地表水地下水耦合模型在大型山丘平原交错区的研发与应用     

孙青言  陆垂裕  郭辉  严聆嘉  张博 《地理科学进展》2021,40(8):1371-1385

大型山丘平原交错区复杂的自然地理和人类活动特征增加了水文循环研究和水资源评价、管理的难度,地表水地下水耦合模型作为流域/区域水文循环模拟的重要工具,为解决这类大型区域诸多水文水资源问题提供了便利。针对目前地表水地下水耦合模型难以兼顾精度和效率的问题,论文提出了一种新型半松散耦合机制,将三维有限差分地下水流数值模型嵌入半分布式水文模型MODCYCLE,摒弃了目前流行的水文响应单元(HRU)与地下水网格单元空间和信息转换方式,通过建立子流域—网格单元的空间关联和地表水文—地下水流之间的实时信息交互,实现大型山丘平原交错区的地表水地下水耦合模拟。在三江平原构建了模型并开展应用研究。校验评估显示,模型达到了良好的模拟效果,具备了水文循环现状模拟和预测未来的能力。最后,利用该模型输出分析了三江平原2002—2014年的地表水地下水转化关系。结果表明,降水量和农业灌溉量的增加导致全区域土壤水蓄量年均增加6.51亿m³,但却使地表水和地下水储量分别减少0.99亿m³/a和3.03亿m³/a,降水量的增加并没有通过产流和入渗补给改善因用水急剧增加引起的地表水、地下水衰减的趋势;不同分区的降水入渗补给系数和基流指数差异显著,是多种自然和人为因素综合作用的结果。相关成果可为类似地区水文循环研究和水资源评价工作提供参考。  相似文献   

珠江河网横向汊道水面线演变过程及原因探讨——以东平水道为例     

王博芝  杨昊  欧素英  傅林曦  蔡华阳  杨清书 《热带地理》2021,41(2):410-422

基于1960－2016年东平水道三水、紫洞、澜石、浮标厂月均潮差、余水位数据及三水、马口站月均流量数据,以1993年三水－马口分流比突变为切入口,探讨余水位坡度及潮波衰减率等径－潮动力改变下,东平水道水面线与余水位曲率的时空演变特征及其影响因素。结果表明：东平水道在1993年三水分流比剧增之后,1）余水位坡度或潮波衰减率与流量的双累积曲线斜率下降,即余水位坡度或潮波衰减率对流量的依赖性减弱;2）东平水道水面坡度整体下降且上游（紫洞－三水河段）降幅最大,不同季节坡度的变化率介于-67%~-4%,水面线由下凹转为上凸,即曲率由正转负。同时,曲率波动幅度明显减弱,1993年前曲率波动介于2×10^-10~5.48×10^-10,而1993年后波动介于-0.9×10^-10~-0.07×10^-10。上述曲率变化在冬季较夏季显著;3）上述水面线异变的主要原因为,东平水道中上游河道挖沙导致河床地形大幅下切、水位下降、来水量增大,且同时期的航道疏浚加剧这一变化;下游主要受滩涂围垦影响,河道淤浅。以上地形变化导致河道中游径、潮流量增大,径－潮双向顶托使水面线转变为上凸型。受北江上游飞来峡水库调蓄影响以及过水断面宽深比、海平面变化等季节性调节作用,东平水道冬季水面线及曲率变化较夏季显著。  相似文献   

洞庭湖流域各季节旱涝及其与大气环流和关键区海温的关系     

刘仲藜  章新平  黎祖贤  贺新光  关华德 《热带地理》2021,41(5):987-999

利用逐月降水数据和NCEP/NCAR再分析数据,分析了洞庭湖流域春、夏、秋季57年来旱涝异常的年际变化以及典型旱涝异常年份的全球海温分布形势,并利用降尺度和趋势分析方法探究气象因子对ENSO和关键区海温的响应,以加强对流域旱涝前期影响因素的认识。结果表明：1）流域在春、秋季旱涝变化趋势不明显,在夏季较明显地变湿。2）前期冬、夏季ENSO事件分别对流域春、秋季旱涝产生显著影响,而与夏季呈不显著的统计特征。3）在消除前期ENSO信号后,阿留申群岛附近海域（S3）、澳大利亚东部海域（S4）海温和印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole, IOD）现象仍分别为春、夏、秋季与流域旱涝有密切联系的海温因素。4）S3区SST对流域春季旱涝的影响通过西风带环流实现,S4区SST偏高似乎是东亚夏季风强度偏弱的表现,成熟的IOD现象为流域秋季旱涝的主导因子。  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   

基于MODIS数据的太湖浮游植物物候变化及其对水表温度的响应     

洪恬林  李云梅  吕恒  孟斌  毕顺  周玲 《地球信息科学学报》2020,22(10):1935-1945

浮游植物物候能够反映浮游植物的生长变化与湖泊生态系统的变化,水温、营养盐浓度等因素对物候有重要影响。太湖富营养化程度较高,水温的影响作用日趋显著,物候与水温关系的研究对理解、控制和改善太湖生态系统具有重要意义。本研究利用2003—2018年MODIS遥感数据计算浮游植物物候指标和湖泊水表温度（Temperature of Water Surface,LSWT）,通过分析太湖浮游植物物候时空变化特点探究了不同区域的物候特征,并结合LSWT揭示了浮游植物物候对LSWT变化的响应关系。结果表明：① 不同浮游植物物候指标具有不同空间分布特点,水华发生次数、峰值叶绿素a（Chla）浓度和水华总持续时间呈现由西部沿岸向湖心区递减的趋势;浮游植物生长开始时间和峰值Chla发生时间分布复杂但在沿岸区域相对较早;② 太湖可被划分为4种具有不同物候特征的区域,Ⅰ类区域主要位于贡湖湾、东部沿岸以及太湖中部开阔水域,该区Chla浓度范围为50~60 μg/L,且波动平缓,水华发生次数最少、开始最晚、持续时间最短;Ⅱ类区域主要分布于太湖西部沿岸,Chla浓度范围为50~90 μg/L且变化剧烈,该区水华发生次数最多、开始最早、持续时间最长;Ⅲ和Ⅳ类属于过渡区域,前者主要分布于梅梁湾、竺山湾及入湾口,后者主要位于南部沿岸以及太湖中部;③ 浮游植物物候对LSWT变化的响应受营养水平影响,当营养水平较高时,浮游植物的生长受LSWT的促进作用显著,LSWT年际变化的升高趋势对浮游植生长物候提前、生物量增加的影响明显,反之,则LSWT变化对浮游植物生长的影响减弱。  相似文献   

基于地面三维激光扫描强度数据的潮滩表层含水量估算     

陈锦  谭凯  张卫国 《地球信息科学学报》2020,22(2):290-297

大面积潮滩表层含水量的测定是潮滩研究中的难题,传统的测量方法难以同时满足高效和精度的要求。地面三维激光扫描技术凭借其高精度、高分辨率以及主动性强等优点,已经高效运用在潮滩地形研究中。但是,对潮滩含水量进行有效分析,仅利用点云的空间几何信息是不够的,还需要对点云的强度数据进行挖掘。地面激光扫描仪提供了包含目标表面光谱反射特性的点云强度数据,利用强度数据可以有效地进行目标表面特性提取。本文提出了一种新的长距离地面激光扫描仪强度数据改正方法,对入射角和距离效应进行有效改正。利用Riegl VZ-4000长距离地面激光扫描仪建立室内含水量模型并对上海市崇明岛一处潮滩进行测试分析,同时收集26个潮滩沉积物样品并利用传统干湿称重法进行含水量验证计算。结果表明：相比于传统技术,利用改正后的激光强度值估算大面积潮滩沉积物表层含水量是一种精确和高效的方法。改正后的激光强度值与潮滩表层含水量存在幂函数关系,相关系数为0.961,估算精度为91.94%。  相似文献   

青藏高原大尺度地表流体的重力效应特征分析     

朱传东  刘金钊  陈铭  陈兆辉  张品  张双喜 《大地测量与地球动力学》2020,40(9):947-951

基于2002~2017年三维大气再分析模型、水文模式及GRACE卫星重力数据,采用负荷格林函数和卫星重力反演方法分析青藏高原大尺度地表流体的重力效应特征。结果表明,青藏高原地区大气扣除季节项前后的重力效应峰对峰变化介于1.9~10.7 μGal和1.1~4.6 μGal,其负荷效应呈现出显著的季节性特征;土壤水和积雪扣除季节项前后的重力效应峰对峰变化介于0.9~9.9 μGal和0.7~8.3 μGal,其负荷效应呈现出显著的季节性和年际变化特征;GRACE时变重力场扣除季节项前后的重力变化峰对峰变化介于4.4~24.1 μGal和3.4~18.3 μGal,考虑观测误差、构造运动和信号泄漏误差的影响,其显著的季节性和年际变化反映了多种地表流体的综合影响。  相似文献   

System Reliability Analysis of an Offshore Jacket Platform     

ZHAO Yuliang  DONG Sheng  JIANG Fengyuan  GUEDES SOARES Carlos 《中国海洋大学学报(英文版)》2020,19(1):47-59

This study investigates strategies for solving the system reliability of large three-dimensional jacket structures.These structural systems normally fail as a result of a series of different components failures.The failure characteristics are investigated under various environmental conditions and direction combinations.Theβ-unzipping technique is adopted to determine critical failure components,and the entire system is simplified as a series-parallel system to approximately evaluate the structural system reliability.However,this approach needs excessive computational effort for searching failure components and failure paths.Based on a trained artificial neural network(ANN),which can be used to approximate the implicit limit-state function of a complicated structure,a new alternative procedure is proposed to improve the efficiency of the system reliability analysis method.The failure probability is calculated through Monte Carlo simulation(MCS)with Latin hypercube sampling(LHS).The features and applicability of the above procedure are discussed and compared using an example jacket platform located in Chengdao Oilfield,Bohai Sea,China.This study provides a reference for the evaluation of the system reliability of jacket structures.  相似文献   

喜马拉雅山脉与我国东部中低山区冰蚀地貌对比研究          下载免费PDF全文

王照波  司荣军  王江月 《山东国土资源》2020,36(2):1-11

我国东部中低山区第四纪冰川的存在与否一直存在争议,但冰川必然对山体进行冰蚀作用形成冰蚀地貌。为了分析我国东部中低山区的山体地貌是否具有冰蚀特征,该文选取了现代冰川集中发育区-喜马拉雅山脉作为冰蚀地貌的研究对象,通过宏观分析,除了由缩口、三角脊、残弧组成的冰斗系统外,还发现冰蚀作用过程存在避谷、吞脊、切壁、穿梁等特殊习性。分析认为冰蚀过程主要受制于雪线高程、积雪高程与坡向坡角三方面因素的控制。以此为基础,对我国东部的江西庐山、山东蒙山、大兴安岭主峰黄岗梁三个地区的山体地貌进行对比分析,发现这些山区的山体地貌与喜马拉雅山脉的冰蚀地貌具有一致性。文章从冰蚀过程的角度确认了我国东部中低山区存在第四纪冰川的事实。  相似文献   

Elucidating Dominant Factors Affecting Land Surface Hydrological Simulations of the Community Land Model over China     

Jianguo LIU  Zong-Liang YANG  Binghao JIA  Longhuan WANG  Ping WANG  Zhenghui XIE  Chunxiang SHI 《大气科学进展》2023,40(2):235-250

In order to compare the impacts of the choice of land surface model(LSM) parameterization schemes, meteorological forcing, and land surface parameters on land surface hydrological simulations, and explore to what extent the quality can be improved, a series of experiments with different LSMs, forcing datasets, and parameter datasets concerning soil texture and land cover were conducted. Six simulations are run for the Chinese mainland on 0.1° × 0.1° grids from 1979 to 2008, and the simulated mon...  相似文献