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   

BDS卫星钟差半参数平差模型异常数据探测与处理     

李文涛  颜雄  夏磊  任青阳  陈洁  潘雄 《测绘学报》2020,49(1):55-64

针对北斗卫星钟差数据中出现钟跳、粗差等异常数据频次较高的问题,将半参数平差模型引入BDS的钟差数据的处理过程中。首先,在考虑系统误差的同时,改进了常用的钟差模型;其次,综合考虑异常数据和系统误差,利用补偿最小二乘原理和极值求解方法,详细推导了分离异常数据前后参数和非参数估计值与相应观测值改正数的关系表达式,实现了异常数据的定值、参数求解和系统误差分离。在此基础上,引入Cook距离,给出了利用参数分量和非参数分量的Cook距离及混合Cook距离,去判断异常值的位置,并给出了一些参数的选取方法及相应的处理措施,实现了卫星钟差异常数据的定位和定值以及部分系统误差的分离。最后,采用武汉大学GNSS中心提供的采样间隔为5 min的北斗卫星精密钟差数据,将本文方法与常用方法进行了试验对比。试验结果表明,本文方法能够有效地识别并处理卫星钟差数据中的异常值,有效克服了基于经验阈值钟差异常数据探测方法的不足,且该方法对于量级较小的异常钟差数据也有很好的探测效果,一定程度丰富了现有的BDS钟差数据质量控制方法。  相似文献   

东北三省全面振兴的社会经济支撑能力评估     

马丽  田华征  康蕾  戚伟 《地理科学》2020,40(6):863-873

在解析支撑能力和东北问题特点的基础上，从“创新、协调、绿色、开放、共享”五大理念出发建立全面振兴社会经济支撑能力评价指标体系和综合评价方法，以地级市为单元对东北三省进行评估。研究发现：各地市社会经济支撑能力差异显著，哈大沿线核心城市的支撑能力较强，西翼城市以及朝阳、七台河、绥化、葫芦岛、铁岭、双鸭山和鹤岗等资源型城市支撑能力较弱。因此未来东北地区在振兴政策的区域分布上应有所侧重，对不同地区施以不同的振兴或扶持政策。在创新、绿色、开放方面需要集中力量重点突破，而在体制机制改革和共享服务建设方面需要全面覆盖，并重点加强黑龙江北部和辽宁、吉林西翼城市的共享能力建设。  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   

基于SPEI的渭河流域干旱时空变化特征分析          下载免费PDF全文

邹磊  余江游  夏军  王飞宇 《干旱区地理》2020,43(2):329-338

以标准化降水蒸散指数（SPEI）作为评估指标，基于渭河流域28个气象站点1961—2017年实测降水量和气温数据，采用Mann-Kendall（M-K）趋势检验、经验正交函数以及小波变换等方法分析渭河流域干旱时空变化特征，并研究渭河流域干旱与6种大尺度气候因子之间的相关关系，进一步探讨主要气候因子对流域干旱时空分布特征的潜在影响。研究表明：渭河流域在1961—2017年间整体呈现出变旱的趋势。通过经验正交函数分解，渭河流域干旱分布场主要有3种典型模态类型，分别为全局型、西北—东南反向分布型以及东—西反向分布型；同时，大尺度气候因子南方涛动指数SOI与流域干旱分布场具有更好的相关关系，对该区域内干旱变化有较强的影响。  相似文献   

大西安地区土地利用类型时空演变分析          下载免费PDF全文

马新萍  韩申山  王磊  王建兴  许晓婷 《干旱区地理》2020,43(2):499-507

通过多种方法分析大西安地区土地利用类型演变特征、空间变化特征及其影响因素，旨在为大西安地区土地利用优化发展提供科学基础。在GIS和RS技术的支持下，对区域1996年、2006年、2016年3期LANDSAT TM（OLI）遥感影像进行解译，采用土地利用转移矩阵和土地利用变化模型对大西安1996 年以来土地利用类型和土地覆被时空动态变化进行量化分析，结果表明：（1） 大西安近20 a来建设用地面积不断增加，耕地、林业用地面积总体减少，草地小幅增加，水域略有萎缩，各地类间相互转换频繁。（2） 土地利用综合程度较高且不断加强，土地利用结构趋于均衡。（3） 空间变化上，土地利用变化区域差异显著，建设用地、耕地、林业用地重心转移的速度呈现出先快后慢的阶段性特征。（4） 综合相关文献，大西安地区土地利用变化的驱动因素主要为政策因素。论文从时空变化角度首次提出大西安地区的土地利用演变规律，该结果可为大西安地区发展过程中的土地优化提供科学基础。  相似文献   

关中平原城市群植被覆盖的时空特征与影响因素   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

王治国  白永平  车磊  陈志杰  乔富伟 《干旱区地理》2020,43(4):1041-1050

植被是全球及区域生态系统环境变化的重要指标,也是对人类社会活动有重要贡献的资源之一。为了研究关中平原城市群不同区域植被覆盖变化对自然和人文因子的响应,以划分为三个区域的植被作为研究对象,选取2000—2017年MODIS-NDVI遥感数据,运用趋势分析、探索性空间数据分析与地理探测器等方法,从时序演进与空间分布方面研究了18 a内植被覆盖的演化及分布特征,定量分析影响植被覆盖的主导因子。遥感数据要通过投影转换、拼接、最大值合成等方法进行处理,再运用Python程序进行影像批量裁剪,将遥感数据和气象数据进行分区统计,最后对该处理数据进行讨论研究。结论表明：（1） 研究期内关中平原城市群植被覆盖呈显著上升趋势,NDVI平均值增速为0.077·（10 a）^–1,阶段性变化特征明显,其中2005—2007阶段和2011—2013阶段极显著增加,最大上升速率达到了0.05·a^–1。（2） 空间上总体呈现“南高北低”的分布特征,研究区总体得到改善;高值区主要分布在南部秦岭北坡,受气候因子的影响更大,植被覆盖增加速度缓慢,达到轻度改善水平;低值区聚集在黄土高原边缘地区,植被增加趋势明显;中部关中平原极少部分地区植被覆盖出现了轻度退化或严重退化,以西安市及临近城市最为典型。（3） 热点区主要分布在秦岭山区及关中平原中部地区,冷点区则集中于黄土高原边缘地区,植被覆盖总体以增长为主。热点区格网数量持续增多,2013年达到最大为45.07%;冷点区域数量不断减少,2017年减少到9.82%;次热点区与次冷点区主要分布在中部平原地带及北部地区,由连片分布转化为零散分布,且总量不断减少。（4） 自然因素对植被覆盖的影响最为突出,其中气温和降水为影响植被覆盖的主导因子,决定力q值分别为0.955和0.931,且气温的影响大于降水的影响;人文因子影响力较为显著,GDP因子决定力q值达到0.387。研究可为当地改善植被覆盖环境提供理论依据。  相似文献   

科尔沁湿草甸参考作物蒸散发模拟分析     

李霞  刘廷玺  段利民  王冠丽  童新  周亚军  杨晓君 《中国沙漠》2020,40(2):134-143

为探明气候变化下干旱半干旱地区湿草甸参考作物蒸散发(ET₀)影响因子,使用FAO 56 P-M模型对科尔沁湿草甸ET₀进行模拟,利用涡度相关系统对模型的适用性进行评价,并通过通径分析及指标敏感性分析对ET₀的影响因子进行辨识。结果表明:(1)小时尺度模拟精度最高,日尺度次之,月尺度较差,小时尺度上晴、阴、雨3种天气条件下模拟效果不同,晴天最优,阴雨天较差。(2)ET₀年内变化呈单峰曲线状,生长季明显高于非生长季,集中在3—10月,占全年89.79%。生长季典型晴天ET₀逐小时分布特征遵循倒“U”单峰型变化规律。(3)通径分析结果显示,对ET₀的通径系数以及对回归方程估测可靠程度E的总贡献均表现为VPD(饱和水汽压差) > T_min(最低气温) > R_n(冠层表面净辐射)>u₂(2 m高度风速),即VPD为影响ET₀最重要的因子;指标敏感性分析中,在去除VPD后引起的E变化最大,说明ET₀对VPD的变化最为敏感,其次为u₂、T_min和R_n。  相似文献