Modelling the effect of changing precipitation inputs on deep soil water utilization          下载免费PDF全文

Ji Qi  Daniel Markewitz  David Radcliffe 《水文研究》2018,32(5):672-686

Forests in the Southeastern United States are predicted to experience future changes in seasonal patterns of precipitation inputs as well as more variable precipitation events. These climate change‐induced alterations could increase drought and lower soil water availability. Drought could alter rooting patterns and increase the importance of deep roots that access subsurface water resources. To address plant response to drought in both deep rooting and soil water utilization as well as soil drainage, we utilize a throughfall reduction experiment in a loblolly pine plantation of the Southeastern United States to calibrate and validate a hydrological model. The model was accurately calibrated against field measured soil moisture data under ambient rainfall and validated using 30% throughfall reduction data. Using this model, we then tested these scenarios: (a) evenly reduced precipitation; (b) less precipitation in summer, more in winter; (c) same total amount of precipitation with less frequent but heavier storms; and (d) shallower rooting depth under the above 3 scenarios. When less precipitation was received, drainage decreased proportionally much faster than evapotranspiration implying plants will acquire water first to the detriment of drainage. When precipitation was reduced by more than 30%, plants relied on stored soil water to satisfy evapotranspiration suggesting 30% may be a threshold that if sustained over the long term would deplete plant available soil water. Under the third scenario, evapotranspiration and drainage decreased, whereas surface run‐off increased. Changes in root biomass measured before and 4 years after the throughfall reduction experiment were not detected among treatments. Model simulations, however, indicated gains in evapotranspiration with deeper roots under evenly reduced precipitation and seasonal precipitation redistribution scenarios but not when precipitation frequency was adjusted. Deep soil and deep rooting can provide an important buffer capacity when precipitation alone cannot satisfy the evapotranspirational demand of forests. How this buffering capacity will persist in the face of changing precipitation inputs, however, will depend less on seasonal redistribution than on the magnitude of reductions and changes in rainfall frequency.  相似文献   

鄱阳湖湿地典型植被群落地下水—土壤—植被—大气系统界面水分通量及水源组成     

许秀丽  李云良  谭志强  张奇 《湖泊科学》2018,30(5):1351-1367

地下水-土壤-植被-大气系统(GSPAC)界面水分传输是湿地生态水文过程研究的关键.本文选取鄱阳湖湿地高位滩地的2种典型植被群落:茵陈蒿(Artemisia capillaris)和芦苇(Phragmites australis)群落为研究对象,运用HYDRUS-1D垂向一维数值模拟,量化了湿地GSPAC系统界面水分通量,阐明了典型丰水年(2012年)和枯水年(2013年)鄱阳湖湿地植被群落的蒸腾用水规律和水源组成.结果表明:(1)茵陈蒿和芦苇群落土壤-大气界面的年降水入渗量为1570~1600 mm,主要集中在雨季4-6月,占年总量的60%;植物-大气界面的年蒸腾总量分别为346~470 mm和926~1057 mm,其中7-8月植被生长旺季最大,占年总量的40%~46%;地下水-根区土壤界面的向上补给水量受不同水文年水位变化的影响显著,地下水年补给量分别为15~513 mm和277~616 mm,主要发生在蒸散发作用强烈和地下水埋深较浅的时段.(2)植被蒸腾用水分为生长初期(4-6月)和生长旺季(7-10月)2个阶段,丰水年植被的整个生长期蒸腾用水充足,枯水年植被生长旺季的蒸腾用水受到严重水分胁迫,实际蒸腾量仅为潜在蒸腾量的一半左右.(3)不同水文年湿地植被生长旺季的水源贡献不同:丰水年茵陈蒿群落以地下水补给为主,芦苇群落以湖水和地下水补给为主;枯水年茵陈蒿群落以降水和前期土壤水储量为主,芦苇群落以地下水补给为主.本研究结果有助于揭示湿地植被的水分利用策略,为阐明湖泊水情变化与植被演替的作用机理提供参考依据.  相似文献   

永清M_S 4.3地震前永清井水温异常分析     

王艳  何案华  邓卫平  戴应洪  吕文青  王会芳 《地震地磁观测与研究》2018,39(6):173-180

2017年12月永清井观测温度急剧下降，采用该井水温、水位多年观测数据，从仪器测量原理及精细温度梯度测量出发，结合井孔资料，认为该变化为永清M_S 4.3地震（井震距<30 km）发生前的异常信息。利用正弦累加模型计算温度异常持续时间和幅度，发现该异常变化存在2个周期：①周期42天，温度变化幅度为0.042 12℃；②周期16.77天，温度变化幅度为0.018 62℃。分析认为，区域应力状态发生变化，使含水层渗透性受到影响，从而间接影响到井下温度传感器安放处水温。地震发生后近距离观测到水温异常变化尚属首次，利用模型对变化时间与幅度进行量化提取，可为经验预报、统计预报提供经典震例。  相似文献   

土耳其卡赞天然碱溶采对接井堵井原因分析及修复          下载免费PDF全文

涂运中  张正元  刘海翔  刘汪威  胡汉月 《探矿工程》2020,47(8):64-71

土耳其卡赞天然碱矿由于地质条件复杂，首采层不溶物含量高，矿层倾角大，在商业开采过程中易发生堵井事故。本文以P078水平对接井组为例，介绍了其施工工艺和注采井史，分析了引起井组堵塞的原因。遵循“先易后难、降低风险、控制成本”的原则，先后进行了直井单井循环、固井泵车压井和循环泥浆清理井底等各种尝试，最后提出了分支侧钻重新连通的技术方案，并成功修复了溶采通道，恢复了井组的正常生产。并在钻井施工组织、修井设计与施工和溶采作业等方面提出了建议。该技术对类似故障井组的修复具有一定的指导作用和借鉴意义。  相似文献   

A-FPN算法及其在遥感图像船舶检测中的应用     

于野  艾华  贺小军  于树海  钟兴  朱瑞飞 《遥感学报》2020,24(2):107-115

光学遥感图像船舶检测主要面临两个挑战:光学遥感图像背景复杂,船舶检测易受海浪、云雾及陆地建筑等多方面干扰;遥感图像分辨率低,船舶目标小,对于其分类与定位带来很大困难;针对上述问题,在FPN的基础上,提出一种融入显著性特征的卷积神经网络模型A-FPN (Attention-Based Feature Pyramid Networks)。首先,利用卷积提取图像特征金字塔;然后,利用顶层金字塔逐级构建显著特征层,抑制背景信息,通过金字塔顶层的细粒度特征提高浅层特征的表达能力,构建自上而下的多级显著特征映射结构;最后利用Softmax分类器进行多层级船舶检测。A-FPN模型利用显著性机制引导不同感受下的特征进行融合,提高了模型的分辨能力,对遥感图像处理领域具有重要应用价值。实验阶段,利用公开的遥感目标检测数据集NWPU VHR-10中的船舶样本进行测试,准确率为92.8%,表明A-FPN模型适用于遥感图像船舶检测。  相似文献   

川藏铁路3000 m水平定向钻井技术方案          下载免费PDF全文

张恒春  刘广  吴纪修  王庆晓  于好善  刘志强  许洁 《探矿工程》2020,47(11):1-6

川藏铁路设计多条超长深埋隧道，且多处于高海拔、高陡斜坡及雪线以上的无人山区，地形险峻，起伏大，交通条件差。沿隧道轴线的水平定向钻井为隧道勘察提供了一种有效的勘察手段。结合工程及地层特点，从钻井设备、工艺等方面，为超长隧道勘察提供了一种3000 m级水平定向钻井技术方案。方案明确了井身结构、全面钻进和长钻程取心钻进工艺、钻井液措施及部分复杂情况应对措施。以较少的钻探工作量，为隧道勘察提供更加详细的实物地质资料，真实反映隧道内的地质情况。  相似文献   

Experiments on Exploration of Shallow Fine Structures and the Construction of the 1-D Velocity Model in the Pingtan Island, Fujian     

GUO Yang  XU Jiajun  LIN Chen  JIN Xing  YAO Huajian  YANG Hongfeng  CAI Huiteng 《中国地震研究》2019,33(2):265-275

112 short-period seismographs were set up in the 400km² area of Pingtan Island and its surrounding areas in Fujian. The combined observations of the airgun source and ambient noise source were carried out using a dense array to receive the 387 airgun signals excited around the island and one month of continuous ambient noise recording. The 1-D P-wave and S-wave shallow velocity model of Pingtan Island is obtained by the inversion of the airgun body wave''s first arrival time data, and the reliability of the velocity model is verified by using the surface wave phase velocity dispersion curve, which can provide initial model for subsequent 3-D imaging. The experimental results show that this experiment is a successful demonstration of local scale green non-destructive detection, which can provide basic data for shallow surface structure research and strong vibration simulation of the Pingtan Island.  相似文献   

CTS-1E、CMG-3ESPC-120型地震计工作参数对比分析     

段绍鑫  乌尼尔  李晓东  张森  张小飞 《地震地磁观测与研究》2019,40(4):120-124

CTS-1E型、CMG-3ESPC-120型地震计安装架设在库尔勒地震台小泉沟观测点同一台基上，均使用EDAS-24GN型数据采集器进行实时数据采集，对比分析观测数据波形特征、地动噪声功率谱及动态范围等，明确2套地震计在实际观测中的性能差异，以便为地震监测数据分析及相关研究提供参考。  相似文献   

灰色稳健总体最小二乘估计及高铁路基变形预测     

陈洋  文鸿雁  覃辉  王清涛  周吕 《大地测量与地球动力学》2018,38(2):140-146

最小二乘估计和部分变量误差模型的总体最小二乘估计不具备抵御粗差的能力。鉴于粗差可能同时出现在灰色白化微分方程的观测值和系数矩阵中，本文提出基于IGGⅢ抗差方案的部分变量总体最小二乘稳健估计。结合仿真数据和高铁路基观测数据，系统地比较稳健最小二乘、部分变量总体最小二乘、本文算法参数估计结果和算法稳定性。结果表明，本文算法预测精度高，可以应用到高铁路基沉降预测中。  相似文献   

固体潮位移InSAR相位模拟及对广域地表形变监测的影响初探   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

李德伟  江利明  蒋厚军  董景龙  汪汉胜 《地球物理学报》2019,62(12):4527-4539

固体地球潮汐(Solid earth tide,SET)在地表产生的径向位移可达40～50 cm,形变梯度可达2 cm/100 km,是各种精密大地测量和地球物理观测必须考虑的因素之一.随着星载合成孔径雷达干涉测量(Interferometric synthetic aperture radar,InSAR)地表形变监测范围的不断增大以及对精度要求不断提高,固体潮位移对InSAR观测的影响不容忽视.本文利用固体潮位移理论模型,根据InSAR测量基本原理和Sentinel-1卫星成像参数,模拟了固体潮位移InSAR相位,定量分析了其时空分布特征,并以我国江汉平原和北美大平原的Sentinel-1数据为例,探讨了固体潮位移InSAR相位对广域地表形变监测的影响.结果表明:(1)固体潮位移对InSAR广域地表形变监测存在较大影响,在250 km×250 km范围中,以C波段为例,其相位变化可达12 rad(对应52 mm视线向形变);(2)固体潮位移相位在中低纬度(60°S—60°N)地区变化较大,两极地区较小,且在时间上具有明显的周期性;(3)在Sentinel-1 InSAR观测中,通过固体潮位移相位改正去除了干涉图中的部分低频相位偏差,相比原始干涉图,改正后的解缠相位标准差减小了约29%.本研究对于认识固体潮位移InSAR相位的时空分布特征以及提高星载InSAR广域地表形变监测的准确度与可靠性均具有重要意义.  相似文献