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长江上游流域径流变化与分布式水文模拟 总被引：11，自引：3，他引：8
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,长江上游寸滩站径流减少,气候变化是主要影响因素,贡献率为71.43%;而岷江和嘉陵江流域的径流减小,人类活动贡献率大约占到一半。 相似文献
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长江三角洲地区中小流域未来城镇化的水文效应 总被引：3，自引：0，他引：3
流域城镇化的水文效应分析对于流域管理十分重要。以长江三角洲地区太湖上游的西苕溪流域为研究区,借助分布式水文模型SWAT对流域降雨径流过程进行模拟分析;在此基础上,结合未来4种城镇化情景,在全流域以及子流域的空间尺度上,年和月的时间尺度上,模拟分析未来城镇化的长期水文效应。结果表明:①在年尺度上,全流域尺度分析表明,未来城镇化情景都将使径流深度增加,蒸发量减小,且随着城镇化比重的增加,二者的变化将更加明显。子流域尺度上,建设用地变化与年径流深度变化之间呈高度线性正相关,径流深度的变化对建设用地面积变化的敏感性高;②在月尺度上,各城镇化情景下大多数月份径流深度增加,且各月蒸发量主要表现出下降的趋势。本文采用水文模型与土地利用变化模型相耦合的方法定量评估未来城镇化对流域水文过程的长期影响,既为土地利用变化水文效应的分析提供了新的理论依据和参考,也为流域管理和规划人员提供了决策基础和方向。 相似文献
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本文利用相空间重构技术和混沌理论讨论了开都河日径流的混沌性质。通过日径流时间序列的功率谱分析,从定性角度讨论了日径流时间序列的混沌特征。进一步根据互信息量法得到相空间重构的延时,再根据Cao方法得到相空间重构的嵌入维数。利用Matlab软件计算得到相空间重构的延时和最佳嵌入维数分别为τ=6,m=14。这样将一维的开都河日径流时间序列重构成14维的相空间。通过最小数据量法计算出开都河日径流时间序列最大Lyapunov指数。利用最大Lyapunov指数对开都河日径流时间序列进行定量混沌分析。最后通过二阶Volterra自适应一步模型进行模拟。结果表明：开都河日径流时间序列的功率谱是连续的,功率谱呈现随频率增高而以指数方式递减趋势,区别于具有离散尖峰谱特征的周期时间序列和具有连续的、频率和振幅不相关谱特征的随机时间序列。这从定性角度表明开都河日径流时间序列具有混沌特征。通过计算得到开都河日径流时间序列的最大Lyapunov指数0〈λmax=0.0097〈1,从定量角度表明开都河日径流时间序列具有较弱的混沌特征。利用二阶Volterra自适应一步模型模拟得到相关系数和相对均方根误差分别0.9376和0.2390。这说明利用Volterra自适应模型模拟效果较好。 相似文献
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基于CLUE-S模型的罗玉沟流域多尺度土地利用变化模拟 总被引：7，自引：0，他引：7
CLUE-S模型是适用于较小尺度的区域土地利用变化空间格局动态研究的模型。为了探索CLUE-S模型在小流域的适用性及最佳适用尺度,本文以甘肃天水罗玉沟流域为研究区,根据2001年和2008年两期土地利用数据,在筛选出的7类土地利用变化驱动因素的基础上,以2001年土地利用数据为基期,利用不同的空间尺度（25m×25m、50m×50m、75m×75m、100m×100m、和125m×125m）,运用CLUE-S模型进行了流域2008年的土地利用空间格局的模拟,并以2008年土地利用现状图加以验证。结果表明：CLUE-S模型在罗玉沟流域的适用性很好。模型模拟的最佳尺度为50m,在该尺度下耕地、园地、林地、草地、居民用地、水域和未利用地的Kappa指数依次为95.71%、88.97%、90.68%、74.66%、74.53%、96.89%、81.94%,总Kappa指数值为92.34%。说明CLUE-S模型能够准确地模拟小流域尺度的土地利用变化。在此基础上又分别模拟了自然增长、经济发展、生态保护等3种情景下罗玉沟流域2020年的土地利用格局。结果表明：在不同情景下,土地利用变化均主要发生在大于15°的坡地上,在开发利用过程中应适当采取生态保护与水土流失防治措施,防止造成流域生境的破坏。 相似文献
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黄土高原绝大部分地区降水稀少、径流量小,水资源总体相当匮乏,准确掌握区域内径流情况对科学配置稀缺的水资源至关重要。本研究选取黄土高原中部马莲河上游的环江流域为研究对象,采用SWAT模型进行径流模拟研究,并结合1980-1990年的径流实测数据校准和验证模型。分析显示:1采用30m精度的高分辨率数字高程模型(DEM)数据比用90m分辨率DEM数据获得的河网更精细,而模拟误差较小;2子流域划分水平对径流模拟有一定的影响,当子流域划分增加到一定水平时径流量趋于稳定;3通过调整模型中敏感性较高的参数率定模型,使得校准期和验证期月均径流深Re均小于10%,R2分别为0.893和0.822,Ens分别为0.89和0.82,SWAT模型在该地区具有较好的适用性。 相似文献
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《资源科学》2017,(8)
非线性是现代水文学研究的重要前沿问题之一,对揭示水文系统变化规律及其复杂性具有重要意义。基于开都河源流区气象和水文站1960-2012年实测数据,采用集合经验模态分解方法,对研究期内开都河年径流时间序列进行多尺度分析,并探讨其在不同时间尺度上的非线性变化特征及其对气候因子的多尺度响应。研究结果表明:(1)近50年来,开都河年径流整体上呈现出显著的非线性增加趋势,且其变化在年际尺度上表现出准2~3a和准4~5a的周期性波动,在年代际尺度上表现出准10~11a和准26~27a的周期性变化;(2)各周期分量的方差贡献率表明,年际振荡在径流长期变化中占据主导地位,年代际尺度在径流变化过程中也起着重要作用;(3)重构的径流年际变化能够较为详细地描述原始径流序列在整个研究时段的波动状况,二者在变化趋势上基本是一致的;重构的径流年代际变化则有效揭示了开都河径流量在1995年出现了由负距平到正距平的转折;(4)在重构的年际尺度和年代际尺度上,降水与径流的相关性都强于气温、潜在蒸发与径流的相关性,说明降水是影响开都河径流变化的决定性因素;而在年代际尺度上降水、气温和潜在蒸发的相关性都要明显强于年际尺度,表明年代际尺度是评价该区径流对气候波动响应过程的较佳尺度。 相似文献
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基于径流模拟的汉江上游区水资源对气候变化响应的研究 总被引：25，自引：4，他引：25
本文简要介绍了基于水文过程的、具有较强物理机制的流域分布式水文模型SWAT.然后由遥感和地理信息系统手段得到流域的土壤类型与植被覆盖及雨量气象站点分布图,通过改进的SWAT气象模拟器模拟出缺乏实测的日气象资料,再结合实测的降雨资料作为SWAT模型的输入,对两河口流域1981年～1985年进行年月径流模拟,并利用汉江上游地区两河口流域1981年～1985年5年间的年、月径流量实测资料,以月径流模拟的N-S模型效率系数为主要指标,对SWAT模型中3个最敏感参数ESCO、AWC和CN2进行敏感性分析,进而率定出使得月模拟效果最佳的参数值或参数变化值.参数率定后月径流模拟N-S模型效率系数达0.913,对数误差为0.339,峰值误差为-0.083.在5年准确月径流模拟基础上,以全球变化背景可能出现的25种不同气候变化模式为假设条件,研究了该流域径流及实际蒸发的响应,分析指出汉江流域降水的变化对水资源的影响要大于气温的变化对水资源的影响,降水增加或气温降低都会导致径流增加,而降水增加或气温增加都会导致实际蒸发的增加. 相似文献
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双参数月水量平衡模型在汉江流域上游的应用 总被引：7，自引：1，他引：6
该文介绍双参数（C和SC）月水量平衡模型的原理,依据水量平衡方程和经验公式构建流域径流深度的模拟方程,利用计算机程序自动率定模型参数。利用1980年1月到1985年12月共6年的水文站点数据对汉江流域上游地区15个水文站点控制的子流域进行了模拟和校验,模型效率指数大都超过80%,其中模拟效果最好的是铁锁关,率定期Nash指数R2达到0.9923,校验期达到0.9377,而大竹河模拟效果最差,率定期Nash指数R2为0.5004,校验期达到0.7382,达到了较好的模拟效果。以典型的两子流域铁锁关和大竹河为例,对模型参数C、SC对模型效率指数的敏感性进行了分析,发现当C变化时,模型效率变化明显,而SC变化时,模型效率指数变化不太明显,但R2极大值附近总能找到相应的C和SC使得RE,REm的值也比较接近0,满足模型的要求,从而验证了模型参数C、SC是能够通过计算机程序自动率定。最后提出结合遥感与地理信息技术改进模型使之能在分布式模型中得到应用的思路。 相似文献
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逐日太阳辐射是作物模型的关键输入变量,被广泛用于计算太阳辐射的Ångström-Prescott模型（A-P公式）校正工作主要建立在月尺度数据上,开展不同区域日尺度及更大时间尺度校正及参数适用性研究有助于提高太阳辐射计算和作物模型模拟准确性,指导区域农业生产。本文基于中国九大农业区划和104个辐射站点的1981—2016年逐日太阳辐射实测资料,分析了中国年太阳辐射时空分布特征;在此基础上,分别在日尺度和月尺度校正A-P公式,并对其校正参数（as和bs）的适用性进行检验评价。结果表明：①中国年太阳辐射在1990年前后经历了由“变暗”到“变亮”的转变,总体呈增加趋势（7.32±30.31 MJ/m2/a）,空间上呈西高东低的分布特征;②日尺度A-P公式校正拟合效果优于月尺度,且月尺度的校正参数存在明显的空间异质性;参数as的空间分布存在地带性,呈东南低西北高的特征,而bs与海拔正相关;③日尺度和月尺度校正参数可互换,但在年尺度上线性A-P公式不再适用。本文对提高太阳辐射计算精度和指导区域农业生产具有一定的参考价值。 相似文献
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大沽河典型小流域非点源污染模拟 总被引：5，自引：0，他引：5
流域水质管理是一个多步骤的过程,数学模型以其定量计算和动态操作在流域管理中起着重要作用。本文利用美国农业部开发的AnnAGNPS模型,以大沽河典型小流域为例,给出非点源污染流域水文水质模拟过程。首先在察水单元和沟道勾划的基础上,完成数据库的建立。参数估值主要依据流域性质、先前经验值、其它模拟研究和文献中的取值。其次采用各小流域出口流量、泥沙和总氮实测值优化参数、校准和验证模型,分析模型在研究区的适用性。在大沽河小流域,模型对降雨场次地表径流、泥沙及总氮的模拟结果表现出了很大的不确定性,而相应的年均负荷估算结果较好。当前AnnAGNPS模型主要被用于评价流域非点源污染的长期影响及最佳管理措施的选择,以上精度足矣。最后利用校准后的模型进行小流域污染负荷估算和管理措施模拟。结果表明为了达到同时削减径流、沉积物及总氮的输出量,在大沽河上游应采取退耕还林的措施,治理非点源污染。 相似文献
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地下径流退水过程是水文过程的重要组成部分,确定流域的退水规律可为径流分割、地表汇流单位线的推求等提供技术支持。选择滦河水系两个子流域—柳河流域和瀑河流域的几场地下径流的退水过程,通过模型模拟的方法计算了模型模拟的误差,比较了几种模型模拟结果的优劣,确定了流域的退水规律,并研究了降雨类型对退水参数的影响。结果表明:利用线性水库模型模拟的瀑河流域地下径流退水过程最优,损失函数值为0.00360,利用指数模型模拟的柳河流域地下径流退水过程最优,损失函数值为0.00270,且不同的降雨类型对应的退水参数不同。最后,利用两个流域的地下径流退水规律,对流域的洪水过程线进行了分割,分割结果符合水文规律。 相似文献
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南方丘陵地区农业小流域最佳管理措施模拟评价 总被引：7，自引：0，他引：7
农业非点源污染严重影响流域水质,对营养盐氮磷流失的模型模拟与控制措施方案的科学制定是当前国内外研究重点.本文利用多年的降雨-径流、水质实测数据对农业非点源污染模型(AGNPS)进行了模拟校验,通过校验后的模型用于最佳管理措施的模拟评价.AGNPS模型校验结果表明,模型模拟的径流量、峰值流量、氮和磷与实测值吻合得相当好,Nash-Sutcliffe系数均在0.75以上,且模拟值与实测值差异不显著(P＜0.05).用校验后的模型模拟评价了2项现状管理措施(等高耕作与多水塘系统)和3项假设情景方案(降低30%施肥水平、坡地果园退耕还林及其组合).结果表明等高耕作与多水塘系统对于降低营养盐的流失效果显著,另外3项假设措施方案也有相当好的环境效果.通过农业措施方案的模拟及其环境效果对比,为流域农业非点源污染控制与水资源管理提供科学借鉴. 相似文献
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四水平衡模型在博斯腾湖流域水资源利用与保护中的应用 总被引：6，自引：0，他引：6
本文从水量分配、行业需水、供水能力、水利工程、水管理等方面分析干旱内陆区地表水、地下水、供需水和耗水等四水平衡,以及盐份的积-脱与分布,建立流域水平衡模型,通过各平衡量之间的相互制约、联合计算、相互检验以提高水均衡计算精度.以新疆博斯腾湖流域1980年～1998年逐月来水、引水、水位等监测资料为依据,率定与检验模型参数.应用该模型分析现状流域年总耗水量26.88×108m3,年脱盐18.7×104t,博斯腾湖水矿化度平均1.81g/L,地下水平均埋深1.76m,孔雀河年平均水量为12.62×108m3.用1960年～2000年41年水文系列资料,以1998年为现状水平年,模拟流域2010年以前可行的工程措施(保持现有耕地面积,农田节水、渠道防渗、地下水开采、排水渠疏竣、湖滨湿地恢复等)对水、盐、环境的影响,结果表明:流域年总耗水量24.25×108m3,年脱盐19.3×104t,博斯腾湖水矿化度平均1.12g/L,地下水平均埋深3.11m,流域环境逐渐改善;孔雀河年平均水量为15.71×108m3,达到了博斯腾湖向塔里木河输水的预期目标.模型较好地模拟各项工程措施对流域水环境、水平衡、水转换、水盐以及耗水等的影响. 相似文献
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基于SWAT模型的里下河平原区水文模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
本文以江苏里下河平原区为研究对象,结合该流域DEM与实测水系,运用凹陷化算法提取河网,并通过人工修正以实现河网的合理概化,使提取的河网水系等要素基本符合里下河区域实际水文状况。然后构建里下河平原区SWAT水文模型,以2006-2011年水文站汛期流量数据为基础,对该区域水文进行模拟,并对模型的适用性做了评估。研究结果表明：影响该区域径流模拟前三位敏感参数分别为径流曲线数（CN2）、土壤蒸发补偿系数（ESCO）和基流α系数（ALPHA_BF）;经模型参数率定与验证检验,得出汛期内月模拟流量与实测流量的相关系数R2、Nash-Sutcliffe效率系数ENS均在0.80以上,相对误差|Re|均小于5.0%,表明SWAT模型在里下河平原区月径流模拟较好的适用性。该研究探讨了平原区分布式水文模型的应用,可为里下河平原区未来的水资源规划管理提供了科学参考依据。 相似文献
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青藏高原平均海拔4000m以上,气候恶劣。区域内产汇流规律复杂且水文实测资料稀缺,给流域水文模拟和分析带来诸多挑战。文章选用HBV水文模型在卡鲁雄曲流域进行水文模拟,数据资料包括卡鲁雄曲翁果水文站2010-2015年逐日降水、气温、观测流量等数据。结果表明,模型在率定期、验证期Nash系数分别达到0.82、0.84,HBV水文模型在卡鲁雄曲流域有较好的适用性。但是受到高寒气候影响和水文资料代表性较差的原因,HBV模型在高流量和低流量部分的流量模拟上表现差,相较于实际观测,模拟的径流总量估计出现低估,但总体来说HBV水文模型在卡鲁雄曲流域有较好的适用性。 相似文献
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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年的气象数据和模拟结果,随着气温和降水的变化,冰川融水及冰融水对径流贡献率均呈略微上升趋势,且冰融水与降水有较好的负相关性,在降水较少年代对径流具有重要"补偿"作用。 相似文献
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长江上游降水变化及其对径流的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
利用长江上游地区60个国家基本、基准站1960年-2009年的月降水量资料和干流区屏山、寸滩和宜昌3个水文控制站同期径流资料,分区域对长江上游地区的降水量、径流量变化趋势以及降水量和径流量的相关性进行了分析.主要结论如下:①年降水量呈上升和下降趋势的气象站点空间分布相对集中,分别分布在屏山站以上流域和屏山站以下流域;屏山站以下流域和整个长江上游地区年降水量近50年呈现下降趋势,屏山站以下流域秋季降水量的显著减少是长江上游年降水量减少的主要原因;②整个长江上游月降水量趋势从1月-7月以上升趋势为主逐渐转变到8月-12月以下降趋势为主,且月降水量变化趋势空间分布有从3月份至9份月由屏山站以下流域开始逐渐向长江源头过渡的趋势,到9月份整个长江上游基本呈减少趋势;③与降水量变化趋势基本一致,屏山站以下流域寸滩和宜昌站年径流下降趋势显著的主要原因是5月-11月径流的减少,且秋季下降显著,而屏山站春、夏、冬和年径流呈上升趋势,且春季和冬季上升趋势很显著;④整个上游地区面雨量与径流量具有很好的相关性,同期面雨量与径流量在月、季和年尺度上相关性都较显著.屏山以上流域隔月相关比同期相关性强. 相似文献
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作为连接六国的跨境河流,澜沧江—湄公河（澜湄）流域的径流变化与流域内各国以及相关地区的社会经济发展和生产生活方式密切相关。为深入了解澜湄流域地表水资源的时空变化特性及主要影响因素,本文基于1961—2015年澜湄流域气象水文资料,分析了澜湄流域径流变化趋势和突变特征,构建了体现澜湄流域特性的SWAT水文模型,定量评估了气候变化和人类活动对澜湄流域径流变化的影响。主要结论为：①年尺度上,澜湄流域径流在旧州站变化趋势不明显,在允景洪站呈显著下降趋势,在万象和上丁站呈先下降后上升趋势;季节尺度上,各水文站旱、雨季径流变化趋势与年尺度基本一致,旱季径流量变化幅度较小,雨季径流量变化幅度较大。②1998—2000年为全流域径流发生突变的集中期,因此将各区域径流的变化期划分为2000年之前和之后两部分。③气候变化对澜湄流域径流的影响程度自上游到下游逐渐减小,人类活动的影响程度则逐渐加大,且人类活动对旱季径流的影响程度大于雨季。本文结果有助于了解澜湄流域水资源现状和变化趋势,为澜湄流域水资源合理利用以及“一带一路”沿线国家的社会经济可持续发展提供参考和借鉴。 相似文献
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近几十年来,气候变化和人类活动的加剧导致西北内陆区的水资源以及相关水量平衡要素的时空分布发生了显著的变化。本文借助Google Earth Engine（GEE）遥感云计算平台,基于该平台集成的多源遥感数据集,从西北内陆区全流域和三级流域两个空间尺度,对1998—2017年近20年西北内陆地区多个水量平衡要素的年际和年内变化进行时空分析,进而揭示区域总蓄变量、降水量、土壤湿度、蒸散发、地表水等核心水量平衡要素的空间分布特征与时间演变规律。研究结果表明：①在全流域尺度,研究区整体的升温趋势导致高海拔地区冰雪消融加剧、下游低海拔平原及盆地水分补给增加,使得总蓄变量呈现“高海拔减少低海拔增加”的趋势,同时,低海拔地区的地表水面积、土壤湿度和蒸散发亦相应地表现出一定的增加趋势;②在时间尺度上,各水量平衡要素除沙漠和荒漠地区外季节分异性明显,一般在夏秋达到最大,在春冬季时最小;③在三级流域尺度,不同的子流域由于水分补给来源的不同,各水量平衡要素具有不同的协同演变关系,以冰雪补给为主的流域,各要素呈现与总蓄变量相似的变化趋势,而以降水补给为主的流域,各要素变化与降水的波动关系更为密切。总之,西北内陆区各水量平衡要素在不同的时空尺度上呈现了明显的差异性,本文可为变化环境下进一步深入理解各要素协同演变特征提供重要参考。 相似文献