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[期刊] 资源科学
[作者]
张兰影 庞博 徐宗学 赵捷
敏感性分析是增强水文模型率定的针对性、提高率定效率的有效方法。本文以太湖流域西苕溪为例,探究分布式水文模型VIC(Variable Infiltration Capacity)的参数敏感性及参数间的交互作用。为使本研究更具推广性,选取了关注高流量过程和关注整个流量过程线的两类目标函数。结果表明,可变下渗率曲线形状参数B、最大基流容量Dmax和最上层土壤层厚度d1对高流量过程较为敏感;当关注整个流量过程线时,除以上3个参数外,非线性基流开始时占最大基流的比例Ds也较为敏感。在参数的交互作用方面,当关注高流量过程时,参数d1与参数B的交互作用最为敏感;当注重整个流量过程时,参数d1与所有其它参数的...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李恒鹏 王旭强 杨桂山 金洋
STREAM模型是基于单元格网的分布式水文模型,可以利用易于获取的地理信息,揭示气候变化及下垫面改变对水循环的复杂影响。选择太湖上游西苕溪流域为研究区,采用1979~1999年的26个降水站实测序列和不同时段的土地利用数据,应用GIS流域分析方法与空间插值技术建立300 m的流域格网信息,并通过BLAISE脚本语言实现STREAM模型与GIS的集成,应用1979~1999年水文站实测序列对模型进行率定和验证。结果显示月径流量和年径流量模拟与实测值吻合良好,1980~1988年模型率定期,月径流量的确定性系数为0.78,年径流量的确定性系数为0.86,各年平均相对误差仅为6%;1989~1999...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
徐金涛 许有鹏 叶正伟
城镇化的发展使不透水面积不断增加,往往导致地区的水文过程发生较为明显的改变。以太湖上游西苕溪流域内的安吉城镇化实验小区为例,在对研究流域50多a长系列水文气象资料和区域城镇化特征作较详细分析的基础上,结合2005～2008年短时间尺度降雨径流观测实验,通过雨量、水位以及下垫面等数据分析,选用Storm Water Management Model这一暴雨洪水管理模型对该地区的典型洪水过程进行了模拟,对其降雨径流规律进行了分析。结果表明:该模型对该区域的模拟效果较好,误差较小,可以用于该城镇化地区的降雨径流过程模拟和洪水规律定量分析;分析该实验小区降雨径流过程可知,城镇化使该地区洪水上涨过程明显...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
代晓颖 许有鹏 林芷欣 王强 徐羽 袁甲
气候变化与剧烈的人类活动正深刻地影响着全球水循环系统,河川径流作为水循环系统中的重要组成部分,也因此发生了显著的变化。为此,以太湖上游西苕溪流域为典型,应用累积距平、线性趋势分析及流量历时曲线等方法,分析1972~2015年流域内的水文气象变化趋势;基于累积量斜率变化分析方法与气候弹性模型,定量揭示降水与人类活动对流域径流变化的贡献率。研究结果显示:(1)1972~2015年间流域年径流量呈减小趋势,并且在1999年发生突变,以此将时间序列划分为基准期与变异期两个阶段。变异期流域年均径流量减少约11.76%,减少幅度较大。(2)流域降水量年际变化趋势并不显著,与基准期相比,变异期年均降水减少约1.43%,减少幅度较小,但流域径流对降水变化敏感。汛期降水量占年降水量比重减少,降水的年内分配逐渐坦化,一定程度上使得产流减少。(3)根据累积量斜率变化率分析方法,降水与人类活动对西苕溪流域径流减少的贡献率分别为26.45%和73.55%,由气候弹性模型计算得出二者的贡献率分别为23.52%与76.48%。两种计算方法结果较为接近,均表明人类活动是导致西苕溪流域径流减少的主要因素。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
陈莹 尹义星 陈爽
以太湖上游西苕溪流域为研究区,基于1985和2002年土地利用空间数据,结合土地利用变化的驱动因子,运用马尔科夫模型和CLUE-S模型,模拟了研究区2020年土地利用的空间格局;在此基础上,通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析,揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明:按照1985~2002年土地利用变化的发展趋势,未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加,耕地、林地面积减小,研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上,斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势,而斑块平均面积减小,表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化...
[期刊] 地域研究与开发
[作者]
许朋柱 姜彤 曹文清 章婴瑛 黄义德 龚丁
为了定量研究大湖地区上游的西苕溪流域洪水发生机制和动态规律，本项目研制了中小尺度的综合水文模型。该模型设置了较多的参数，每个参数经过大量实测数据的严格率定，具有一定的物理意义。经过实测数据的检验，模拟结果与实测数据基本吻合。该模型已经被用于地方水利工程规划及洪水危险性评价（ＲｉｓｋＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）研究中。
关键词：
太湖地区 西苕溪流域 水文模型
[期刊] 自然资源学报
[作者]
万荣荣 杨桂山
土地利用/覆被变化是影响流域水文过程的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域LUCC洪水效应研究的迫切性,选择太湖上游西苕溪流域为研究区,利用分布式水文模型HEC-HMS模拟5种土地利用/覆被情景下的2次典型洪水过程(5年一遇的台风型洪涝和5年一遇的梅雨型洪涝),定量区分单一土地利用/覆被对洪峰的影响程度。结果表明,对于同场降雨,5种土地利用/覆被情景下的洪峰流量大小顺序为:林地<疏林灌丛<草地<耕地<建设用地,峰现时间先后依次是建设用地、耕地、草地、疏林灌丛、林地。同样的土地利用变化对洪峰的影响程度,5年一遇的台风型洪水比5年一遇的梅雨型洪水反应剧烈。对洪峰流量影响最大的土地利用变化...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
金平华 濮励杰 王金磊 王宇飞 潘少明
太湖流域上游土壤侵蚀量对于研究太湖流域营养盐输入和水环境效应具有重要意义。论文运用137Cs示踪分析法对太湖流域上游浙江省安吉县西苕溪流域的土壤侵蚀进行了初步研究,结果表明:该流域的137Cs基准值为2148.8±120.7Bq/m2;对于非耕作土壤,137Cs在土壤剖面中呈指数型分布,分布深度一般在20cm左右;对于耕作土壤,则在耕作层内呈均一分布,耕作层以下则急剧下降,分布深度达30cm。典型断面研究表明:耕地侵蚀强于非耕地;坡面上部侵蚀强于下部;坡度(0°～20°)与土壤侵蚀强度呈对数正相关关系。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘浏 徐宗学 黄俊雄
可变下渗能力模型VIC是基于单元网格的分布式水文模型,易于与气候模式进行耦合,从而揭示气候变化对水循环的复杂影响,为分析气候变化情景下流域洪水的响应特征提供技术支撑。作为研究工作的第一步,构建了基于5km×5km网格分辨率的西苕溪流域VIC径流模拟模型。利用流域出口横塘村水文观测站1990～2000年日流量观测数据并结合西苕溪流域的汇流特点,采用Dag Lohmann汇流模型进行参数率定和验证。模拟结果表明:VIC模型对西苕溪流域日、年径流量的模拟值与观测值吻合良好,率定期和验证期的多年平均年径流相对误差Er分别为0.77%和3.43%,模拟日或月流量的确定性系数和Nash-Suttcliff...
关键词：
VIC模型 径流 洪水 西苕溪流域
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
于兴修 杨桂山
利用1985、1995和2000年的TM数据及水质资料,运用GIS和水质指数法研究西苕溪流域的土地利用/覆被变化及其水环境效应。结果表明:流域内耕地不断减少,建设用地持续扩大,林地前期减少后期缓慢增加;林地和耕地是流域内的主要土地利用类型,二者面积之和占流域面积的比例在三个时段均在92%以上;空间集中性及斑块碎化是土地利用空间格局变化的主要表现,建设用地斑块数量增多且斑块面积明显增大,耕地面积减少但斑块数量增多。研究时段内流域水质在时间上呈逐步恶化趋势,在空间上则表现为自上游至下游逐渐下降,其中,1996～2000年,研究河段内水质指数下降幅度达30%左右;只治理点污染源仅使水质指数增加6.5...
[期刊] 资源科学
[作者]
陈强 苟思 严登华 倪广恒
本文根据SEBAL模型的理论建立了利用遥感数据计算区域ET的计算模型,提出了敏感度评价指标,建立了单参数敏感性评价体系,并对模型气象参数进行敏感性评价。计算模型以Landsat7 ETM+遥感影像数据和大气温度、风速、湿度、日照时数等地表气象数据作为输入,并对一些难以获取的参数做了简化处理,以ERDAS Imagine遥感数据处理软件为工具,计算了研究区(天津市)24hET空间分布图,并与Penman-Monteith公式所计算的研究区4种典型下垫面ET比较,结果显示,SEBAL模型计算的ET空间分布比较符合下垫面实际情况,计算结果较合理。考虑到气象数据对模型的影响重大,本文利用独立敏感度评价...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘松 佘敦先 张利平 丁凯熙 郭梦瑶 陈森林
敏感性分析有助于识别模型相对敏感的重要参数,降低参数维度,为模型参数优化与不确定性分析提供支撑。该文以三水源新安江模型为研究模型,汉江上游高滩流域为研究对象,选用Nash-Sutcliffe效率系数DC和水量平衡系数WB及其线性组合作为目标函数,联合运用Morris筛选法与Sobol方法分析了新安江模型所选13个参数的敏感性。结果表明:流域蒸散发折算系数KC、自由水蓄水容量SM、壤中流出流系数KI/地下水出流系数KG、壤中流消退系数CI、地下水消退系数CG和地表径流消退系数CS属于敏感参数,其中KC为高敏感参数;不同目标函数下模型参数的敏感性分析结果有所差异,水量平衡系数对于KC更加敏感,Nash-Sutcliffe效率系数对于SM、KI/KG、CI、CG、CS更加敏感;部分模型参数(如SM)的交互效应超过其自身敏感度,主要以两两参数组合的二阶敏感性为主,证明参数之间的相关性也是造成参数敏感性的重要原因。Morris筛选法减少敏感性分析的参数数量,Sobol方法准确刻画了模型参数的敏感性特征,两者结合提高了新安江模型参数敏感性分析的可靠性与准确性。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
许玲燕 杜建国 刘高峰
农村水环境承载力的定量估算及其动态变化特征研究有助于了解农村地区水资源供需平衡和水环境质量状况,为新农村建设规划和水环境可持续发展提供科学依据。本文以太湖流域镇江区域为研究对象,结合云模型改进模糊综合评价法,构建农村水环境承载力的PSR分析框架和评估指标体系,并结合雷达图、云模型发生器分析其动态变化特征及影响因素。结果表明:云模型能够较好地表征农村水环境承载力的变化特征;农村水环境承载力对太湖流域镇江区域的工农业废水排放、供水总量和治水投入的要求更高;2010~2014年太湖流域镇江区域农村水环境承载力基本保持稳中上升的趋势,但总体处于弱承载状态,且丹阳>丹徒>润州>京口。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
苟娇娇 缪驰远 段青云
水文模型是认识水文科学规律、分析水文过程及研究水文循环机理的重要科学工具。水文模型模拟结果的不确定分析是提高模型可靠性、进行有效水情预报的一个重要研究内容。参数不确定性是影响水文模型模拟结果不确定性的关键因素之一，开展模型参数不确定性及其影响因素分析对水文预报具有重要现实意义。目前的参数不确定性分析方法大致可分为3类：参数敏感性分析、参数优化以及考虑无资料流域参数值估计的参数区域化方法。论文归纳总结了近年来国内外水文模型参数不确定性分析工作的主要研究进展，分析了不同方法的优点与不足，提出了未来水文模型不确定性分析方法研究的潜在发展方向。借助多学科理论和技术方法，加强水文模型不确定性分析系统性方法的研究，是水文学科当前的迫切需求及发展趋势。
[期刊] 资源科学
[作者]
李占玲 李占杰 徐宗学
对水文模型参数进行敏感性和相关性分析,可以减少率定参数的数量、提高模型运行效率,并可以为优化和改进模型结构提供依据。本文采用局部分析法和相关系数法讨论了WASMOD模型中的五个参数对目标函数的敏感程度以及参数之间的相关程度。研究发现,在黑河流域上游山区的径流模拟过程中,WASMOD模型中影响降水形态的温度参数a1对目标函数最为敏感;其次是影响地表径流的参数a6和影响融雪过程的温度参数a2;基流参数a5最不敏感。模型参数之间的相关性不是很强,这也说明,模型结构已得到很好的优化;为保证模型的模拟效果,模型参数的数量不能减少。
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