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[期刊] 地理科学进展
[作者]
张子凡 刘时银 马凯 张鲜鹤 杨延伟 崔福宁
全球气候变暖极端事件频发的背景下，近年来金沙江上游区径流变率较1990年代显著增大，出现了百年一遇的极端洪水事件，对流域水资源利用、水库调度带来了新的挑战。金沙江上游地区范围广大、观测站点稀少，基于机器学习模型进行单目标径流模拟较传统模型具有优势，但该方法在大尺度高寒山区的径流模拟研究不足。论文应用长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络模型对金沙江上游径流年内过程进行模拟，模型由高程分带提取的日降水(GPM,0.1°×0.1°)、日均气温(ERA5Land,0.1°×0.1°)及逐日积雪面积(MODIS,500 m)数据驱动，以径流观测数据为目标进行建模，同时构建集合模型，模拟流域径流并进行模型对比。模型训练期和验证期分别为2001—2014年和2015—2019年。结果显示：2种模型在预见期15 d内模型效率系数(NSE)≥0.80，且在相邻预见期NSE接近，预见期25 d和30 d的NSE均能达到0.70以上，表明2种模型在30 d预见期内的径流模拟效果良好。以高程分带数据驱动的高程信息模型，1～5 d预见期径流模拟显著优于集合模型，7～13 d预见期优势减小，15～30 d预见期二者模拟效果相当。高程信息模型对汛期径流的模拟优于集合模型，展现出其在洪水模拟方面的优势。总体而言，高程信息模型在预见期为3 d的径流模拟中精度最高，尤其对春汛及夏汛的模拟，可为金沙江中游梯级电站水库调度提供参考，但模型对极端春季洪水模拟效果仍有待提升。
[期刊] 资源科学
[作者]
朱利 张万昌
本文简要介绍了基于水文过程的、具有较强物理机制的流域分布式水文模型SWAT。然后由遥感和地理信息系统手段得到流域的土壤类型与植被覆盖及雨量气象站点分布图,通过改进的SWAT气象模拟器模拟出缺乏实测的日气象资料,再结合实测的降雨资料作为SWAT模型的输入,对两河口流域1981年～1985年进行年月径流模拟,并利用汉江上游地区两河口流域1981年～1985年5年间的年、月径流量实测资料,以月径流模拟的N S模型效率系数为主要指标,对SWAT模型中3个最敏感参数ESCO、AWC和CN2进行敏感性分析,进而率定出使得月模拟效果最佳的参数值或参数变化值。参数率定后月径流模拟N S模型效率系数达0 913...
[期刊] 资源科学
[作者]
夏军 王渺林
研究长江洪水和水资源问题,对于长江流域的可持续发展极为重要。本文以长江上游流域16个主要控制站径流观测数据为基础,对长江上游流域径流变化及其影响原因进行分析。结果表明,除金沙江流域径流微弱增加外,其他流域径流都有一定程度的减少趋势,其中岷江流域高场、横江流域横江、沱江流域李家湾、嘉陵江流域小河坝、武胜、北碚等站的径流显著减少,长江上游干流控制站寸滩站径流则微弱减少。针对流域气候变化与人类活动对水资源量的变化影响,建立大尺度分布式月水量平衡模型,将模型应用于长江上游的7个区间,模拟结果表明模型精度较高。最后应用分布式月水量平衡模型定量识别气候变化及人类活动对流域径流变化的贡献率,长江上游寸滩站径...
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
姜淞川 陆建忠 陈晓玲 刘子旋
水文预报及其径流变化趋势预测能够为防汛工作提供辅助决策,是水库调度兴利的重要手段.与传统分布式水文模型相比,利用长短期记忆网络(LSTM)建立降雨径流预报模型具有简单可行和精度较高的优点.该文以鄱阳湖抚河流域为研究对象,采用抚河流域的降雨和径流数据分别作为模型驱动数据和标签数据,通过LSTM网络实现抚河流域的径流模拟工作.结果表明:在使用气象站数据建立的日尺度径流模拟模型中,模拟结果与实测值相关性均达到0.9以上,偏差在±5%以内,模型表现非常好;在使用TRMM数据建立的月尺度模型中,整体模拟结果与实测值相关性在0.9以上,整体偏差在±5%以内,模型表现优秀.
[期刊] 资源科学
[作者]
岑思弦 秦宁生 李媛媛
利用金沙江流域的直门达、石鼓、小得石以及屏山4个站的径流量,以及NCEP/NCAR再分析资料和我国地面观测站逐日降水资料,研究了金沙江流域汛期(7月-9月)径流量变化的气候特征,结果表明:汛期金沙江流域径流量的年际变化趋势并不显著;直门达站径流量以2～4a时间尺度为主要振荡周期;而石鼓、屏山以及小得石站径流量在1970年前后存在显著突变,这种突变主要体现为变率突变,1970年以前振荡周期以2～4a时间尺度为主,1970年以后振荡周期则转变为以8～16a时间尺度为主;当伊朗高原至青藏高原中西部地区上空的西风水汽输送加强(减弱)时,三江源地区的降水增加(减少),有利于金沙江流域源头径流量增加(减少...
关键词：
金沙江流域 径流量 降水 水汽输送
[期刊] 自然资源学报
[作者]
吕乐婷 彭秋志 郭媛媛 刘颖慧 江源
基于分布式水文模型SWAT以及SUFI-2程序对东江流域进行了51 a(1960—2010年)月径流模拟,并在此基础上讨论了东江流域水文过程的空间差异。模拟结果表明,河源站受新丰江水库影响,模拟结果不确定性较大,确定性系数R2和Nash-Sutcliffe效率系数相对其他站点较低,龙川站、岭下站、博罗站R2和Nash-Sutcliffe效率系数皆满足模型适用性要求。流域出口博罗站率定期R2、Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.83、0.83,验证期为0.84、0.84,模型模拟精度较高。东江流域径流深主要受降水空间不均影响,形成由北向南先增后减的趋势。流域下垫面差异对产流过程也有一定...
[期刊] 资源科学
[作者]
胡雅杰 董阳 郭映 党慧慧 董军 魏国孝
黄土高原绝大部分地区降水稀少、径流量小,水资源总体相当匮乏,准确掌握区域内径流情况对科学配置稀缺的水资源至关重要。本研究选取黄土高原中部马莲河上游的环江流域为研究对象,采用SWAT模型进行径流模拟研究,并结合1980-1990年的径流实测数据校准和验证模型。分析显示:1采用30m精度的高分辨率数字高程模型(DEM)数据比用90m分辨率DEM数据获得的河网更精细,而模拟误差较小;2子流域划分水平对径流模拟有一定的影响,当子流域划分增加到一定水平时径流量趋于稳定;3通过调整模型中敏感性较高的参数率定模型,使得校准期和验证期月均径流深Re均小于10%,R2分别为0.893和0.822,Ens分别为0...
[期刊] 资源科学
[作者]
蔡玉林 孙国清 过志峰 刘录三 杨丽
气候变化是全球变化的重要部分,它可以改变区域乃至全球的水文循环的现状,本文以鄱阳湖流域为定量评价了气候变化对该区域水文循环的影响。文章首先分析了鄱阳湖流域1973年～2002年间的气候变化,在此基础上构建了如果气候变化按照目前的趋势发展未来可能出现的3种气候情景,最后应用陆地表面模型VIC水循环模式模拟了不同情景下的径流变化,结果表明如果气候变化按照目前的趋势发展,鄱阳湖流域的水量30年、60年、90年后(相对于1983年)将可能增加11.7%、25.08%和39.06%,而且因为径流的增加幅度最大的情况恰好出现在每年径流峰值时段(汛期),所以鄱阳湖发生洪灾的危险性将可能增大。研究气候变化背景...
关键词：
VIC模型 鄱阳湖流域 径流 气候变化
[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] 长江流域资源与环境
[作者]
何易平 马泽忠 谢洪 钟敦伦
长江上游是我国山地灾害异常活跃区,其频繁活动与该区域特殊的自然条件和人类经济活动密切相关。从自然和人文交叉最密切的领域———土地利用及其变化入手,选择区内山地灾害频繁活动区———金沙江一级支流小江流域为典型研究区,通过定量分析不同坡度土地利用方式对山地灾害的综合敏感性,发现易致灾的土地利用方式依次为:道路建设用地和工矿用地、>15°的旱地、>15°低盖度草地和人工修建的蓄水区、城市建设用地、>8°的裸岩地、>25°的滩地、>35°的高盖度草地,并根据敏感值的大小进行了敏感性区划。研究成果对规划土地利用方式、布局水土保持工程等具有一定的参考意义。
[期刊] 林业科学
[作者]
王金叶 李海防 段文军 唐东明 王绍能 刘兴伟 黄华乾
森林与水的关系一直是生态学和水文学研究的热点(Calder,2007;Laurance,2007;Wang et al.,2011)。一般认为,森林植被具有调节径流的作用,但森林对径流的影响在不同研究之间存在很大差异(郭明春等,2005;魏晓华等,2005;Chirino et al.,2006;索安宁等,2007;王金叶等,2012)。径流变化受森林植被、流域面积和降水等多种因素影响,其
关键词：
漓江流域 森林 降水 径流
[期刊] 地理科学进展
[作者]
胡庆芳 曹士圯 杨辉斌 王银堂 李伶杰 王立辉
论文基于2003—2014年水文资料,采用长短期记忆神经网络(Long-Short Term Memory,LSTM),构建了汉江上游安康站日径流预测模型,评价了不同输入条件下日径流预测的精度。结果表明:当预见期为1 d时,在仅以安康站前期日径流量作为输入的条件下,LSTM模型在训练期和检验期的效率系数分别达到0.68和0.74;如再将流域前期面雨量和上游石泉站前期日径流量加入LSTM网络作为输入变量,安康站日径流量预测效果将更好,训练期和检验期的效率系数最高可达到0.83和0.84,均方根误差也有显著削减,且对主要洪峰流量的预测能力也有一定提高。此外,LSTM可以有效避免过拟合等问题,具有较好的泛化性能。但当预见期从1 d延长至2、3 d时,LSTM的预测精度显著降低。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘丽娟 昝国盛 葛建平
该文通过研究现有土地覆盖下水文分布的空间格局,及不同植被类型集水区内降雨与径流间的关系,来揭示森林生态系统与水文动态之间相互作用的机制,从而为岷江上游的生态环境评价和区域生态环境保护及恢复提供理论依据和科学指导.在前人研究的基础上,结合先进的地理信息系统和遥感技术,构建岷江流域植被水文模型.模型以水文子模块TOPMODEL为中心,由山地小气候模型MTCLIM和林冠截留模型为其提供水文学参数,研究中水文循环过程涉及植被截留、(实际)蒸散发、降雨入渗和土壤水分动态等.最后将模型应用于岷江上游典型支流——杂古脑流域,对其1995年7—9月的径流特征进行了模拟分析.结果显示,7—9月日径流量总体趋势表...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
黎云云 畅建霞 金文婷 郭爱军 王东林
【目的】研究SWAT模型在渭河流域水文循环过程模拟上的适用性,为渭河流域时空径流响应研究奠定基础。【方法】依据林家村、咸阳、华县、张家山和状头5个水文站,将渭河流域划分成5个子区间,基于SWAT分布式水文模型,对各子区间1978-1982年和1983-1986年的月径流过程分别进行校准和验证,并对各分区径流模拟结果的合理性进行分析。【结果】渭河流域各水文站月模拟流量过程与实测流量过程均拟合较好,校准期林家村、咸阳、华县、张家山和状头5个水文站的相关系数分别为0.73,0.81,0.86,0.79,0.79
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