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[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]
刘浏 徐宗学 黄俊雄
研究表明VIC模型在西苕溪流域具有良好的适用性,特别是对汛期洪水的模拟。应用陆面水文模型VIC与区域气候模式PRECIS耦合,探讨了西苕溪流域未来洪水对气候变化的响应。结果表明:横塘村水文站月平均流量与月最大洪峰流量的关系较为密切,相关系数均在0.85以上,在一定程度上可以表征洪水的变化特征;基于PRECIS生成的气候情景,未来时期西苕溪流域洪水对气候变化的响应比较明显,尤其是汛期流量增加趋势较显著;结合P-Ⅲ型分布频率分析,西苕溪流域2021～2050年发生洪水极值事件的频率及量级都较基准期增大,且A2情景比B2情景相对更容易触发较大洪水,基准期50a一遇洪水在未来两种情景下分别缩短为27a...
[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] 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]
顾西辉 张强 孔冬冬 刘剑宇
新疆洪水灾害近年来有加剧趋势，但其特征与机理尚未有深入探讨。论文利用核估计和Ｂｏｏｔｓｔｒａｐ方法深入分析新疆塔里木河（塔河）流域洪水发生率的非平稳性及不确定性，同时采用广义可加模型（ＧａＭＬｓｓ）构建洪水发生频率与协变量（大气环流因子、降水和气温指标等）的关系并定量辨识主要影响因子。研究表明：１）塔河流域洪水在１９６０年代左右和１９９０年代左右两个时期高频发生，两个洪水高发期之间洪水发生次数多为２或３次，且与极端降水发生次数较为吻合；２）洪水发生率呈现显著非平稳性，从１９９０年左右洪水发生次数持续上升，并达到峰值，表明洪水发生频率及强度呈加剧趋势；３）冬季ａＭｏ和ａｏ是影响新疆塔河流域洪水发．．．
[期刊] 资源科学
[作者]
张调风 朱西德 王永剑 李红梅 刘彩红
湟水河是西北干旱区重要河流之一,对维持西北干旱区生态平衡具有极其重要的作用。近年来,湟水河流域水资源减少已经引起了严重的生态环境问题,本文根据流域内1966-2010年水文气象数据,采用累积距平法、累积量斜率变化率法,对湟水河流域径流量和气候变化特征及趋势进行了分析,并定量评估了气候变化和人类活动对径流量变化的影响。结果表明:年降水量、蒸散发量和径流量总体均呈减少趋势;径流量的下降变幅为0.1亿m3/10a,具有4a、9a和20a的准周期变化,且在1987年前后发生了突变;气候变化对湟水河流域径流减少的贡献率达35.46%,人类活动改变了部分水循环的路径,对径流的减少起主导作用,贡献率为64....
[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]
吴健 夏军 曾思栋 刘欣 樊迪
以全球变暖为主要特征的全球气候变化对自然环境和社会经济发展产生了巨大影响。长江流域作为中国最大的流域，对气候变化的影响非常敏感，对未来气候变化的预测可以为应对未来的不确定性提供重要的科学依据。为了更准确地预测长江流域未来的温度和降水，针对第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)对长江流域26个气候模式进行评估，选择并校正性能更好的模式，讨论了长江流域未来的气温和降水。主要结论如下：(1)气候模式在温度上的模拟效果优于降水，在时间尺度上表现为月尺度>日尺度>年尺度。温度模拟存在一定程度的低估，降水模拟存在一定程度的高估。(2)区域尺度利用气候模式进行研究工作前的评估和校正是必要的，经过评估优化和季节校正后，数据的精度得到了显著提高，分位数映射法可以应用于气候模型数据的校正，但对于极端降水和温度的校正仍存在一些不足。(3)在SSP1-2.6情景中，未来温度和降水变化将在一段时间内持续不稳定增加，然后随着时间趋于稳定。在其他3种情景下，变化的速度随着时间的推移而加快。未来长江流域的降水和气温在所有情景下都将高于历史时期，表现为SSP5-8.5>SSP3-7.0>SSP2-4.5>SSP1-2.6。从季节上看，春季和冬季温度变化较大，降水在春季、夏季和冬季变化较大。在空间上，降水量增加较大的区域主要位于长江上游和东北部，而气温增加较大的区域主要位于长江上游和上游。
[期刊] 资源科学
[作者]
林木生 陈兴伟 陈莹
基于东南沿海地区暴雨洪水特点,以流域面积2466km2的晋江西溪为例,应用1970年代30场暴雨洪水实测资料,统计分析反映暴雨时空变化特征的一系列要素;应用多元线性回归模型,分别建立洪峰流量和洪量,与暴雨时空特征要素之间的多元相关关系。结果表明:①适当选取场次暴雨时空变化特征的要素,可以比较好建立暴雨洪水特征的经验关系;②次降雨量、暴雨相对中心、暴雨时间变差系数和暴雨历时对洪峰流量有显著影响。其中,暴雨相对中心这一指标比较好地揭示了洪峰流量对暴雨和流域产汇流特征空间变化的综合响应;从时间要素上看,暴雨时间变差系数和暴雨历时共同影响洪峰流量的大小;③洪量与次降雨量和起涨流量关系显著。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
翟丽妮 林沛榕 吴凤燕 马丽梅
隽水河流域地处鄂东南地区，是全省的暴雨中心之一，是洪涝灾害频发和多发的地区。为探讨土地利用变化对洪水过程的影响，基于SWAT模型，采用极端土地利用情景分析法，分别计算了林地、居住用地、草地、耕地4种土地利用类型对场次洪水过程的影响。结果表明：(1)SWAT模型在隽水河流域洪水过程模拟中适用性好，通城(二)水文站验证的结果为洪峰合格率达83.33%,确定性系数E_(NS)大于0.80,决定性系数R~2大于0.9。(2)不同土地利用类型中，居住用地和耕地对洪峰和洪量均有增加作用，其中，居住用地增加更为显著；林地和草地对洪峰和洪量均有削减作用，其中，草地削减更为显著。(3)土地利用类型的改变对中小洪水过程影响的幅度更为显著，而对较大洪水过程影响的幅度却相对较弱。
[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] 长江流域资源与环境
[作者]
任永建 洪国平 肖莺 陈良华
利用WCRP的耦合模式数据和长江上游流域63个气象站点的观测数据,评估了全球气候模式对长江上游流域的温度、降水的模拟能力,基于A2、A1B、B1情景对长江上游流域未来50a平均温度、降水的可能变化进行了预估研究。结果表明:全球模式可较好的反映出流域温度、降水的时间和空间变化趋势,但模拟地面温度总体上低于实况值。三种情景下2011～2060年上游流域平均温度的增幅(相对于1971～2000年)分别为1.7℃、2.1℃、1.3℃。A1B、B1情景下区域内表现为一致的增温趋势,而A2情景下在嘉陵江流域出现降温的趋势。三种情景下平均降水的增幅分别为50.0、83.5、29.5mm;A1B、B1情景下降...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
张帆 张永勇 陈俊旭 翟晓燕 胡庆芳
洪水过程的特征指标不仅包括洪水量级，还包括时间、形态、动力学等指标。现有模型和方法重点关注洪水量级指标的模拟，对其他指标的模拟仍有待深入。如何实现对洪水过程所有特征指标的模拟已成为目前洪水预报的技术瓶颈。论文采用4种机器学习模型(多元线性回归、多层感知器、随机森林和支持向量机)对淮河上游长台关流域59场降雨—洪水场次7个特征指标(洪水总量、洪峰流量、洪水历时、洪峰时间偏度、高流量历时占比、涨洪和落洪速率)进行模拟，评估不同模型对不同洪水类型和特征指标的模拟效果。结果显示：(1)长台关流域洪水过程可分为3类，第1类洪量中等、历时长且洪峰出现时间偏前(16场)；第2类洪量低、形态矮胖且洪峰出现时间靠后(34场)；第3类洪量大、涨落水迅速、形态尖瘦(9场)。(2)时间指标模拟效果最优，动力学指标模拟效果最差。多元线性回归和随机森林模拟效果随所有特征指标数值的增加而增强；支持向量机的模拟效果随着洪水历时指标数值的增加而降低，随着其余特征指标数值的增加而增强；多层感知器模拟效果随着洪水总量、洪峰流量、高流量历时占比和涨洪速率等指标值的增加而增强。(3)从各类型洪水特征模拟精度来看，4种模型对第3类洪水特征模拟均为最佳，第2类最差；随机森林在第1类和第3类洪水特征模拟中效果最优，支持向量机对第2类洪水特征模拟效果最优。(4)从综合模拟精度来看，支持向量机效果最优，然后依次为随机森林、多层感知器和多元线性回归。上述4种模型率定和验证期相对误差分别为23%和98%、21%和109%、37%和75%、41%和102%。研究可为流域洪水过程深度挖掘和防洪措施制定提供参考和借鉴。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
方佳毅 史培军
全球气候变化背景下,海平面上升以及高潮位和风暴潮引起的极值水位导致的海岸洪水对沿海社会经济和自然环境造成巨大影响,已是国内外关注的重点。论文梳理了广义和狭义海岸洪水的定义和要素,重点阐述了狭义海岸洪水的组成部分,从致灾因子、孕灾环境和承灾体以及风险评估方法与模型3个方面,系统总结了相关研究方法与研究成果的主要进展,以及存在的主要问题,并透视了未来拟加强的研究方向。建议加强沿海地区应对全球气候变化风险的研究,包括全球气候变化下多致灾因子耦合危险性和不确定性研究,沿海关键地区和关键暴露(关键基础设施)的风险评估研究,全球气候变化风险适应与减缓性措施的成本效益评价研究,提高沿海地区应对全球气候变化风险的韧性研究,以及建立多学科间的基础数据共享机制,采用交叉学科手段以便更综合、系统、动态研究海岸带问题,保障沿海地区开展全球气候变化下风险评估的需要。
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