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[期刊] 地理科学进展
[作者]
陈腊娇 朱阿兴 秦承志 李润奎 刘京 刘军志
流域生态水文模型是全球变化下流域生态水文响应研究的重要工具,通过定量刻画植被与水文过程的相互作用及全球变化对流域生态水文过程演变的影响机制,为流域水资源管理和生态恢复提供科学支撑,是生态水文研究的前沿和热点。基于植被与水文过程相互作用规律,流域生态水文模型一方面要充分描述植被与水文过程相互作用和互为反馈机制,另一方面要精确刻画流域的空间异质性。本文在分析流域尺度陆地植被与水文过程相互作用特点的基础上,将现有流域生态水文模型进行归纳和分类,剖析不同类型模型的优缺点,并总结现有模型应用的代表性研究成果,最后,对流域生态水文模型存在的关键问题(如植被与水文相互作用机制的描述、模型参数的估计、模拟结果的不确定性分析等)进行讨论。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
蒙海花 王腊春
岩溶地区含水介质结构的多重性和岩溶地貌形态的高度复杂性,使岩溶系统的水文效应和水资源的评价与预测一直都成为水文研究的重点和难点。在岩溶含水介质特点和岩溶水文形成过程的基础上,本文着重评述了黑箱模型、概念性模型、物理性模型和分布式水文模型在岩溶水文模拟中的应用。其中黑箱模型包括基于核函数的算法、回归模型、人工神经网络和小波分析;概念性模型包括蓄泄模型和流量过程线衰减函数;物理性模型主要包括达西定律、Darcy-Weisbach方程、有限元法和等效连续多孔介质;分布式水文模型主要是SWMM模型,并分别对各类模型的概念、方法、应用效果以及存在的优缺点等进行了分析。最后指出了研究中存在的一些不足,并就岩溶流域水文模拟的进一步研究提出了相应的建议,这对于解决岩溶区的水资源可持续利用问题有重要意义。
关键词：
岩溶流域 水文模型 展望
[期刊] 地理科学进展
[作者]
吴险峰,刘昌明
计算机技术和一些交叉学科的发展 ,给水文模拟的研究方法带来了根本性的变化。文章阐述了分布式物理水文模型、地理信息系统 (GIS)和遥感 (RS)技术在流域模拟中的应用等方面的进展。指出分布式模型具有良好的发展前景 ,应用 GIS的水文模型尽管有诸多优点 ,但并不能代表模型本身的高质量 ,遥感资料还没有完全融入水文模型的结构中 ,给直接应用带来较大的困难。提出立足于产汇流机理研究 ,建立基于 RS和 GIS的耦合水文模型是研究的趋势 ,尺度问题仍然是关注的焦点
[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] 中国人口.资源与环境
[作者]
余志敏 袁晓燕 施卫明
随着社会经济的发展,我国水体污染状况日益严重,如何有效控制水体污染已经成为环境保护工作的重点。本文介绍了面源污染小流域水体环境的影响因素,提出流域性污染治理的对策,并对小流域污染治理的国内外研究进展进行了初步的总结,如小流域地形影响、污染构成及流失规律、模型的开发与应用等,进而为我国的水体环境污染治理工作提供经验借鉴及技术参考。
关键词：
小流域 水土流失 面源污染 模型
[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] 长江流域资源与环境
[作者]
李云良 张奇 姚静 李梦凡
湖泊流域水文水动力联合模拟对综合管理湖泊流域水资源具有重要的理论和实践意义。通过水文水动力联合模拟研究进展的综述,可深入了解湖泊流域联合模型发展和演变过程,把握国际研究主流趋势和前沿手段。传统湖泊流域联合模拟方法主要通过流域水文模型结合湖泊水量平衡模型来计算湖泊流域水均衡组分,但水量平衡方法仅是对湖泊过程的一般性描述,难以切实反映水位空间差异显著的湖泊系统有着显著的水动力特性。基于流域水文模型与湖泊水动力模型的联合系统克服了大尺度湖泊流域系统难以切实描述和完整模拟的难点,在湖泊流域系统水资源管理与调控中发挥了重要作用。系统概述了国内外不同尺度湖泊流域系统水文水动力联合模拟研究,归纳总结了基于外...
[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] 生态经济
[作者]
敦越 杨春明 袁旭 杨燕平 肖复晋 梁斯琦 陆颖
流域生态系统服务是生态系统服务研究的重要议题,对协调流域经济发展,建立基于居民福祉的流域生态系统管理方法具有重要意义,可为生态补偿、生态恢复等综合应用提供理论基础与科学指导。在理清流域生态系统服务研究历程的基础上,明确研究内涵与特征,总结出流域生态系统服务具有流动性、水资源主导性及时空异质性的特点。结合案例从评估方法、影响因素及应用性三方面讨论国内外流域生态系统服务研究现状,指出存在的问题,提出未来研究应加强生态机制研究、开发具有流域适用性的评估方法并突出研究应用性。
[期刊] 资源科学
[作者]
贺涛 杨志峰 崔保山
流域生态配水是近年来在生态需水这一热点研究领域基础上提出的问题,旨在通过向生态系统分配合理的水资源以达到保护和改善生态环境的目的。流域生态需水要求在实践中进行生态配水,而生态配水同时受到水资源总量的控制。本文简要介绍了流域生态配水的最新进展与动态,以及几种主要研究方法:制度配置、内因性配置、优化配置和协调配置。制度配置主要根据非科学技术手段对生态用水进行配置,内因性配置是根据生态系统自身需求进行生态配水,优化配置和协调配置则通过对生态-水资源-社会经济复合系统的优化或者协调进行生态配水。各种配置方法都有自己的优点,同时也对其中存在的问题进行了分析,其共同的缺点在于对生态-社会经济-水资源复杂系...
关键词：
生态配水 生态用水 研究进展 流域
[期刊] 林业科学研究
[作者]
董晓红 于澎涛 王彦辉 王金叶 王顺利 刘贤德 徐丽宏 吴旭东
TOPOG模型是基于热带森林小流域研究而开发的生态水文过程模型。为了检验该模型在模拟温带小流域森林水文影响方面的适用性,本文应用祁连山排露沟小流域2001年和2002年生长季的生态水文数据,运用TOPOG模型的"水量"模式模拟了流域的林冠截留、蒸散与径流等生态水文过程,并对其进行了检验。结果表明:TOPOG模型能准确的模拟雨量为5~25 mm的次降雨截留量;也能较准确的模拟海拔2730~3100 m的青海云杉林总蒸散量及其组成,以及海拔2700~2800 m的阳坡草地总蒸散量;模拟的生长季小流域径流量与实测值相一致。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘昌明,李道峰,田英,郝芳华,杨桂莲
本文选取空间大尺度黄河河源区流域为研究对象,利用分布式水文模型进行径流量模拟,采用1976～1985年唐乃亥水文站逐年、月实测径流资料进行参数率定,确定模型的基本参数,得到了较好的模拟效果。模拟结果表明气候变化是引起黄河河源区径流变化的主要原因。在80～90年代的20年间,黄河河源区由气候变化引起径流减少62.11亿m3,占径流变化总量的108.72%,由土地覆被变化引起径流增加5.73亿m3,增加量占径流变化总量的10.03%。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
杨传国 余钟波 林朝晖 郝振纯
构建大尺度分布式水文模型是当前大气水文模型耦合研究的一项重要内容。本文介绍一种根据1km DEM生成更大网格尺度DEM数据,同时可以保持流域河网信息并减缓高程、坡度等地貌参数信息量衰减速度的有效方法——ZB算法。利用该方法和常规的网格平均法生成黄河唐乃亥以上流域的5km、10km、15km和20km两套DEM数据,分别提取高程、坡度、地形指数、河网密度、主河道长度、流域面积等流域特征参数,并与1km DEM提取的上述参数进行比较,对两种方法作出评价。结果显示,随着网格尺度的增大,ZB算法获得的DEM数据可以保持河网的连续性,提取出合理的流域范围,减缓地形信息量的衰减速度。该方法满足构建大尺度分布式水文模型提取数字流域的需要。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
万洪涛,周成虎,万庆
常用的概念性水文模型 ,能够很好地模拟水文时间变化过程 ,但没有考虑水文变量和水文参数的空间变化与空间不均匀性。随着空间数据的获取手段的增多以及空间离散技术的发展 ,考虑水文参数和水文变量空间变化的分布式水文模型得到了极大的发展。本文详细介绍了分布式流域水文模型中用到的几种不同计算域离散方法 ,并讨论了河道汇流模型中常用到的有结构网格和无结构离散网格。地理信息系统技术对计算域离散有辅助作用 ,其有利于无结构离散网格的自动生成和交互修改 ,并可结合遥感技术 ,使水文模型能获取精确的空间分布的水文参数和水文变量
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