Connectivity of post-fire runoff and sediment from nested hillslopes and watersheds     

Codie Wilson  Stephanie K. Kampf  Sandra Ryan  Tim Covino  Lee H. MacDonald  Hunter Gleason 《水文研究》2021,35(1):e13975

Wildfire increases the potential connectivity of runoff and sediment throughout watersheds due to greater bare soil, runoff and erosion as compared to pre-fire conditions. This research examines the connectivity of post-fire runoff and sediment from hillslopes (< 1.5 ha; n = 31) and catchments (< 1000 ha; n = 10) within two watersheds (< 1500 ha) burned by the 2012 High Park Fire in northcentral Colorado, USA. Our objectives were to: (1) identify sources and quantify magnitudes of post-fire runoff and erosion at nested hillslopes and watersheds for two rain storms with varied duration, intensity and antecedent precipitation; and (2) assess the factors affecting the magnitude and connectivity of runoff and sediment across spatial scales for these two rain storms. The two summer storms that are the focus of this research occurred during the third summer after burning. The first storm had low intensity rainfall over 11 hours (return interval <1–2 years), whereas the second event had high intensity rainfall over 1 hour (return interval <1–10 years). The lower intensity storm was preceded by high antecedent rainfall and led to low hillslope sediment yields and channel incision at most locations, whereas the high intensity storm led to infiltration-excess overland flow, high sediment yields, in-stream sediment deposition and channel substrate fining. For both storms, hillslope-to-stream sediment delivery ratios and area-normalised cross-sectional channel change increased with the percent of catchment that burned at high severity. For the high intensity storm, hillslope-to-stream sediment delivery ratios decreased with unconfined channel length (%). The findings quantify post-fire connectivity and sediment delivery from hillslopes and streams, and highlight how different types of storms can cause varying magnitues and spatial patterns of sediment transport and deposition from hillslopes through stream channel networks.  相似文献   

Impact of the sampling duration on the uncertainty of averaged velocity measurements with acoustic instruments     

Muste Marian  Jongmin Kim  Dongsu Kim 《水文研究》2021,35(4):e14125

Average velocity in streams is a key variable for the analysis and modelling of hydrological and hydraulic processes underpinning water resources science and practice. The present study evaluates the impact of the sampling duration on the quality of average velocity measurements acquired with contemporary instruments such as Acoustic Doppler Velocimeters (ADV) an Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP). The evaluation combines considerations on turbulent flows and principles and configurations of acoustic instruments with practical experience in conducting customized analysis for uncertainty analysis purposes. The study sheds new insights on the spatial and temporal variability of the uncertainty in the measurement of average velocities due to variable sampling durations acting in isolation from other sources of uncertainties. Sampling durations of 90 and 150 s are found sufficient for ADV and ADCP, respectively, to obtain reliable average velocities in a flow affected only by natural turbulence and instrument noise. Larger sampling durations are needed for measurements in most of the natural streams exposed to additional sources of data variability.  相似文献   

基于空间插值的浙江省城市流时空演变特征研究          下载免费PDF全文

魏国恩  贺清云  朱翔  欧阳晓 《干旱区地理》2019,42(1):215--222

为了探寻发达省份内城市间相互作用的时空特征，该文以浙江省为样本单元，选取2005、2010年和2015年3个时间截面，采用反距离权重法和空间插值手段，从城市流强度视角展开了实证分析。结果表明：（1） 城市间的联系在不断加强，期间城市流强度值随时间的推移而整体得到提升，空间上由初始的“中心点”通过发展扩散向“中心域”转变，中心城市的辐射带动作用开始发挥成效。（2）结构上呈现出相对稳定的北高南低的分布格局，以杭州市为龙头，宁波为副核心，温州、绍兴、舟山为重要节点的多中心城市网络结构雏形初步形成。（3） 城市流强度的空间分异特征分析明显，但分异程度有了些许的改善，侧面说明空间上由初始的“中心点”通过发展扩散向“中心域”转变的基本观点。最后就浙江省如何加强省内城市间“流”的规模性、区域协调性和可持续性展开了讨论。  相似文献   

国际蓝碳合作发展与中国的选择   总被引：2，自引：0，他引：2  

赵鹏  胡学东 《海洋通报》2019,38(6):613-619

海洋储存了地球上93%的CO_2,是全球最大的碳库。发挥海洋固碳、储碳作用,对应对全球气候变化具有重要意义。《联合国气候变化框架公约》和《巴黎协定》是2020年后国际气候治理的基础,为国际蓝碳合作指明了方向,也提供了国际法依据。当前,国际蓝碳合作从科学研究向纳入国际气候治理方向不断推进,不少国际组织和国家已着手推动蓝碳国际规则制定。中国蓝碳资源分布广泛,特色鲜明,蓝碳发展起步阶段里中国的参与不仅是对全球应对气候变化的重要贡献,更有助于通过蓝碳合作增强我国在全球气候治理和海洋治理领域的影响力和话语权。我国蓝碳发展应从国内、国际两个方面着手。在国内夯实基础、补足短板,加强蓝碳基础研究和实践,建立蓝碳评估标准,加快蓝碳人才队伍建设。在国际上积极参与现有国际蓝碳计划,在"21世纪海上丝绸之路"等机制框架下开展双、多边蓝碳合作,推动全球蓝碳治理,从积极参与向适时引领发展。  相似文献   

基于观测的南海西沙海域深层近惯性振荡特征分析     

江森汇  吴泽文  舒勰俊 《海洋通报》2019,38(5):543-552

近惯性内波运动普遍存在于全球大洋中,影响大洋中的质量、动量和能量输送,是大气强迫与海洋混合之间的重要纽带。由于目前海洋深层观测资料的缺乏,对于深层近惯性内波生消演变特征研究甚少。利用2009-2012年的潜标观测资料,采用带通滤波和谱分析方法研究了南海西沙海域深层近惯性内波生成、传播和消亡等演变特征。通过研究发现,南海西沙海域深层存在较强的近惯性振荡,其生成源为台风过境能量输入,绝大部分时段内,近惯性振荡能量在海洋浅层耗散,不向海洋深层传播;仅在少部分时段内,近惯性振荡能量的80%～85%耗散在500 m以浅区域,有大概15%～20%继续向海洋深层传播。  相似文献   

基于正交匹配追踪的声层析方法   总被引：2，自引：0，他引：2  

李倩倩  史娟  李整林  罗宇  阳凡林  张凯 《海洋学报(英文版)》2019,38(11):149-157

声速剖面的变化会对声传播产生较大的影响，经验正交函数模型经常用来实现对声速剖面数据的简化描述。然而在内波、湍流等海水不均匀性存在时，这种正则化操作会造成声速重构精度的大幅降低。本文利用字典学习生成声速剖面的非正交原子，在稀疏编码时采用正交匹配追踪（OMP，Orthogonal Matching Pursuit）算法，更新字典则使用KSVD （Kernel Singular Value Decomposition）的字典更新算法。由于字典学习不需要强制使用正交条件，对于训练数据更加灵活，从而可以使用少数的原子组合达到更高的重构精度。利用一次浅海声学实验多次测量的声速剖面研究了海水声速剖面的经验正交函数表示和字典学习，研究表明：相比于正交函数表示，学习字典可以利用少数原子（甚至一个原子）更好的解释声速剖面扰动。字典学习可以提高声速剖面的稀疏性，从而提高声速剖面的反演精度。  相似文献   

多能互补海洋能集成发电技术研究综述     

王世明  李泽宇  于涛  马晨倍 《海洋通报》2019,38(3)

介绍了国内外基于风能、太阳能、波浪能和潮流能等海上可再生能源进行多能互补集成发电的研究发展情况,从不同技术研究侧重点、不同装置机理差异性和多能互补集成发电方式等方面进行了概括和综述,对已有设备和理论研究等进行了对比,评述了目前海洋多能互补集成发电技术研究中存在的主要问题以及未来的研究发展趋势,指出未来海洋能源集成发电需在离岸化、新材料、大型化和阵列布局等方面进行技术研究和攻关。  相似文献   

海底电缆鬼波压制及陷频补偿方法研究     

李继光  王东凯 《热带海洋学报》2018,37(2):100-104

受到海底、自由表面等强反射界面的影响, 在海底电缆采集的地震资料中鬼波干扰往往非常发育, 在频谱中表现为明显的陷频现象, 严重影响地震剖面的质量, 给后期的处理解释带来困难。为克服这一困难, 根据海底电缆双检(陆检和水检)对下行波场的不同响应, 在深入研究伪多道匹配滤波技术的基础上提出了伪多道双检合成方法。与传统的求取反射系数的双检合成方法不同, 该方法完全数据驱动。在合成数据和渤海地震资料的实际应用中, 鬼波成分得到了明显的压制, 同时拓宽频带, 补偿陷频, 证明了该方法的有效性。  相似文献   

潮流界以下河段航道整治水位确定方法研究——以长江江阴以下河段为例     

徐元  贾雨少 《海洋工程》2018,36(2):64-72

在总结分析现有整治水位确定方法的基础上,根据潮流界以下河段的水沙运动特性,本文提出一种基于输沙能力的航道整治水位确定方法。考虑上游来水、下游潮汐为独立事件,统计潮流界以下河段上游来水、下游潮汐不同等级组合出现的频率,采用数学模型计算相应组合下河段沿程的潮位、流速过程,以流速四次方代表水流的输沙能力,统计不同潮位等级对应的综合净输沙能力,确定最大综合净输沙能力对应的水位为(最优)航道整治水位。以长江下游白茆沙水道和福姜沙水道为例,计算了所在河段的航道整治水位,并探讨了起动流速对整治水位计算的影响和最高整治水位概念对工程的意义。  相似文献   

顾及地类转换差异的城市空间扩展元胞自动机模型及应用研究     

于明明  曾永年 《地球信息科学学报》2018,20(1):48-56

元胞自动机模型已经成为城市空间扩展模拟研究的重要方法之一,并得到广泛应用。然而,现有的城市扩展元胞自动机模型仍存在不足。由于元胞状态设置较为简单,从而使模型转换规则中对不同用地类型向城市用地转换的差异与强度考虑不够。基于此本文在元胞自动机模型的框架下,设计了多元结构的元胞状态及转换规则,提出了顾及地类转换差异与强度的城市扩展元胞自动机模型。在计算非城市用地向城市用地转换的转换概率时,该模型考虑了3个方面的概率：① 地形地貌、经济发展等城市发展的驱动因素对城市用地扩展的影响概率,该概率采用logistics方法进行计算;② 邻域元胞的用地类型对中心元胞转换概率的影响,该概率采用扩展摩尔型方法进行计算;③ 不同类型的非城市用地（本研究中包括耕地、林地和裸地3种类型）向城市用地转换的强度,该概率由模拟基期土地利用数据与目标年份土地利用数据的叠加,得出不同类型的非城市用地在此时间段内向城市用地转换的规模,进而确定不同类型的非城市用地向城市用地转换的强度。最后,将以上3种概率的乘积作为元胞转换的概率。通过转换概率与转换阈值的对比判断中心元胞是否在下一个阶段转换为城市用地。经过迭代计算,不断增加城市用地元胞的数量。当模拟城市用地的结果与目标年份的城市用地规模差值在一定的范围内时停止模拟,得出最终结果。模型构建完成后,本文以长株潭城市群核心区为例进行了模拟实验。以2001年该地区的土地利用数据为基期数据,模拟2010年该地区的城市用地规模和空间分布。研究结果表明,根据本文提出的模型模拟的城市扩展结果与真实数据相比具有较高的一致性。模拟结果正确率达到68.66%,比基于传统logistics回归的元胞自动机模型的模拟精度提高了4.25%,Kappa系数为0.675。该模型较好地模拟了长株潭城市群核心区城市扩展,在城市空间扩展模拟中具有较好的适应性与有效性。  相似文献