出阶梯式结构糙率尺度的概念,得到了适用于阶梯式河道跌落水流的形体阻力系数表达式,并由不同来源的阻力分量构成了新的山区阶梯式河道水流总阻力系数公式。新公式结果表明,通过不同类型河段的野外试验数据,表面泥沙、阶梯形状以及漂石产生的阻力系数分量之和与试验测量总阻力系数数据的误差较小。随着雷诺数和阶梯单元尺寸的增加,河床表面的泥沙肤面阻力系数基本不变,阶梯式结构形成的跌落水流过渡到滑行水流,阶梯形体阻力系数逐渐变小,而较大粒径松散漂石产生的水流阻力系数只随着雷诺数的增大而减小。  相似文献   

城市下垫面空气动力学参数的确定   总被引：10，自引：1，他引：9  

李倩  刘辉志  胡非  洪钟祥  李爱国 《气候与环境研究》2003,8(4):443-450

分析近10年北京325m气象塔常年观测资料,研究城市化发展对城市大气边界层动力学结构和特征的影响.结果表明,空气动力学粗糙度和零平面位移总体是逐年递增的.气象塔西南方向的高层建筑群是20世纪90年代初期逐渐建成,在SW方向,空气动力学粗糙度和零平面位移在90年代增加明显,增加的幅度1997年和1999年之间较大,这一点与气象塔西南方向城市化的加快相符合.而在NE、SE和NW方向,从1987年到1994年空气动力学粗糙度和零平面位移增加明显,1994年以后变化较小.  相似文献   

郑州市市区风环境模拟研究     

申鑫杰  赵芮  何瑞珍  王琦  郭煜琛 《地球信息科学学报》2020,22(6):1349-1356

城市风环境是城市微气候研究的一个重要方向,对分析城市热岛效应、空气流通等具有重要意义。本文以郑州市市区为例,使用1971—2018年气象观测数据、2018年建筑分布数据（OSM）和2016年资源三号卫星数据作为数据源,通过运用气象学和GIS技术结合的方法,探究潜在通风廊道,科学量化城市形态对风环境的影响。研究首先借助WindNinja软件,对城市背景风环境进行模拟分析,该计算方法提高了风道定位的精度。然后利用卫星遥感数据制作了数字高程模型（DSM）,结合OSM计算下垫面地表粗糙度。进一步借助ArcGIS软件,利用最小成本路径法（LCP）确定城市潜在通风廊道的位置。结果表明：① 郑州市近年来平均风速缓慢下降,平均每10年下降0.26 m/s;全年主导风向东北风进入城市后受城市形态影响在京广铁路线附近以西逐渐转为东北偏东风,其中在京广快速路以东风速较高,在京广快速路以西风速较低;② 金水区西部、中原区、二七区以及管城区的地表粗糙度较高,通风环境较差;金水区东部和惠济区的地表粗糙度较低,通风环境较好;③根据盛行风向模拟的潜在通风廊道,其共同特点是趋向于低粗糙度的地区。  相似文献   

Estimation of hourly and daily evapotranspiration and soil moisture using downscaled LST over various urban surfaces     

Yitong Jiang 《地理信息系统科学与遥感》2017,54(1):95-117

Surface moisture is important to link land surface temperature (LST) to people’s thermal comfort. In urban areas, the surface roughness from buildings and urban trees impacts wind speed, and consequently surface moisture. To find the role of surface roughness in surface moisture estimation, we developed methods to estimate daily and hourly evapotranspiration (ET) and soil moisture, based on a case study of Indianapolis, Indiana, USA. In order to capture the spatial and temporal variations of LST, hourly and daily LST was produced by downscaling techniques. Given the heterogeneity in urban areas, fractions of vegetation, soil, and impervious surfaces were calculated. To describe the urban morphology, surface roughness parameters were calculated from digital elevation model (DEM), digital surface model (DSM), and Terrestrial Light Detection and Ranging (LiDAR). Two source energy balance (TSEB) model was employed to generate ET, and the temperature vegetation index (TVX) method was used to calculate soil moisture. Stable hourly soil moisture fluctuated from 15% to 20%, and daily soil moisture increased due to precipitation and decreased due to seasonal temperature change. ET over soil, vegetation, and impervious surface in the urban areas yielded different patterns in response to precipitation. The surface roughness from high-rise has bigger influence on ET in central urban areas.  相似文献   

多角度遥感估算稀疏团粒分布型土壤表面粗糙度方法初探     

亢阳卉  王锦地  周红敏  刘艳 《遥感学报》2013,17(1):180-192

表面粗糙度是影响土壤在微波波段发射和散射辐射的主要因素之一,也是微波遥感研究与应用的重要参量。由于微波后向散射还受介电特性、穿透深度等因素的影响,在微波遥感应用中往往难以单独考虑介质表面粗糙度,给参数估算与反演带来了一定困难。在可见光、近红外波段,粗糙度作为土壤表面重要的结构参数之一,直接影响着土壤的二向反射分布特征。因此,本文尝试利用光学多角度观测信息,反演土壤表面粗糙度。基于地表二向反射几何光学模型,假设裸土像元由随机分布于平坦表面的土壤团粒组成,将团粒近似为半椭球体,建立裸露土壤表面二向反射模型,模拟不同粗糙度条件下土壤表面像元的二向反射分布特征。进一步尝试采用多角度观测数据反演模型,估算土壤团粒的几何结构参数,进而计算土壤表面均方根高度,作为表面粗糙度的衡量指标。地面实测多角度数据的初步验证结果表明,多角度光学遥感估算土壤表面粗糙度的方法是可行的。  相似文献   

GEOMETRIC CHARACTERISTICS OF CO-SEISMIC SURFACE RUPTURES AND ACTIVE FAULTS          下载免费PDF全文

HAO Hai-jian  HE Hong-lin  WEI Zhan-yu  SHI Feng 《地震地质》2017,39(6):1267-1282

  相似文献   

分形岩石裂隙中渗流扩散运动的试验研究     

崔溦  邹旭  李正  江志安  谢武 《岩土力学》2020,41(11):3553-3562

由于存在大量粗糙不规则裂隙,使得岩体中流体运动极为复杂。针对天然粗糙岩石裂隙渗流试验存在物理模型隐蔽性和不可重复性等难点,基于三维Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建了粗糙节理面的裂隙通道,采用3D打印技术获得了透明精细的裂隙模型,使用微流体控制仪研究了不同试验条件下的裂隙渗流扩散运动,分析了裂隙通道流量与压力水头、裂隙宽度和分形维数之间的关系。研究结果表明：与平行板立方定律近似,在分形裂隙中,裂隙通道流量与压力水头成线性关系;单宽流量与裂隙通道的宽度成近似的三次方关系;考虑分形维数影响时,相同条件下流过裂隙通道的流量随着分形维数的增加而增加;粗糙裂隙渗流立方定律可采用与分形维数相关的幂指数函数进行修正。  相似文献   

合成孔径雷达反演裸露地表土壤水分的新方法   总被引：4，自引：0，他引：4  

余凡  赵英时 《武汉大学学报(信息科学版)》2010,(3)

提出了一种新的合成孔径雷达(SAR)反演裸露地表土壤水分的经验模型,该模型同时考虑了均方根高度S和相关长度L的影响,并将两个粗糙度参数合二为一,然后利用VV和VH极化的后向散射系数即可反演得到土壤水分。通过实测数据对模型进行了验证,发现在θ020°时,模型反演值与模拟值有着良好的相关关系(R2=0.71)。该模型在不需要测量地面粗糙度的情况下可以反演得到比较好的土壤水分精度,尤其适用于地表情况复杂、难以精确测量的地区。  相似文献   

岩体结构面粗糙度系数的统计估测   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

杜时贵  樊良本 《地球物理学报》1999,42(4):577-580

基于岩体结构面表面形态的各质异性、各向异性、非均一性和尺寸效应,本文提出粗糙度系数（JRC）的统计估测方法．根据11064条表面轮廓曲线的测量统计资料,提供16种典型岩体结构面3个方向的粗糙度系数经验值．本文的JRC经验值可直接用于岩体结构面的力学参数估算．  相似文献   

Monitoring soil surface roughness under growing winter wheat with low-altitude UAV sensing: Potential and limitations     

Nils Onnen  Anette Eltner  Goswin Heckrath  Kristof Van Oost 《地球表面变化过程与地形》2020,45(14):3747-3759

Soil surface roughness (SSR) is an important factor in controlling sediment and runoff generation, influencing directly a wide spectrum of erosion parameters. SSR is highly variable in time and space under natural conditions, and characterizing SSR to improve the parameterization of hydrological and erosion models has proved challenging. Our study uses recent technological and algorithmic developments in capturing and processing close aerial sensing data to evaluate how high-resolution imagery can assist the temporally and spatially explicit monitoring of SSR. We evaluated the evolution of SSR under natural rainfall and growing vegetation conditions on two arable fields in Denmark. Unmanned aerial vehicle (UAV) photogrammetry was used to monitor small field plots over 7 months after seeding of winter wheat following conventional and reduced tillage treatments. Field campaigns were conducted at least once a month from October until April, resulting in nine time steps of data acquisition. Structure from motion photogrammetry was used to derive high-resolution point clouds with an average ground sampling distance of 2.7 mm and a mean ground control point accuracy of 1.8 mm. A comprehensive workflow was developed to process the point clouds, including the detection of vegetation and the removal of vegetation-induced point cloud noise. Rasterized and filtered point clouds were then used to determine SSR geostatistically as the standard deviation of height, applying different kernel sizes and using semivariograms. The results showed an influence of kernel size on roughness, with a value range of 0.2–1 cm of average height deviation during the monitoring period. Semivariograms showed a measurable decrease in sill variance and an increase in range over time. This research demonstrated multiple challenges to measuring SSR with UAV under natural conditions with increasing vegetation cover. The proposed workflow represents a step forward in tackling those challenges and provides a knowledge base for future research. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献