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[期刊] 资源科学
[作者]
王晓蕾 孙林 张宜清 罗毅
高寒山区可能不同程度地覆盖冰川,从而对发育于此的河川径流产生贡献。估算冰川融水对河川径流贡献率在水文学、气候变化对雪冰流域影响以及雪冰流域水资源管理各方面均具有重要意义。由于高寒山区流域地形、冰川复杂,检测困难,定量冰川融水对河川径流的贡献率一直是个难题。本文尝试采用具有降雨、积雪、冰川水文过程模拟能力的分布式水文模型模拟流域产流过程和径流过程,以冰川融水及冰融水产流量占河川径流的比例来近似代替对径流的贡献率。在天山库玛拉克河流域的应用结果表明:1961-2007年库玛拉克河流域冰川融水及冰融水对河川径流的贡献率分别为53%和27%,且补给主要在夏季(6-8月)。根据1961-2007年的气象...
[期刊] 林业科学
[作者]
于澎涛 徐德应 王彦辉
由于地理要素 (地形、气候、土壤、植被等 )的空间异质性 ,森林的生态服务功能 ,尤其是涵养水源和保持水土的功能 ,也存在着空间分异。本文根据森林水文过程和森林水文生态功能的形成机理 ,建立了通用性较强的官司河分布式水文模型。官司河模型根据流域内部地理要素的空间异质性把流域分成一系列的单元和作用层 ,以单元和作用层为基本单位 ,连续计算每个单元和作用层的水文过程和水文要素变化 ,包括降雨输入、冠层截留、枯落物层吸水、入渗、蒸散、壤中流、地表径流等 ,进而得到流域水文的时空变化。用此模型模拟了四川绵阳官司河流域的降雨—径流过程 ,计算结果与观测结果基本吻合。
[期刊] 资源科学
[作者]
王建华 吕宪国 田景汉
春季融水是中国东北地区河流的重要水文特征,然而对其研究却不多见。以东北三江平原挠力河为研究对象,进行春季融水径流氮分布特征的研究,并利用GIS技术获取各流域土地利用/土地覆被(Land Use/LandCover,LULC)类型面积百分比。将各流域出口氮浓度值与流域LULC类型面积百分比进行Spearman非参数相关分析,结果表明,挠力河中下游融水径流氮分布对流域LULC具有重要响应。其中,农田和居民点对径流氮分布具有正效应,林地具有负效应,湿地的正负效应有待进一步研究。并推断,农田和居民点是挠力河中下游融水径流的氮源,林地是氮汇。从理论上分析,湿地在流域中处于相对较低的位置,应该是接收氮的汇...
[期刊] 资源科学
[作者]
裴欢 房世峰 刘志辉 覃志豪
融雪径流模型的研究对洪、旱灾害的监测与预报,对水文水资源的管理都具有重要的实用价值。本文设计和构建了一个基于"3S"技术和DEM技术的分布式融雪径流模型,整个分布式融雪模型的计算基于能量平衡和水量平衡,由分布式栅格融雪过程到分布式栅格产流,最后是基于GIS的栅格汇流过程,融雪以及产汇流过程全部基于栅格尺度,全面实现了模型的分布式特性并具有严格的物理机制。文中提出了"单元时段"的重要概念,从而得到了"度分融雪模型",为水文时间尺度转换难题的解决提供了新的思路;针对融雪过程中颇为复杂的冻融反复性难题提出了旨在解释积雪冻融反复性物理机制的"冻融系数"的重要概念,对于准确把握融雪过程的物理机制具有重要...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
凌峰 杜耘 肖飞 吴胜军 薛怀平
以清江流域上游为研究区域,探讨TOPMODEL模型在大流域的应用;对比了SRTM和地形图两种DEM数据在流域地形指数计算及降雨径流模拟中的差异,结果表明,虽然不同DEM计算得到的地形指数和模型率定参数存在较大差异,但是模拟效率基本相同,SRTM数据作为全球覆盖的免费高分辨率DEM数据将极大促进TOP-MODEL模型的应用;分析了TOPMODEL模型在大流域中应用存在的局限性,在此基础上,构建了基于子流域的松散耦合的分布式TOPMODEL模型,提出了利用流域实际下垫面数据进行模型参数率定的方法,探讨了子流域划分详细程度对模拟结果的影响,结果表明,分布式TOPMODEL模型充分考虑了流域降雨和下垫...
[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] 自然资源学报
[作者]
孙美平 李忠勤 姚晓军 张明军
采用数理统计、Morlet小波分析和Mann-Kendall突变检验对乌鲁木齐河源1号冰川1959—2008年径流序列进行分析,揭示了冰川融水径流的变化趋势、周期特征和突变特性,并对径流与气候、冰川变化关系进行了探讨。结果表明:乌鲁木齐河源1号冰川近50 a来径流增加趋势显著,特别是在1993年发生突变后,平均径流较1993年前增加了69.4%。径流序列第一主周期为15 a,第二主周期为6 a。在13～16 a时间尺度上看,1号冰川融水径流在未来的几年将继续保持偏多趋势,但是从5～7 a和超长期时间尺度上看则相反。冰川融水径流与冰川物质平衡、年均气温、消融期气温及年降水量存在良好的瞬时响应关系...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
贾仰文 王浩 王建华 罗翔宇 周祖昊 严登华 秦大庸
研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然—人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模...
[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] 长江流域资源与环境
[作者]
龙海峰 熊立华 万民
基于清江上游水布垭区域的数字高程模型(DEM)数据,提取出了研究区域水系、勾画了研究区域边界,并计算了研究区域地形指数分布。采用基于数字高程模型(DEM)的分布式水文模型(DDRM)来进行降雨-径流模拟。在Nash-Sutcliffe效率系数、洪峰相对误差、径流深相对误差等方面对基于DEM的分布式水文模型和三水源新安江模型进行了比较分析。结果表明:在径流深模拟方面新安江模型略好于DDRM,在洪峰流量及峰现时间方面DDRM略好于新安江模型,模拟的Nash-Sutcliffe效率系数两者相当,总体上基于DEM的分布式水文模型和三水源新安江模型模拟效果相当。基于DEM的分布式水文模型与三水源新安江模...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
孙占东 黄群 Lotz Tom
流域出口径流观测序列是水文模型参数率定重要依据,不受水文站控制区域的模型应用是水文研究关注点之一。首先根据水文站观测资料建立洞庭湖流域四水控制站之上基于水文响应单元的分布式水文模型,在此基础上结合实验、同质移植和虚拟水库等方法,将分布式水文模型拓展到包含无径流站控制区域的丘陵区间和平原圩垸区,最终实现了洞庭湖全流域水文过程模拟。结果表明:在较完备土壤、地形、土地利用等空间数据支持下,通过合理的流域划分和水文响应单元定义,建立的流域分布式水文模型可以较好地在水文响应单元尺度反应降水发生后蒸散、地表径流、土壤和地下水的响应特征。而基于观测实验及基流分割等方法获取的关键水文过程特征对模型参数优化的认...
[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]
李云良 张奇 李相虎
以鄱阳湖流域为研究区,构建其分布式水文模型WATLAC。以鄱阳湖流域6个水文站点2000～2005年河道径流量及地下水基流指数为多目标函数来优化耦合模型,采用PEST进行WATLAC模型参数自动率定。结果表明:6个水文站点拟合的纳希效率系数变化范围为0.71～0.84,确定性系数介于0.70～0.88,取得较好的模拟效果。基于遥感反演的实际蒸散发结果进一步验证模型,模拟值和遥感反演值在时间和空间上的变化趋势呈现较好一致性。基于地下水位及流场特征模拟效果的定性评价,表明地下水位模拟空间趋势性较好,水位与地面高程的空间变化一致,地下水主要以下游平原区和河道为主要排泄区,符合大尺度流域地下水流运动基...
[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。
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