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[期刊] 地理科学进展
[作者]
蔡强国 袁再健 程琴娟 秦杰
随着计算机技术与地理信息系统(GIS)技术的发展,分布式侵蚀产沙模型成为当今土壤侵蚀领域研究重点与发展方向。本文在分析国内外几个主要的分布式侵蚀产沙模型基础上,探讨了分布式侵蚀产沙模型的技术路线与技术实现,最后指出目前我国分布式侵蚀产沙模型研究存在的主要问题:(1)分布式水文模型的深入研究为分布式侵蚀产沙模型提供了不少借鉴,但如何在分布式水文模型的基础上开发侵蚀模块还存在一些问题;(2)目前国内分布式土壤侵蚀模型大都基于黄土高原而得出,模型有一定的局限性;(3)当前的大多侵蚀产沙的关系式(尤其是坡面侵蚀关系式)是经验型的,汇沙的过程考虑得过于简单,没有深入探讨水文与土壤侵蚀之间的关系;(4)目前大多数分布式土壤侵蚀模型没有考虑次暴雨产流的时间变化与空间变化。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李景玉 张楠 王荣彬
土壤侵蚀产沙模型是国土资源动态变化模拟、土地资源环境质量评价、制定水土保持规划措施的重要技术手段,对指导生产实践具有十分重要的意义。黄河流域尤其是黄土高原的土壤侵蚀始终是土壤侵蚀和黄河泥沙研究的热门问题,近年来,结合“数字黄河”、“模型黄土高原”建设,广大地理学、水土保持、水利工程、水文学及水资源科技工作者,围绕黄河流域的土壤侵蚀产沙问题开展了大量卓有成效的工作,配合黄河流域水土保持以及水土资源合理配置和管理,从经验模型到理论模型,不仅提出和开发了许多具有十分重要实用价值的土壤侵蚀产沙模型,而且在引进国外先进技术、先进模型方面也做了大量工作。本文从土壤侵蚀产沙模型的自主开发和现有模型的应用两个方面、经验统计模型与物理模型两个领域简要回顾了90年代中期以后国内学者在黄河流域土壤侵蚀产沙模型方面主要的研究成果,并针对在该地区进行土壤侵蚀模型方面的研究方向提出了作者一些不成熟的看法和建议。
关键词：
黄土高原 土壤侵蚀 黄河 产沙 模型
[期刊] 地理科学进展
[作者]
蔡强国,刘纪根
土壤侵蚀模型作为了解土壤侵蚀过程与强度,掌握土地资源发展动态,指导人们合理利用土地资源,管理和维持人类长期生存环境的重要技术工具,受到世界各国的普遍重视。本文总结了中国土壤侵蚀模型的主要成果,对经验统计模型、物理成因模型、国外模型在我国的应用方面作了详细的介绍。在总结和评价中国土壤侵蚀模型的基础上,提出了今后土壤侵蚀模型应该注重的发展方向:(1)注重土壤侵蚀模型的理论研究,将从以侵蚀因子为基础的侵蚀预报向侵蚀过程的量化研究和理论完善,研究各侵蚀因子及其交互作用对侵蚀过程的影响,泥沙在复杂坡面以及不同流域尺度间的分散、输移和沉积作用;(2)加强对重力侵蚀、洞穴侵蚀机制的研究,加强对大中流域侵蚀模型的研究;(3)充分利用先进的RS、GIS技术,为侵蚀模型的研究提供大量的数据源,以利于对土壤侵蚀模型的检验。
关键词：
土壤侵蚀模型 主要成果 发展方向
[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘军志 朱阿兴 秦承志 陈腊娇 吴辉 江净超
大流域、高分辨率、多过程耦合的分布式水文模拟计算量巨大,传统串行计算技术不能满足其对计算能力的需求,因此需要借助于并行计算的支持。本文首先从空间、时间和子过程三个角度对分布式水文模型的可并行性进行了分析,指出空间分解的方式是分布式水文模型并行计算的首选方式,并从空间分解的角度对水文子过程计算方法和分布式水文模型进行了分类。然后对分布式水文模型的并行计算研究现状进行了总结。其中,在空间分解方式的并行计算方面,现有研究大多以子流域作为并行计算的基本调度单元;在时间角度的并行计算方面,有学者对时空域双重离散的并行计算方法进行了初步研究。最后,从并行算法设计、流域系统综合模拟的并行计算框架和支持并行计算的高性能数据读写方法3个方面讨论了当前存在的关键问题和未来的发展方向。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
叶翔宇 李强 郭禹含 梁廖逢 王中根
传统分布式水文模型采用串行计算模式，其计算能力无法满足大规模水文精细化、多要素、多过程耦合模拟的需求，亟需并行计算的支持。进入21世纪后，计算机技术的飞速发展和并行环境的逐步完善，为分布式水文模型并行计算提供了软硬件支撑。论文从并行环境、并行算法2个方面对已有研究进行总结概括，分析了不同并行环境和并行算法的优势与不足，并提出提高模型并行效率的手段，即合理分配进程/线程数缩减通信开销，采用混合并行环境增强模型可扩展性，空间或时空离散化提高模型的可并行性及动态分配计算任务、平衡工作负载等。最后，论文对高性能并行分布式模型的未来研究方向进行展望。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李云开 杨培岭 田英杰 任树梅 赵焕勋
土壤侵蚀产沙是一个极其复杂的物理过程,其物理机理十分复杂,往往难以用数学方式来描述.该文针对区域土壤侵蚀机理不甚清晰、基础资料收集困难等问题,探索性地在小流域土壤侵蚀预报中引入支持向量机理论与方法,并以皇甫川强烈侵蚀区小流域为例构建小流域土壤侵蚀模数预报的支持向量机预报模型.研究表明,该方法的模拟和预测精度都明显高于最小二乘法;支持向量机预报模型依据多年的反映区域侵蚀产沙演进规律的侵蚀产沙监测资料,建立小流域土壤侵蚀模数的支持向量机预报模型,是对流域侵蚀产沙复杂运行机制的综合体现.
关键词：
土壤侵蚀 支持向量机 小流域 预报
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
毕华兴 朱金兆 吴斌
国外土壤侵蚀与流域产沙模型研究综述毕华兴，朱金兆，吴斌（北京林业大学水土保持学院１０００８３）（北京林业大学科研处１０００８３）（北京林业大学国际合作处１０００８３）土壤侵蚀是自然景观发展的一种正常现象［１］，但是，仅仅在地球上的某些地区，土壤侵蚀才...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
徐宪立 张科利 刘宪春
道路建设的加速会引发道路侵蚀的加剧,继而对生态环境产生很大的压力,为了减轻或控制道路侵蚀,必须了解道路侵蚀的特征,找出有效的防治措施。道路建设是对当地地形的改造,开挖以及填埋等扰动活动,会在原来地貌上形成不同的微地形,它们各有特点,形成不同的侵蚀特征。不同的道路部位侵蚀机理和侵蚀过程差别很大,现有研究对各个部位的侵蚀强度进行了比较,但结果并不一致。与其他用地相比,道路用地显著的改变了土壤的物理水文性质,加速了产流产沙过程。尤其对一个流域而言,道路的线性特征使其成为汇流引流的重要途径,直接影响着流域的行洪泄洪,而在这方面的研究较少。道路侵蚀预报仍然集中在经验统计模型的研究上,由于经验模型固有的弊端,不能明确反映侵蚀的机理,物理模型的研究更加迫切,尤其结合已有的农地侵蚀的过程模型更是加强的重点。道路侵蚀的防治措施主要包括工程措施,生物措施以及两者的组合,其水保效益都比较明显,但也往往受到当地自然环境和经济条件的限制。本文总结了国内外道路侵蚀研究成果,结合存在的问题指出了今后加强研究的重点,对理解道路侵蚀机理,开展道路侵蚀防治具有一定的指导意义。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
彭国星
在数据挖掘技术应用于入侵检测的研究中,分布式环境下的全局频繁项目集的更新算法尚不多见。为改善入侵数据增加后,更新算法的效率问题,提出一种基于分布式入侵检测的关联规则快速更新算法TDUA(Trivial Distributed Update of Association rules)。算法引入强频繁项目集概念,有效地修剪候选项目集数目,采用共享模式的体系结构,具有通信代价较小,挖掘效率较高的特点。并从理论与实验两个方面验证了算法适应在高速大流量的分布式网络环境下快速准确地建立入侵检测模型。
[期刊] 资源科学
[作者]
田鹏 赵广举 穆兴民 温仲明 王飞
采用GIS与RS技术,以RUSLE模型为基础,增加流域输沙能力与淤地坝拦沙效率模块,并在黄土高原粗沙多沙区流域皇甫川进行验证。模型模拟结果显示:率定期1991-1999年皇甫站实测输沙量与模拟值拟合较好,纳什系数(Nash)与相关系数均超过0.7,而验证期2000-2009年的模拟结果相对较差。不同土地利用状况的土壤侵蚀模数表明:皇甫川流域土壤侵蚀模数超过15 000t/(km2·a)的区域主要发生于裸露的砒砂岩与植被覆盖较差的沙地;而土壤侵蚀模数小于2 500t/(km2·a)的区域主要分布在地势较为平坦的河滩地与植被盖度好的高原区。在相同降雨条件下,皇甫川流域不同土地利用类型土壤侵蚀模数的...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李致颖 方海燕
为科学地认识中国东北黑土区流域土壤侵蚀特征,探讨TETIS模型在该区的适用性,本文以乌裕尔河流域为例,利用1971-1987年日径流与泥沙实测数据对TETIS模型进行了校正与验证,进而分析了流域土壤侵蚀强度特征及其与坡度、土地利用方式的关系。研究结果表明:TETIS模型在乌裕尔河流域适用性好,日径流与日输沙量的纳什效率系数在0.520.70之间,决定系数在0.600.71之间,体积误差均不超过15%。流域平均侵蚀模数为397.2 t/(km2·a),流域以微度和轻度侵蚀为主,约90%的产沙来自于坡面。平均
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李致颖 方海燕
为科学地认识中国东北黑土区流域土壤侵蚀特征,探讨TETIS模型在该区的适用性,本文以乌裕尔河流域为例,利用1971-1987年日径流与泥沙实测数据对TETIS模型进行了校正与验证,进而分析了流域土壤侵蚀强度特征及其与坡度、土地利用方式的关系。研究结果表明:TETIS模型在乌裕尔河流域适用性好,日径流与日输沙量的纳什效率系数在0.52~0.70之间,决定系数在0.60~0.71之间,体积误差均不超过15%。流域平均侵蚀模数为397.2 t/(km2·a),流域以微度和轻度侵蚀为主,约90%的产沙来自于坡面。平均土壤侵蚀模数随坡度的增大而增大,流域侵蚀量主要来自于0°~5°坡面。不同土地利用方式具不同的土壤侵蚀模数,耕地土壤侵蚀模数最大,达556.3 t/(km2·a)。坡度较大的耕地和植被覆盖度较低的区域是水土流失治理的重点。研究表明,TETIS模型在黑土区模拟土壤侵蚀产沙应用前景好,可为研究区制定水土保持措施提供科学依据。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李秋艳 蔡强国 方海燕
风水复合侵蚀是风力与水力共同或交替作用相互增强或者削弱的过程。从侵蚀区划分、驱动因素、侵蚀机理和生态恢复对策等方面论述了风水复合侵蚀的研究进展,简述了半干旱风水复合侵蚀区和海岸复合侵蚀区是两个影响最大的风水复合侵蚀区。晋陕蒙接壤区为半干旱风水复合侵蚀区的强烈侵蚀中心,在土地利用上属农牧交错区,生态环境极为脆弱。海岸复合侵蚀岸段分布广泛,侵蚀岸线在总岸线中所占比例较大。影响风水复合侵蚀的因素包括自然和人为因素,且地域差异显著。半干旱区风水复合侵蚀研究主要从侵蚀特点、土壤特性、侵蚀产沙、侵蚀能量研究等方面;海岸复合侵蚀区从侵蚀特征、风暴潮与海岸复合侵蚀关系等方面分析了取得的进展和存在的不足。总结了生物措施和工程措施对风水复合侵蚀区生态恢复的作用,展望了风水复合侵蚀与生态恢复的研究方向,并指出复合侵蚀机理与评估、生态恢复机理与评价研究是今后研究的趋势。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吕明权 吴胜军 温兆飞 陈吉龙 姜毅 甘捷
传统土壤侵蚀模型模拟次降雨产沙时难以确定泥沙输移系数,分布式的侵蚀产沙模型对数据量需求量大。选择三峡库区宋家沟小流域为研究对象,基于2013年的降雨、植被盖度、地形、土壤等数据,利用SCS-CN和MUSLE模型耦合模拟流域的场降雨的产沙量。结果表明:该模型的模拟值的精确度在可接受范围内,整个流域2013年的泥沙流失量是3 923t,全年中5场较大的降雨贡献了泥沙流失量的80%以上;不同土地利用类型的泥沙输出量差异很大,耕地(面积44.63%)贡献了81.54%的泥沙,有林地(面积47.61%)贡献了17.63%的泥沙;坡度在0~8度的区域贡献的产沙量仅为1.75%,大于25度的区域占流域面积的...
[期刊] 资源科学
[作者]
盛美玲 方海燕 郭敏
东北黑土区是我国重要的商品粮基地。近年来,受自然因素及人类不合理活动的影响,土壤侵蚀严重。土壤侵蚀模型是预测侵蚀产沙的重要工具,Wa TEM/SEDEM模型是一个分布式模型,本文以黑龙江省拜泉县25个水库控制流域为研究对象,采用Wa TEM/SEDEM模型模拟小流域侵蚀产沙特征,得到如下结论:研究区模型泥沙输移系数KTC最佳组合为0.38和0.55;利用Wa TEM/SEDEM模型模拟得到的产沙量(SY)与实际值相近,相关系数为0.95;产沙模数(SSY)的模拟值与实际值相关系数为0.34,相关程度相对较低,但均比回归方程模拟得到的产沙量和产沙模数相关程度高。流域泥沙输移比平均值为0.32。以...
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