Conditions when anisotropy is negligible for solute transfer in sediment beds of lakes or streams     

Qin Qian  Vaughan R. Voller  Heinz G. Stefan 《Advances in water resources》2010

To reduce the complexity and save computation time, an isotropic and a scalar dispersion model are explored and compared to the anisotropic advection/dispersion model to study the interstitial flow in a stream and lake sediment induced by a periodic pressure wave. In these systems, the solute transport is controlled by the ratio (R = a/(LS)) of the pressure wave steepness (a/L) to the stream slope (S), and the dispersivity ratio (λ = α_L/L) that measures the longitudinal dispersivity (α_L) relative to the pressure wave length (L). Through a series of numerical experiments, the conclusion is reached that a scalar dispersion model can be applied with satisfactory results for advection-dominated transport, i.e. when R ?  0.1 and λ ? 0.01, or λ ? 0.0001, i.e. Peclet number (Pe) ? 10000; an isotropic dispersion model can be applied when R ? 10 or λ ? 0.001, and the full anisotropic advection/dispersion model has to be applied when R > 10 and λ > 0.001.  相似文献   

Addressing snow model uncertainty for hydrologic prediction     

Kristie J. Franz  Phil Butcher  Newsha K. Ajami 《Advances in water resources》2010

Streamflow forecasting methods are moving towards probabilistic approaches that quantify the uncertainty associated with the various sources of error in the forecasting process. Multi-model averaging methods which try to address modeling deficiencies by considering multiple models are gaining much popularity. We have applied the Bayesian Model Averaging method to an ensemble of twelve snow models that vary in their heat and melt algorithms, parameterization, and/or albedo estimation method. Three of the models use the temperature-based heat and melt routines of the SNOW17 snow accumulation and ablation model. Nine models use heat and melt routines that are based on a simplified energy balance approach, and are varied by using three different albedo estimation schemes. Finally, different parameter sets were identified through automatic calibration with three objective functions. All models use the snow accumulation, liquid water transport, and ground surface heat exchange processes of the SNOW17. The resulting twelve snow models were combined using Bayesian Model Averaging (BMA). The individual models, BMA predictive mean, and BMA predictive variance were evaluated for six SNOTEL sites in the western U.S. The models performed best and the BMA variance was lowest at the colder sites with high winter precipitation and little mid-winter melting. An individual snow model would often outperform the BMA predictive mean. However, observed snow water equivalent (SWE) was captured within the 95% confidence intervals of the BMA variance on average 80% of the time at all sites. Results are promising that consideration of multiple snow structures would provide useful uncertainty information for probabilistic hydrologic prediction.  相似文献   

复杂地形下长江流域太阳总辐射的分布式模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

王丽  邱新法  王培法  刘爱利 《地理学报》2010,65(5):543-552

利用长江流域气象站1960-2005年的观测资料(包括常规气象站点资料和辐射站点资料)、NOAA-AVHRR遥感数据(反演地表反照率),以1km×1km的数字高程模型(DEM)反映地形状况的主要数据,通过基于DEM数据的起伏地形下天文辐射模型和地形开阔度模型,分别建立了长江流域太阳直接辐射、散射辐射和地形反射辐射分布式模型,实现了长江流域太阳总辐射模拟,并对总辐射模拟结果进行了时空分布规律分析和对其受季节、纬度、地形因子(高度、坡度和坡向等)影响的局部规律分析,以及模拟结果的误差分析和站点验证分析。结果显示:太阳总辐射在季节上受影响的程度依次是春季>冬季>夏季>秋季;随着高度、坡度、纬度的增加,太阳总辐射受坡向影响的程度呈增强趋势,从坡向上看,向阳山坡(偏南坡)对太阳总辐射量明显高于背阴坡(偏北坡)。模拟的平均绝对误差为13.04177MJm^-2,相对误差平均值3.655%,用站点验证方法显示:模拟绝对误差为22.667MJm^-2,相对误差为4.867%。  相似文献   

区域尺度土壤固碳量估算方法评述   总被引：7，自引：1，他引：6  

常瑞英  刘国华  傅伯杰 《地理研究》2010,29(9):1616-1628

增加陆地生态系统碳汇已成为一项重要的减排手段,被纳入有关国际气候变化协定。区域尺度土壤固碳量估算成为当前研究的热点与难点。本文综述了目前国内外常用的区域土壤固碳量估算方法,并依据估算精度与方法差异将这些方法总结为四类:简易模型、清查法、经验模型和基于GIS的机理模型。同时对这四类方法的特点和适用性进行了评述,建议根据研究地区及目的不同选择合适的方法。此后,通过分析土壤固碳机理、数据收集、尺度推移、情景分析和土壤有机质机理模型发展等与区域土壤固碳量估算密切相关的各方面中存在的不足,提出今后区域尺度土壤固碳量估算方法将向耦合土壤有机质机理模型、土壤可溶性碳模型、土地利用模型和区域水文模型的基于GIS平台的区域综合模型方向发展。  相似文献   

全球地震模型(GEM)研究进展综述及应用前景展望     

李昌珑  吴健  徐伟进  高孟潭 《震灾防御技术》2016,11(3):582-591

本文综述了全球地震模型(GEM)组织的工作目标、主要职能、工具(OpenQuake软件)和研究成果,并对GEM今后的发展和应用趋势进行了展望。借鉴GEM和OpenQuake,可以进一步完善我国的地震危险性分析模型,提升大型活动断裂带附近大城市和重大工程设施地震危险性分析的科学性。  相似文献   

黄土高原复杂地形上高质量湍流通量数据获取方法          下载免费PDF全文

苑广辉  张镭  李遥  梁捷宁 《地球物理学报》2016,59(6):1971-1982

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University,SACOL)湍流观测资料,分析了二次坐标旋转(double rotation,DR)、平面拟合(planar fit,PF)和分风区平面拟合(fetch planar fit,FPF)在复杂地形上的适用性,总结出一套适用于SACOL的总体湍流特征参数化方案.经过超声虚温订正、坐标旋转、空气密度脉动订正以及平稳性检验、总体湍流特征检验、总体质量分级处理,摩擦速度(u*)、感热通量、潜热通量、CO_2通量高质量数据所占比例分别为45%~62%、66%~68%、62%~65%、52%~54%.采用DR得到的高质量数据比例与采用PF相比,u*提高了17%,后三种通量略降低2%~3%.PF和FPF两种结果的差别主要体现在u*上,只考虑主导风向数据DR得到的u*质量仍最好.综合兼顾数据质量和计算工作量,在复杂地形上处理湍流观测资料的最优坐标旋转方法是DR.  相似文献   

呼图壁地下储气库部分区域地表垂直形变机理研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

李杰  李瑞  王晓强  石新朴  乔学军  郑黎明  阿卜杜塔伊尔.亚森  孙小旭  陈述江  方伟  程瑞忠 《中国地震研究》2016,30(3):451-463

利用在呼图壁地下储气库开展的2013~2015年7期二等水准测量获得的高差数据,对由于地表气井压力变化影响而发生的地下储气库地表垂直变形进行了分析。研究表明,呼图壁地下储气库区的地表变形除了构造成因引起的盆地下沉以外,其他主要形变成因来源有2个方面：一个是呼图壁地区的地下水超采影响着该地区的地表垂直变化;另一个是储气库集采气期间井口压力变化影响下的地表沉降,根据计算,储气库每MPa气井压力变化影响到的地表变化约为0.625~1.125mm。  相似文献   

资源三号卫星全色影像的姿态角常差检测     

范大昭  刘楚斌  雷蓉  于瑶瑶  张尚磊 《地理信息世界》2013,(4):37-40

根据资源三号卫星传感器的成像原理,构建严格几何模型进行直接定位。通过对不同时间的资源三号全色影像进行实验,验证了姿态角常差的存在,并建立校正模型对其进行改正。利用少量控制点改正姿态角常差后,影像立体定位精度可显著提高。不同地区的实验结果表明,姿态角常差不是恒定不变的,需要根据长期观测建立其变化模型。  相似文献   

基于模型库的城市应急疏散GIS设计与实现     

温伯威  傅兴晶  陈换新  张强 《地理信息世界》2013,(4):41-45

应急疏散是减少突发事件情况下人员伤亡和生命财产损失的重要手段,疏散决策的科学性至关重要,实现应急疏散应用模型与GIS的集成是提高应急疏散决策效率和水平的关键。本文根据城市应急疏散决策需求,设计了突发事件模型库,基于模型库对城市应急疏散GIS进行了设计。以有毒气体泄漏和爆炸为例进行了实验模拟,实验表明在模型库支持下的城市应急疏散GIS的辅助决策功能显著提高。  相似文献   

滚动球变换的数字水深模型多尺度表达   总被引：3，自引：0，他引：3  

董箭  彭认灿  张立华  李宁  贾帅东 《地球信息科学学报》2012,14(6):704-711

 空间数据的多尺度表达,是GIS领域研究的重点和难点问题之一。本文以数字水深模型(Digital Depth Model, DDM)为研究对象,从DDM的地理和尺度特性出发,在分析二维滚动圆变换算法原理的基础上,通过对二维滚动圆变换算法的维数扩展,提出一种可用于DDM多尺度表达的滚动球变换算法。即利用不同大小的三维空间球体代替二维滚动圆沿给定DDM的上侧表面滚动,得到可保留正向地貌,缩小或填平小于一定尺度下的海底负向地貌的DDM,从保障舰船海上航行安全的角度,实现对DDM的多尺度表达。另阐述了该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下对算法的正确性和有效性进行了验证。实验结果表明,该算法在符合DDM多尺度表达原则的前提下,能较好地保持DDM的基本地形特征,且具有较高的计算效率。  相似文献