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1.
Upland river systems in the UK are predicted to be prone to the effects of increased flood magnitudes and frequency, driven by climate change. It is clear from recent events that some headwater catchments can be very sensitive to large floods, activating the full sediment system, with implications for flood risk management further down the catchment. We provide a 15-year record of detailed morphological change on a 500-m reach of upland gravel-bed river, focusing upon the geomorphic response to an extreme event in 2007, and the recovery in the decade following. Through novel application of two-dimensional (2D) hydrodynamic modelling we evaluate the different energy states of pre- and post-flood morphologies of the river reach, exploring how energy state adjusts with recovery following the event. Following the 2007 flood, morphological adjustments resulted in changes to the shear stress population over the reach, resulting in higher shear stresses. Although the proportion of shear stresses in excess of those experienced using the pre-flood digital elevation model (DEM) varied over the recovery period, they remained substantially in excess of those experienced pre-2007, suggesting that there is still potential for enhanced bedload transport and morphological adjustment within the reach. Although volumetric change calculated from DEM differencing does indicate a reduction in erosion and deposition volumes in the decade following the flood, we argue that the system still has not fully recovered to the pre-flood state. We further argue that Thinhope Burn, and other similarly impacted catchments in upland environments, may not recover under the wet climatic phase currently being experienced. Hence systems like Thinhope Burn will continue to deliver large volumes of sediment further down river catchments, providing new challenges for flood risk management into the future. 相似文献
2.
Moritz Altmann Florian Haas Tobias Heckmann Frédéric Liébault Michael Becht 《地球表面变化过程与地形》2021,46(5):889-906
The production of coarse sediment in mountain landscapes depends mainly on the type and activity of geomorphic processes and topographic and natural conditions (e.g. vegetation cover) of these catchments. The supply of sediment from these slopes to mountain streams and its subsequent transport lead to sediment connectivity, which describes the integrated coupled state of these systems. Studies from the Northern Calcareous Alps show that the size of the sediment contributing area (SCA), a subset of the drainage area that effectively delivers sediment to the channel network, can be used as a predictor of sediment delivery to mountain streams. The SCA concept is delineated on a digital elevation model (DEM) using a set of rules related to the steepness and length of slopes directly adjacent to the channel network, the gradient of the latter and the vegetation cover. The present study investigates the applicability of this concept to the Western Alps to identify geomorphologically active areas and to estimate mean annual sediment yield (SY) in mainly debris-flow-prone catchments. We use a statistical approach that shows a parameter optimisation and a linear regression of SY on SCA extent. We use a dataset of ~25 years of assessed coarse sediment accumulation in 35 sediment retention basins. In the investigated catchments, sediment transport is governed by several factors, mainly by the extent of vegetation-free areas with a minimum slope of 23° that is coupled to the channel network with a very low gradient of the latter. With our improved framework, we can show that the SCA approach can be applied to catchments that are widely distributed, in a large spatial scale (hectare area) and very heterogeneous in their properties. In general, the investigated catchments show high connectivity, resulting in significant correlations between long-term average yield and the size of the SCA. 相似文献
3.
基于相关分析和自适应遗传算法的盐渍化建模变量和参数优选 总被引:1,自引:0,他引:1
机器学习结合遥感等其他数据反演土壤盐分含量(Soil Salt Content, SSC)较少关注对模型精度影响较大的建模特征变量和模型参数的优选。本文基于自适应遗传算法(Adaptive Genetic Algorithm, AGA)同步优选建模特征变量和模型参数的支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)算法反演三工河流域2016年SSC,并分析其在不同土地利用类型的分布特征。建模特征变量和模型参数的同步优选及实验设计如下:首先基于Landsat 8 OLI和SRTM高程数据提取7类共40个盐渍化相关因子,经相关分析初步筛选出候选特征变量,分别代入AGA、遗传算法(Genetic Algorithm, GA)和格网搜索算法(Grid Search, GS)同步优选SVR的建模特征变量和模型参数,并建立盐渍化监测模型(AGA-SVR、GA-SVR、GS-SVR)。结果表明:① AGA-SVR精度最优,GA-SVR次之,GS-SVR最差,相较于GS-SVR,AGA-SVR的R2/RMSE提高了44.65%;② 三工河流域非、轻度、中度、重度盐渍地和盐土的面积占比分别为42.83%、11.02%、15.88%、9.22%、21.05%;③ 草地和未利用地主要以非盐渍地和盐土为主,耕地和林地中非盐渍地分布比例均为最大;不同土地利用类型的SSC均值和标准差均呈现未利用地>草地>耕地>林地的规律。本研究的建模特征变量和模型参数的优选方法可在一定程度上提高盐渍化监测的精度。关键词:盐渍化;遗传算法;机器学习;特征优选;参数优化;土壤盐分含量;土地利用;相关分析 相似文献
4.
针对GAMIT/GLOBK软件解算得到的4 a GPS/PWV时间序列的特征提取问题,提出基于滤波辅助的部分集成经验模态分解(PEEMD)与Hilbert谱分析相结合的特征提取方法。首先,在PEEMD方法的基础上,结合滤波辅助的PEEMD方法与Hilbert谱分析,建立GPS/PWV时间序列特征提取模型;然后,将所提出的方法应用于TNML测站4 a的GPS/PWV长时间序列和7 d的GPS/PWV短时间序列分析中,并将滤波辅助的PEEMD结果与传统的小波分解结果进行对比。结果表明,该特征提取方法能准确有效地提取出 GPS/PWV时间序列中的周年周期和日周期特征分量,滤波辅助的PEEMD分解结果与小波分解结果一致,且提取的特征分量与原始信号更加吻合。 相似文献
5.
古堰塞湖溃决洪水事件的重建是当前地学研究的热点问题之一,寻找足够的可参考的现代溃决洪水事件案例是顺利开展这项工作的基础。2018年11月13日发生在金沙江干流的白格堰塞湖超万年一遇的溃决洪水事件(学术界称之为“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件)就是一个难得的样本。这次溃决事件发生在枯水期,洪峰完全由溃决洪水产生,没有叠加其他来源,对评估流域地貌和沉积体系对堰塞溃决事件的响应有很好的参考价值。本文以溃决洪水事件受灾最为严重的奔子栏—石鼓段为研究区,通过详细的野外调查和初步的水力学估算发现“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用主要表现为洪水淹没区的岸坡塌岸和沉积物堆积,未发现明显的基岩侵蚀。沉积物主要由分选良好的具水平纹层的砂组成。受金沙江较低的河床比降影响,洪水产生的基底剪切应力较弱在27~142 N/m2,不能悬浮和搬运直径5 cm以上的砾石,也不能产生明显的磨蚀和冲(撞)击作用。在发生塌岸的部分段落,洪水沉积物中有砾石坠入,甚至会出现类似浊流沉积的层序。这些现象的发现对深入理解堰塞湖溃决洪水的复杂地貌过程和沉积特征有重要参考意义。 相似文献
6.
针对SARscape SBAS技术存在人工选取地面控制点影响监测结果的问题,本文提出了一种结合PS特征点的SBAS地表形变监测方法。通过设置PS技术中的振幅离差指数与相干性阈值,提取PS监测结果中的特征点作为地面控制点进行轨道精炼与形变反演。以2017年3月至2018年12月覆盖南昌地区的Sentinel-1影像为数据源,进行了地表形变监测与验证。结果表明:①该方法与PS方法监测结果均显示南昌市城区在监测时段内整体呈小幅度上升趋势,年平均沉降速率相关性达到了0.959,具有高度一致性。②将该方法、PS方法、人工选取地面控制点的SBAS方法的监测结果与水准数据进行对比,该方法与水准数据的误差不超过3.5 mm,说明了该方法的有效性。 相似文献
7.
机载LiDAR点云的分类是利用其进行城市场景三维重建的关键步骤之一。为充分利用现有的图像领域性能较好的深度学习网络模型,提高点云分类精度,并降低训练时间和对训练样本数量的要求,本文提出一种基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类方法。首先提取归一化高程、表面变化率、强度和归一化植被指数4种具有较高区分度的点云低层次特征;然后通过设置不同的邻域大小和视角,利用所提出的点云特征图生成策略,得到多尺度和多视角点云特征图;再将点云特征图输入到预训练的深度残差网络,提取多尺度和多视角深层次特征;最后构建并训练神经网络分类器,利用训练的模型对待分类点云进行预测,经后处理得到分类结果。利用ISPRS三维语义标记竞赛的公开标准数据集进行试验,结果表明,本文方法可有效区分建筑物、地面、车辆等8类地物,分类结果的总体精度为87.1%,可为城市场景三维重建提供可靠的信息。 相似文献
8.
对山东地区2006~2017年3种地震事件--天然地震、爆破及塌陷的波形记录进行小波变换,对提取出的香农熵特征采用支持向量机LIBSVM方法进行分类识别,并设计一系列实验研究影响最终分类效果的因素。结果表明,5种影响因素--信号窗长度、小波分解方式、小波基类型、向量机算法类型、向量机核函数类型均对地震类型的分类识别结果产生一定的影响;识别率最高的3组处理方式均采用了2 000 s信号窗长度+db7小波基+υ-SVC算法的组合方式。所得的识别率较高的几种影响因素组合,在未来可应用于地震类型的实时识别,进一步提高地震类型的识别率和触发准确率。 相似文献
9.
风、沉积物和地表覆盖是控制沙丘地貌的三大要素。沉积物尤其是沙源供应对沙丘地貌的影响仍有待深入研究。沙丘体积的研究促使了等效沙厚度(equivalent sand thickness, EST)概念的提出。EST研究经历了多个沙丘和亚沙丘尺度2个研究阶段。多个沙丘EST研究发现,EST与沙丘高度之间具有较好的一致性,其与方向变率的组合可以很好地区分沙丘类型,且在宏观上可以表征沙源供应。亚沙丘尺度EST研究使得利用高分辨率遥感影像研究沙丘(山)地貌及其形成过程成为可能。未来的研究应在像元尺度上对沙丘(山)地貌进行滤波,不同滤波窗口所得到的不同图层可以用来探究沙丘(山)地貌的形成过程。 相似文献
10.
为了解决无法采用已注浆锚索进行抗拔试验问题,基于界面脱黏剪切模型,利用荷载传递和弹性变形理论,考虑锚索锚固段与自由段长度比Lb /La的影响,建立了采用自由段已注浆锚索抗拔试验结果评价锚索抗拔性能的方法。结果表明:自由段注浆对锚索抗拔力有较大幅度的提高,尤其是当界面剪切阶段由弹性向脱黏过渡时,提高比例快速增加,并在脱黏后逐渐趋于稳定。其次,锚索自由段与锚固段交界面处剪切位移和轴力最大,并向两端逐渐降低。随着拉拔力的提高,界面剪切位移和轴力都不断增大,同时向锚索两端的衰减速度也加快。此外,弹性阶段时剪应力曲线为山峰型,而脱黏阶段为马鞍型,并随抗拔力的提高,马鞍开口逐渐扩大。最后,锚固段与自由段长度比Lb /La对锚索极限抗拔力的影响较小,其极限抗拔力折减系数?Q取值介于0.81~0.83之间,且Lb /La =2.5时,?Q计算值仅比实测结果小6.02%,验证了本文方法的可行性。 相似文献