A two-layer model for studying 2D dissolved pollutant runoff over impermeable surfaces     

Taotao Zhang  Yang Xiao  Dongfang Liang  Hongwu Tang  Junzeng Xu  Saiyu Yuan  Nairu Wang  Bin Luan 《水文研究》2021,35(5):e14152

Dissolved pollutants in stormwater are a main contributor to water pollution in urban environments. However, many existing transport models are semi-empirical and only consider one-dimensional flows, which limit their predictive capacity. Combining the shallow water and the advection–diffusion equations, a two-dimensional physically based model is developed for dissolved pollutant transport by adopting the concept of a ‘control layer’. A series of laboratory experiments has been conducted to validate the proposed model, taking into account the effects of buildings and intermittent rainfalls. The predictions are found to be in good agreement with experimental observations, which supports the assumption that the depth of the control layer is constant. Based on the validated model, a parametric study is conducted, focusing on the characteristics of the pollutant distribution and transport rate over the depth. The hyetograph, including the intensity, duration and intermittency, of rainfall event has a significant influence on the pollutant transport rates. The depth of the control layer, rainfall intensity, surface roughness and area length are dominant factors that affect the dissolved pollutant transport. Finally, several perspectives of the new pollutant transport model are discussed. This study contributes to an in-depth understanding of the dissolved pollutant transport processes on impermeable surfaces and urban stormwater management.  相似文献   

Characterizing spatial and temporal variation in 18O and 2H content of New Zealand river water for better understanding of hydrologic processes     

Jing Yang  Bruce D. Dudley  Kelsey Montgomery  Will Hodgetts 《水文研究》2020,34(26):5474-5488

Time series of hydrogen and oxygen stable isotope ratios (δ²H and δ¹⁸O) in rivers can be used to quantify groundwater contributions to streamflow, and timescales of catchment storage. However, these isotope hydrology techniques rely on distinct spatial or temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O within the hydrologic cycle. In New Zealand, lack of understanding of spatial and temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O of river water hinders development of regional and national-scale hydrological models. We measured δ²H and δ¹⁸O monthly, together with river flow rates at 58 locations across New Zealand over a two-year period. Results show: (a) general patterns of decreasing δ²H and δ¹⁸O with increasing latitude were altered by New Zealand's major mountain ranges; δ²H and δ¹⁸O were distinctly lower in rivers fed from higher elevation catchments, and in eastern rain-shadow areas of both islands; (b) river water δ²H and δ¹⁸O values were partly controlled by local catchment characteristics (catchment slope, PET, catchment elevation, and upstream lake area) that influence evaporation processes; (c) regional differences in evaporation caused the slope of the river water line (i.e., the relationship between δ²H and δ¹⁸O in river water) for the (warmer) North Island to be lower than that of the (cooler, mountain-dominated) South Island; (d) δ²H seasonal offsets (i.e., the difference between seasonal peak and mean values) for individual sites ranged from 0.50‰ to 5.07‰. Peak values of δ¹⁸O and δ²H were in late summer, but values peaked 1 month later at the South Island sites, likely due to greater snow-melt contributions to streamflow. Strong spatial differences in river water δ²H and δ¹⁸O caused by orographic rainfall effects and evaporation may inform studies of water mixing across landscapes. Generally distinct seasonal isotope cycles, despite the large catchment sizes of rivers studied, are encouraging for transit time analysis applications.  相似文献   

一种移动视频与地理场景的融合方法     

赵维淞  钱建国  汤圣君  王伟玺  李晓明  郭晗 《测绘通报》2020,(12):11-16

快速准确地了解灾害现场状况是救灾过程中的重中之重。通常发生灾害都会使用无人机进行现场勘察，但是无人机视频难以与实际的地理场景关联起来，为此本文提出了一种移动视频与地理场景的融合方法。该方法首先采用具有仿射不变性的ASIFT算法检测特征点，将匹配后的特征点采用RANSAC算法进行迭代剔除噪点，计算视频与地理场景最优的透视变换矩阵模型参数；然后将计算得到的透视变换参数应用到视频数据，恢复视频角点坐标；最后通过内插得出所有视频帧的角点坐标，实现视频与DOM的精确融合。试验结果表明，对视频数据匹配的间隔帧越短，其整体融合精度越高，通过本文方法进行视频与地理场景融合的误差标准差低于10 m。  相似文献   

基于像元二分模型的地表植被覆盖度估算模块化设计与实现     

赵威成  张红华  马福义  叶欣 《北京测绘》2020,(3):285-288

地表植被覆盖度是的一种应用广泛的定量遥感产品,在水文、生态、区域变化等方面都具有重要的意义。像元二分模型是应用最多的一种遥感估算地表覆盖度的方法。目前,用遥感的方法进行地表植被覆盖度估算没有完整、系统的工具,用户只能逐步进行操作,效率低下,鉴于上述情况,本文运用IDL交互式数据语言,基于ENVI二次开发了一个植被覆盖度估算程序,取得了一定的成效,对遥感定量产品的生产、应用具有一定意义。  相似文献   

新型基础测绘体系下再论图库一体化     

赵艳珍  赖增先  王刚 《测绘与空间地理信息》2020,(1):209-210,213

依据新型基础测绘的服务要求,制定了科学合理的图库一体化的生产路线,总结了注意事项,研究开发了图库一体化的质检工具,提高了基础测绘的生产效率和质量,为新型基础测绘“按需服务”奠定了基础。  相似文献   

中学地理科学实验的六大类型及其案例分析     

杨崝源  段玉山  姚泽阳  马倩怡  刘妍君 《地理教学》2020,(3):9-15

依据实验的根本目的,为拓展学生对地理过程的理解,体验真实的地理原理,笔者将中学地理科学实验划分为经典实验室实验、时间变化模型实验、类比实验、空间变化模型实验、物理模型实验以及计算机模型实验六大类型,并对每一类型实验进行举例分析,希望以此深化地理科学实验的理论研究、丰富地理科学实验的实践案例、培养学生的地理核心素养,为地理科学实验教学研究提供新的视角。  相似文献   

地理试题透视六大解题思维——以浙江省选考试题为例     

杨明 《地理教学》2020,(1):52-55,39

思维是指人脑借助于语言对客观事物的概括和间接反应的过程,以感知为基础,又超越感知的界限,它探索与发现事物的内部本质联系和规律性,是认识过程的高级阶段。目前国内针对地理解题的思维研究相对较少,本文以浙江省历年选考地理试题为例,总结和提炼出六大解题思维,即:逆向思维、收支平衡思维、比较思维、发散思维、空间思维、辩证思维,旨在帮助学生掌握分析和解答地理问题的方法,从而有效提升高中地理学习和复习效果,增强学生学习地理的兴趣。同时在培养学生的地理解题思维过程中,落实地理学科核心素养的培育。  相似文献   

景电灌区移民对祁连山植被恢复的相对生态价值          下载免费PDF全文

赵建林  康德奎  彭维恩  王建礼  史中兴  陈天顺  董志洋  汪杰  常兆丰 《干旱区地理》2020,43(1):182-189

近些年来，生态系统的服务价值研究已成为生态学以及生态经济学领域中的一个热点问题。祁连山被称为伸进西北干旱区的一座湿岛，在我国“一带一路”建设中占有重要地位。景电灌区兴建以来从祁连山移出了大量农牧民。那么，景电灌区移民对祁连山植被恢复的生态价值如何呢？以景电灌区移民涉及到的祁连山东端景泰、古浪、天祝3县山区为研究区，用价值工程方法对从祁连山区向景电灌区移民退耕退牧还林还草的生态价值做了分析，并与模型因子当量法的计算结果进行了比较。结果表明：祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态价值为37.458 1×10⁸元。其中，退耕还林还草的生态价值为37.438 6×0⁸元，退牧后草场植被盖度增加的生态价值为194.79×104元。计算结果为用COSTANZA和谢高地模型因子当量法计算得的祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态服务价值40.054 0×0⁸元的93.52%。两种方法计算结果祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态价值为景电工程年总成本1.45×0⁸元的25.8~27.6倍。两种计算结果一致表明，景电灌区生态移民对祁连山植被恢复的生态价值十分突出。由此也可以看出，COSTANZA和谢高地模型因子当量法适用于祁连山的生态服务价值分析。  相似文献   

陇中黄土高原丘陵沟壑区不同植被恢复模式下次降雨产流产沙特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

朱燕琴  赵志斌  齐广平  康燕霞  赵霞 《干旱区地理》2020,43(4):920-927

基于甘肃省清水县汤峪河径流小区2015—2017年的观测数据,研究不同植被恢复模式条件下坡面次降雨入渗、产流产沙特征。结果表明：不同植被恢复模式条件下的土壤入渗量与降雨强度呈二次函数关系,存在入渗量达到最大值的临界降雨强度。入渗速率与降雨历时可以用幂函数关系表达,符合考斯恰可夫入渗模型。不同植被恢复模式条件下的产流率在0.003 3~0.003 6 mm·min^-1之间,相对裸地的减流率为54%~58%。产流率与降雨强度之间呈二次函数关系（R²>0.88）,产流率的主要影响因素是降雨强度。径流含沙量平均值乔灌混合区（3.13 g·L^-1）>灌木林（2.95 g·L^-1）>乔木林（2.79 g·L^-1）>草地（2.58 g·L^-1）,径流含沙量与降雨强度呈线性递增函数关系。裸地的产沙量显著高于各植被小区（P<0.05）,是各植被小区的43~57倍,各植被小区的减沙率在93%~94%之间,减沙效益高于其减流效益。各植被坡面土壤流失量与降雨侵蚀力呈线性递增函数关系;产流率与侵蚀产沙率之间呈极显著正相关关系（P<0.01）,二者间可采用二次函数关系表达。本研究成果可为黄土高原丘陵沟壑区水土保持优化配置提供理论依据。  相似文献   

基于 SRP 概念模型的祁连山地区生态脆弱性评价   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

刘佳茹  赵军  沈思民  赵彦军 《干旱区地理》2020,43(6):1573-1582

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度（SRP）概念模型，从地形、气候、植被和社会经济 因子选取 8 个评价指标，利用遥感和 GIS 技术，采用主成分分析方法求取权重，对祁连山地区启动 水源涵养区生态环境保护和综合治理规划研究前后近 10 a 的生态脆弱性程度进行系统、定量地评 估，旨在揭示生态脆弱性的分布特征、时空演变及动因，为区域生态保护、资源利用和可持续发展 提供参考。结果表明：（1）从研究区生态脆弱性分布来看，祁连山地区主要以轻度和重度脆弱为 主，脆弱性程度从西北向东南地区逐渐减弱，西北地区植被覆盖度小，海拔高，生态环境较为恶劣 是导致脆弱性程度较高的原因；（2）祁连山地区 3 期生态脆弱程度呈逐渐下降趋势，综合指数分别 为 3.307、3.118 和 3.103；2005 年 生 态 脆 弱 性 较 高 ，极 度 脆 弱 面 积 为 28 610 km²，2010 年 下 降 为 11 723 km²，2015 年降低为 6 174 km²，极度脆弱面积逐渐减少；（3）从祁连山地区生态脆弱性演变动 因来看，8 个指标对生态脆弱性影响均较为显著，但在不同的时间影响程度各不相同，2005—2015 年 3 期数据中对生态脆弱性影响最大的均为植被指数，降水次之，地形因子影响最小。总体来看， 近年来祁连山地区生态脆弱性程度有所降低，但仍然需要加强保护力度，促进生态环境可持续 发展。  相似文献