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[期刊] 地理科学进展
[作者]
孙晓敏 袁国富 朱治林 张心昱 温学发 唐新斋
中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心是管理CERN陆地生态系统台站水环境长期监测的专业分中心,也是从事生态水文学研究的一个学术团队。长期以来,CERN水分分中心致力于先进的生态水文观测方法和技术的引进与研究,先后在大型蒸渗仪、涡度相关技术、实验遥感方法、大孔径闪烁仪和同位素技术应用于生态水文过程的观测方面做了许多卓有成效的工作,对生态水文过程野外观测方法先进技术的应用在国内起到引领作用。CERN水分分中心也开展了以陆面蒸散过程机理与模拟的研究,围绕华北农田作物蒸散过程模拟方法,从早期的经验模型,到具有物理基础的模型,发展到基于水碳耦合机理的蒸散过程模拟方法。未来的发展,需要进一步深入推进新技术新方法在生态水文过程观测中的应用,并构建不同生态系统生态水文过程机理模型,为流域和区域水资源管理及生态系统管理提供科学数据和科学工具。
[期刊] 资源科学
[作者]
罗运祥 苏保林 张倩 杨武志
平原圩区地势平坦,水系结构复杂,汇流和排水过程受到农业水利工程的影响,仅基于DEM提取流域的方法难以使SWAT模型正确识别圩区汇水关系。在充分调查分析平原圩区水文过程的基础上,提出了改进SWAT模型子流域概化方法:①采用分区多出口模拟、水库控制出流等方法以识别平原圩区复杂、受控的水文过程;②基于主要地物要素对原始DEM进行修正,并通过河道结构合理化修正以处理河道分汊和网状河流汇流关系。江西省赣江下游典型平原圩区蒋巷联圩实例研究表明,应用上述强化子流域提取方法,能够使SWAT模型较好地对平原圩区复杂、受控的水文过程进行识别和模拟,水量模拟相关系数和效率系数均达到0.8以上。通过对比自然出流和受控...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
叶许春 张奇 刘健 李丽娇 左海军
分布式水文模型的应用,其准确性有赖于输入数据对流域特征的描述,尤其在大尺度流域,输入数据分辨率的增加是否必然改善模型的模拟效果是值得深入研究的问题。本文以鄱阳湖信江流域为研究区,运用SWAT模型为模拟工具,分析了土壤数据空间分辨率对径流、蒸发及土壤含水量等水文要素模拟的影响以及高精度土壤数据在大流域尺度的适应性。结果表明:不同分辨率的土壤数据对SWAT模型中水文响应单元的划分结果差异显著,但在径流模拟和蒸发计算结果中并没有表现出显著的差别;模型率定前后,低分辨率土壤数据的径流模拟结果略好于高分辨率土壤数据,但两者之间的差别不明显;模型模拟的土壤含水量差异显著,高分辨率土壤模拟的月平均土壤含水量整体大于低分辨率土壤模拟结果;研究还发现,模型的蒸发计算对土壤分辨率信息不敏感。本文研究意味着,大尺度SWAT模型的应用中,土壤数据分辨率的提高不一定会改善模型的模拟效果。在具体应用中,应考虑流域本身的尺度以及模拟精度的要求,选择合适分辨率的土壤数据,同时应结合模型原理和关键参数的物理含义来解释模拟结果。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
刘欢 甘永德 贾仰文 徐飞 牛存稳
降雨入渗时,部分空气会被禁锢在土壤中,影响水分下渗。目前分布式水文模型构建过程中,尚未考虑空气阻力对降雨入渗的影响,这制约着模型的适用性。论文基于Green-Ampt模型,引入土壤含水量饱和度系数、土壤导水系数饱和度系数、土壤进气值和土壤进水值4个参数量化空气阻力影响,改进分布式水文模型WEP-L模型。最后,选择清水河流域和柳江流域进行实例研究,检验WEP-L模型的改进效果。结果表明:与传统WEP-L模型相比,改进的WEP-L模型在清水河流域(面积较小)应用时可显著提高流域水文过程模拟精度,尤其是在暴雨洪水期,日径流模拟相对误差由40.57%降低到9.43%,Nash效率系数由-0.24提高到0.57。而在柳江流域(面积较大)应用时,模型改进后模拟效果虽有所改善,但不够显著。
[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] 地理科学进展
[作者]
刘蛟 刘铁 黄粤 包安明
在西北荒漠-绿洲生态系统中,山区水循环对下游水资源管理具有重要作用。为了准确地理解高寒山区水文过程,以降水、温度和潜在蒸散发的遥感数据为模型输入,建立叶尔羌河流域的MIKE SHE模型。根据模型输出,从径流、积雪和蒸散发三方面探讨了流域的水文过程。结果表明:经校正后的遥感产品在叶尔羌河流域的水文模拟中取得了良好的应用效果,出山口卡群站日径流的效率系数达0.71,相关系数达0.85。河道的年平均径流深为146.66 mm,其中稳定的基流补给占21.3%。流域的年平均降雪231 mm,占总降水的74%左右;7
[期刊] 自然资源学报
[作者]
张正浩 张强 邓晓宇 刘剑宇 孙鹏
东江流域为香港及广州等特大城市的重要水源地,新丰江、枫树坝与白盆珠三大水库对东江全流域水资源有控制性调蓄作用,加上人类活动影响,导致东江流域地表径流发生显著变异。研究分析东江流域上中下游水利工程建成前、后径流在时间与空间的变异特征,对水利工程与人类活动影响的东江流域水资源管理提供重要依据。基于此,选取多元线性回归、神经网络与支持向量机等模型模拟水利工程建成前的径流变化,研究认为:1神经网络为水利工程建成后径流变化模拟的最优模型;2水利工程建成后,流域径流变异特征分两阶段:1974—1982年流域水文变异不显著,水利工程影响不大;1983—2000年径流变异显著,水利工程削峰填谷作用明显;3东江...
关键词：
水利工程 神经网络 相关系数 变异系数
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
胡华浪 李伟方 易湘生 王宏
客观认识土地利用的空间配置对水资源空间变化的影响，揭示区域特殊的水土耦合关系，为流域水土资源合理利用提供重要的科学决策依据。文章利用１９７８、１９８７、２０００和２００５年土地利用类型图、土壤类型图和１９７０～２００６年气候数据，基于ＳＷＡＴ模型，模拟了永定河流域的１９８１～１９９１年的月径流变化情况，并对模拟的结果进行了精度评价，在设定保持前一期气候不变情况下，根据不同土地利用／覆盖变化情景，模拟了径流过程，分析了土地利用／覆盖变化对平均流量的可能影响程度，结果表明：模型模拟结果精度已达到了模型应用的要求精度，而对土地利用／覆盖变化对水文影响研究中，１９７０Ｓ～２０００Ｓ土地利用／覆盖变化对．．．
关键词：
土地利用/覆盖变化 水文 SWAT
[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘蛟 刘铁 黄粤 包安明
在西北荒漠-绿洲生态系统中,山区水循环对下游水资源管理具有重要作用。为了准确地理解高寒山区水文过程,以降水、温度和潜在蒸散发的遥感数据为模型输入,建立叶尔羌河流域的MIKE SHE模型。根据模型输出,从径流、积雪和蒸散发三方面探讨了流域的水文过程。结果表明:经校正后的遥感产品在叶尔羌河流域的水文模拟中取得了良好的应用效果,出山口卡群站日径流的效率系数达0.71,相关系数达0.85。河道的年平均径流深为146.66 mm,其中稳定的基流补给占21.3%。流域的年平均降雪231 mm,占总降水的74%左右;73.9%的融雪发生在7-9月,积雪主要分布于5000 m以上区域。蒸散发以7-9月中低山区植被覆盖良好的针叶林和草地为主。选用合适的方法对遥感数据进行验证和率定,有助于提高对资料缺失的高寒山区流域水文过程的认识。对不同水文要素进行分析验证,可更准确地理解水资源的转化、储存方式及其时空分布,以便为下游水资源管理提供依据。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
郑璟 方伟华 史培军 卓莉
以深圳市布吉河流域为例,系统模拟了不同土地利用条件下的流域水文过程,并分析了土地利用变化的影响。对布吉河流域土地利用进行分类的结果表明1980—2005年期间该流域的耕地、林地及灌草地的比例由93.54%减少为34.79%,而城镇用地由1.65%增至54.25%;在对SWAT(Soil Water Assessment Tool)模型在布吉河流域的应用进行验证的基础上,分析了快速城市化过程中土地利用变化对流域水文要素可能产生的各种影响。结果表明,土地利用条件的不同可导致流域水文过程发生极大的差异:以2005年的土地利用作为输入与以1980年的土地利用作为输入相比,流域蒸散发量、土壤水含量和地下...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
林炳青 陈莹 陈兴伟
探讨SWAT模型的敏感参数和参数值的区域差异,有助于减少水文过程模拟的不确定性,提高模型在不同区域的应用水平。论文在收集SWAT模型的国内应用文献基础上,依据干燥指数将流域划分为湿润区、半湿润区、半干旱区和干旱区,主要采用定性分析方法,分析模型的敏感参数和参数值的空间差异及其影响因素。结果表明,SWAT模型的敏感参数和参数值具有一定的区域差异。对于地表水文过程,径流曲线系数(CN2)和土壤可利用水量(SOL_AWC)在各个区域都比较敏感,土壤蒸发补偿系数(ESCO)在湿润区和半湿润区较为敏感;由于均受土壤质地的影响,湿润区CN2值高于半湿润区,SOL_AWC则正好相反;受气温和植被覆盖的影响,...
关键词：
水文学 敏感参数 区域差异 SWAT模型
[期刊] 地理科学进展
[作者]
廖凯华 吕立刚
东南湿润区是我国生态环境问题最为突出的区域之一,水体的富营养化是困扰该区域经济和社会发展的主要问题。尤其近些年来,在政府鼓励和市场推动双重作用下,丘陵山区的开发力度逐步加强,越来越多的原生态竹林被开发为经济型用地(如茶园)。但该土地利用方式的转变在带来经济效益的同时,也改变了下垫面土壤孔隙结构和土壤水文过程,从而极大地影响着营养盐随土壤水分的迁移和转化。在国家自然科学基金青年科学基金项目"太湖流域丘陵区坡面土壤水文过程物理机制及模拟研究"的资助下,在以下3个方面取得了重要进展:(1)不同土地利用坡面土壤水分时空变化与影响因素;(2)坡面水文过程与水量平衡;(3)坡面土壤水文过程影响机制。目前对太湖流域丘陵区土壤水文过程研究虽取得一些进展,但其影响机制仍不十分明确,有待进一步深入的探讨。上述成果的取得以及未来的持续探索,对于太湖水体富营养化与流域面源农业面源污染控制具有重要的环境意义,进而为推动我国流域生态文明建设提供理论支持。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
胡振鹏 葛刚 刘成林
鄱阳湖是东亚地区主要的候鸟越冬地,平均每年约有105种、34万多只候鸟在此越冬。鄱阳湖独特的水文过程及五河入湖三角洲众多的碟形湖是形成鄱阳湖湿地生态系统特征和越冬候鸟栖息地的重要条件。论文根据每年的候鸟监测资料和鄱阳湖水位过程记录,通过分析各类候鸟越冬的取食对象和夜宿环境,采用定量与定性分析相结合的方法,研究了鄱阳湖水位对候鸟越冬的影响因素,揭示了越冬候鸟对鄱阳湖水文过程的响应规律。结果表明:1鄱阳湖处于平水年时,对候鸟越冬最为有利,候鸟数量最多;2鄱阳湖丰水期处于高水位时,食物缺乏,对候鸟越冬不利,影响最大的是雁、鸭、鹤和天鹅类候鸟,候鸟数量较少;3鄱阳湖枯水期处于高水位时,对鹳类、天鹅和鸻...
关键词：
候鸟 越冬 鄱阳湖 水文过程 生态水文学
[期刊] 地理科学进展
[作者]
徐力刚 赖锡军 万荣荣 王晓龙 李相虎
生态水文学是20世纪90年代兴起的一门研究生态过程和生态格局水文机制的新学科。湖泊湿地作为中国5大类天然湿地类型之一,湖泊湿地生态水文学的研究业已成为生态水文学的研究的一个重要对象和分支,其核心在于研究湖泊湿地生态系统中多时空尺度的水文与生物格局、过程的耦合特征及其相互作用。论文首先概述了湖泊湿地生态水文学的研究进展,包括其基本理论,内涵、外延及其主要研究内容;凝练了湖泊湿地生态水文学研究的方法体系、思路及框架;针对目前湖泊湿地生态水文学研究中存在的问题及薄弱环节,提出了湖泊湿地生态水文学未来研究的发展趋势和亟需加强研究的重点方向。在此基础上,以长江中游的典型通江湖泊湿地——鄱阳湖湿地为例,通过开展的湖泊湿地生态水文过程与模拟研究的典型案例,阐述了鄱阳湖湖泊湿地生态水文过程的变化及其植被响应研究的最新进展和研究成果。论文对于构建涵盖湖泊湿地水资源、湖泊湿地生态景观格局与流域管理、湖泊湿地生物多样性保育以及湿地资源可持续利用与生态管理等方向在内的战略研究体系,完善湿地生态水文研究与流域生态与管理的技术支撑体系具有重要的指导意义和实践价值。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
石培礼 李文华
森林植被变化对水分分配和河川径流具有调节作用。对我国森林植被变化水文效应文献的综合分析表明： 森林砍伐或火灾引起森林覆盖度下降会导致林冠截留率、 凋落物对降水截留能力和蓄水能力、 土壤的渗透和蓄水能力降低。不同地区森林植被变化对径流的影响幅度相差较大， 但比较一致的结论是： 除长江中上游外， 森林砍伐会降低植被层的蒸发散， 增加河川径流；反之， 会减少河川径流量。森林火灾会导致林木蒸发散减少， 河川径流增加。
关键词：
森林砍伐 森林火灾 水文过程 河川径流
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