Evaluating soil water routing approaches in watershed-scale,ecohydrologic modelling     

Garett Pignotti  Indrajeet Chaubey  Keith Cherkauer  Mark Williams  Melba Crawford 《水文研究》2021,35(3):e14034

Soil water dynamics are central in linking and regulating natural cycles in ecohydrology, however, mathematical representation of soil water processes in models is challenging given the complexity of these interactions. To assess the impacts of soil water simulation approaches on various model outputs, the Soil and Water Assessment Tool was modified to accommodate an alternative soil water percolation method and tested at two geographically and climatically distinct, instrumented watersheds in the United States. Soil water was evaluated at the site scale via measured observations, and hydrologic and biophysical outputs were analysed at the watershed scale. Results demonstrated an improved Kling–Gupta Efficiency of up to 0.3 and a reduction in percent bias from 5 to 25% at the site scale, when soil water percolation was changed from a threshold, bucket-based approach to an alternative approach based on variable hydraulic conductivity. The primary difference between the approaches was attributed to the ability to simulate soil water content above field capacity for successive days; however, regardless of the approach, a lack of site-specific characterization of soil properties by the soils database at the site scale was found to severely limit the analysis. Differences in approach led to a regime shift in percolation from a few, high magnitude events to frequent, low magnitude events. At the watershed scale, the variable hydraulic conductivity-based approach reduced average annual percolation by 20–50 mm, directly impacting the water balance and subsequently biophysical predictions. For instance, annual denitrification increased by 14–24 kg/ha for the new approach. Overall, the study demonstrates the need for continued efforts to enhance soil water model representation for improving biophysical process simulations.  相似文献   

毛乌素沙区1961-2016年降水特征     

张雪琴  刘树林  冯坤  郭紫晨  康文平  陈翔  支莹 《中国沙漠》2019,39(6):141-150

基于毛乌素沙区10个气象站1961-2016年观测资料，应用Mann-Kendall方法和t检验法对各气象站年降水量进行了突变检验，借助小波分析讨论了各气象站年降水量的周期特征，根据降水量等值线划分结果对整个研究区分区分析了年、季、月和日尺度上的降水变化特征，并在两个时段上分析了季节性降水的差异。结果表明：毛乌素沙区年降水量空间特征差异明显，东部亚区呈上升趋势，中西部亚区呈下降趋势，但变化趋势不显著且无突变发生；降水年内分配不均，干湿季分明，降水集中在5-9月，夏秋季降水占全年降水比重大，季、月和日尺度降水量存在梯度递减变化；年降水量的年际变化过程存在多重时间尺度的自相似结构；近26年的冬春季降水增加显著，但降水波动幅度小于前30年。  相似文献   

南海南部次表层叶绿素a质量浓度最大值及其影响因子*     

廖秀丽  戴明  巩秀玉  刘华雪  黄洪辉 《热带海洋学报》2018,37(1):45-56

文章分析了2013年南海南部4个季节航次的叶绿素a (Chl a)调查数据, 结果显示: 150m以浅水柱Chl a质量浓度均值分别为早春0.14mg•m^-3、初夏0.12mg•m^-3、初秋0.18mg•m^-3、初冬0.16mg•m^-3。早春和初夏偏低的原因与早春风速小, 初夏水温高, 不利于水体的垂直混合, 限制了深层海水中丰富的营养盐向上层水体补充有关。4个季节中海水次表层Chl a质量浓度最大值层(SCML)均出现在50m和75m, 这两个水层的Chl a质量浓度差异小, 季节变化不大, 平均值变化范围分别为0.24~0.26mg•m^-3和0.22~0.26mg•m^-3。受混合层深度和温跃层上界深度的共同影响, 50m水层Chl a质量浓度主要受制于深层富营养盐海水的向上补充, 75m水层Chl a质量浓度受水温的影响明显。  相似文献   

地质和岩土工程光电传感监测研究新进展——第六届OSMG国际论坛综述     

朱鸿鹄  施斌  张诚成 《工程地质学报》2020,28(1):178-188

第六届地质(岩土)工程光电传感监测国际论坛于2017年11月3~5日在南京大学顺利召开。本届论坛主题为"基础设施监测技术前沿及应用",共设置了35场特邀报告,来自近20个国家和地区的350余位代表参会。本届论坛显示,近几年来国内外地质和岩土工程光电传感监测领域的研究工作又取得了很多新进展:(1)光电感测解调技术不断成熟和完善,监测信噪比、空间分辨率等指标也突飞猛进;(2)国际上出现了一系列适用于地质与岩土工程监测的新型光电传感器,如聚合物光纤土工织物等;(3)光电传感器及其监测系统成为保障隧道、堤坝、核电站、桥梁等基础设施安全运营的有力工具,为这些设施的健康状态诊断和损伤识别提供了数据支撑;(4)光电传感监测技术在地质灾害监测预警中扮演了越来越重要的角色。未来的研究热点主要集中于3个方面:(1)高性价比的分布式光纤传感解调技术的研发;(2)匹配地质和岩土工程监测需求的新型光纤传感器及其布设工艺的研发;(3)基于人工智能的监测数据处理和灾害预警系统的开发。  相似文献   

天山南坡高冰川覆盖率的木扎提河流域水文过程对气候变化的响应   总被引：5，自引：5，他引：0  

赵求东  赵传成  秦艳  苌亚平  王建 《冰川冻土》2020,42(4):1285-1298

木扎提河是天山南坡冰川面积覆盖率最大（48.2%）的河流， 流域径流过程对气候变化极为敏感， 为了合理管理和规划水资源， 确保水资源的可持续利用， 亟需定量评估气候变化对该流域水文过程的影响。以VIC-CAS分布式水文模型为计算平台， 利用实测的径流和两次冰川编目间的冰川面积变化数据开展了模型的多目标参数化校正和验证， 有效提高了模拟结果的“真实性”， 然后通过数值模拟结果结合观测数据定量解析了流域径流的组成、 变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明： 木扎提河总径流集中在暖季（5 - 9月）， 占全年总径流量的77.9%， 冰川径流、 融雪径流和降雨径流分别占总径流量的66.6%、 26.4%和7.0%。1971 - 2010年木扎提河流域气温和降水呈显著增加趋势， 由于降水的增加， 降雨和融雪径流均呈增加趋势， 但冰川径流呈现明显减少趋势， 导致总径流呈现下降趋势。在RCP4.5情景下， 未来该流域气温呈现明显升高趋势， 降水表现为微弱下降趋势； 气候变暖后， 更多降水以降雨形式发生， 未来降雨径流将明显增加， 降雪和融雪径流已于20世纪90年代达到峰值， 随后明显减少； 冰川面积将持续萎缩， 冰川径流于21世纪10年代达到拐点， 随后明显减少， 导致河道总径流量也将明显减少。  相似文献   

北京主城区伪基站时空规律分析     

汪伟  陶海燕  卓莉  李敏  李旭亮  汪珂丽  史清丽 《地球信息科学学报》2018,20(7):978-987

随着公众移动通信的快速发展,伪基站的泛滥不仅破坏正常电信秩序,危害公共安全,而且严重损害群众财产权益,侵犯公民个人隐私,已成为社会一大公害。如何从垃圾短信大数据中挖掘出伪基站活动的时空规律,寻找有效的防控方案,从源头上进行打击和治理成为管理部门和研究者共同关注的焦点。本文基于北京市垃圾短信数据,利用非负矩阵分解的方法分析伪基站的时空分布规律;并利用TF-IDF构建垃圾短信分类模型,对垃圾短信进行分类,结合土地利用数据,分析伪基站在发送不同类型垃圾短信时的时空分布规律。结果显示：北京市垃圾短信多分布于路网和中心城区;白天垃圾短信数量远远多于晚上;垃圾短信的分布随时间的推移沿着路网逐渐向内收缩;发送不同类型垃圾短信的伪基站的时空分布具有一定的差异;通过非负矩阵分解得到的结果,与垃圾短信分类后得到的结果有很好的匹配。研究表明,非负矩阵分解具有实现上的简便性、分解形式和分解结果上的可解释性等优点,可以有针对性的为有关部门建言打击伪基站的有效方案,对于伪基站违法行为的治理具有一定的意义。  相似文献   

不同排列方式和间隙比下双圆柱流致振动特性研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘巨保  杨明  岳欠杯  丁宇奇  姚利明 《海洋工程》2018,36(4):105-113

采用基于ALE的流固耦合分析方法,将圆柱体振动模型简化为平面双自由度质量-弹簧-阻尼系统,进行了计算参数无关性分析。对不同θ角和间隙比T下的双圆柱流致振动进行数值模拟,并与单圆柱振动计算结果进行比较,得到了不同θ角和间隙比T下中心圆柱的升阻力系数、流场分布和运动轨迹变化情况。通过分析发现小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰,改变了中心圆柱的尾涡结构,导致了升力和阻力系数随不同θ角而发生变化;小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰影响,均使中心圆柱的轨迹在不同θ角下发生了较大的变化,顺流向的振动频率与单圆柱振动时相比出现了多倍频,导致其运动轨迹发生了变化。  相似文献   

Wetland hydroperiod classification in the western prairies using multitemporal synthetic aperture radar          下载免费PDF全文

Joshua S. Montgomery  Chris Hopkinson  Brian Brisco  Shane Patterson  Stewart B. Rood 《水文研究》2018,32(10):1476-1490

Wetlands represent one of the world's most biodiverse and threatened ecosystem types and were diminished globally by about two‐thirds in the 20th century. There is continuing decline in wetland quantity and function due to infilling and other human activities. In addition, with climate change, warmer temperatures and changes in precipitation and evapotranspiration are reducing wetland surface and groundwater supplies, further altering wetland hydrology and vegetation. There is a need to automate inventory and monitoring of wetlands, and as a study system, we investigated the Shepard Slough wetlands complex, which includes numerous wetlands in urban, suburban, and agricultural zones in the prairie pothole region of southern Alberta, Canada. Here, wetlands are generally confined to depressions in the undulating terrain, challenging wetlands inventory and monitoring. This study applied threshold and frequency analysis routines for high‐resolution, single‐polarization (HH) RADARSAT‐2, synthetic aperture radar mapping. This enabled a growing season surface water extent hyroperiod‐based wetland classification, which can support water and wetland resource monitoring. This 3‐year study demonstrated synthetic aperture radar‐derived multitemporal open‐water masks provided an effective index of wetland permanence class, with overall accuracies of 89% to 95% compared with optical validation data, and RMSE between 0.2 and 0.7 m between model and field validation data. This allowed for characterizing the distribution and dynamics of 4 marsh wetlands hydroperiod classes, temporary, seasonal, semipermanent, and permanent, and mapping of the sequential vegetation bands that included emergent, obligate wetland, facultative wetland, and upland plant communities. Hydroperiod variation and surface water extent were found to be influenced by short‐term rainfall events in both wet and dry years. Seasonal hydroperiods in wetlands were particularly variable if there was a decrease in the temporary or semipermanent hydroperiod classes. In years with extreme rain events, the temporary wetlands especially increased relative to longer lasting wetlands (84% in 2015 with significant rainfall events, compared with 42% otherwise).  相似文献   

南海蜑螺科一新记录属和一新记录种记述 (软体动物门:腹足纲:珍珠蜑螺目)   总被引：1，自引：1，他引：0  

陈志云  张均龙 《海洋学报(英文版)》2018,37(10):209-211

作者在整理中国科学院海洋生物标本馆馆藏蜑螺科Neritidae标本时，鉴定出产自海南三亚的一新记录属饰纹蜑螺属Vittina Baker，1924和一新记录种：裂蜑螺Vittina pennata（von Born，1778）。文中详细描述了本种的贝壳形态特征，查明了其生活习性和地理分布特点，并与相似种进行了比较和总结。  相似文献   

自然重砂成因矿物学特征及找矿指示作用     

董国臣  李胜荣  申俊峰  董朋生  李华伟  殷国栋  汤家辉 《地学前缘》2020,27(5):171-178

自然重砂是地质体经自然风化、剥蚀、搬运、沉积等地质作用而分离出的单矿物(或矿物组合)。自然重砂矿物晶体由于仍然保留有许多矿物成因信息,包括颜色、形态、化学成分、物理性质和矿物组合等特征,因此常用于追溯源区地质体或者找矿勘查。这种方法被认为是一种经济实用的找矿方法——自然重砂测量。本文基于全国自然重砂找矿的数据资料,系统梳理了自然重砂的矿物类型、出现频率及其分布等特点,分析了自然重砂的矿物组合和成因矿物学特征,研究了自然重砂矿物的源区烙印、搬运距离及标型指示矿物组合特征,探讨了自然重砂成因矿物学研究意义及其找矿应用前景。自然重砂矿物的颜色、形态及内部结构依然保留着明确的成因矿物学信息:其颜色和晶体形态具有继承性而与其源区母体联系起来,体现源区母体的特性;其矿物组成可分出残余原生重矿物(包括造岩矿物、副矿物、矿石矿物等)和新生重砂矿物两个部分,如赤铜矿、孔雀石等反映着源区岩性体的成分或者赋存状态特征,其矿物组合也在很大程度上继承原生共生矿物而体现诸如有无矿化等意义;重砂颗粒的磨圆度、边界光滑性等表面特征反映搬运距离,有利于明确响应源区母体或者物源,而具有良好的找矿指示意义。  相似文献