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洞庭湖湿地景观格局变化以及三峡工程蓄水对其影响

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长江流域资源与环境 2013年第7期22卷 922-927页

作者：黄群姜加虎赖锡军孙占东中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008

通过对近20a遥感影像的解译分析,结果表明:洞庭湖湿地景观格局变化较为迅速,在几种湿地景观类型中,芦苇分布面积稳定增长,由475km2增至751km2,年均增加13.1km2,湖草的分布面积比较稳定,而水面与泥滩的分布面积则大幅减少。湿地格局演变... 详细信息

通过对近20a遥感影像的解译分析,结果表明:洞庭湖湿地景观格局变化较为迅速,在几种湿地景观类型中,芦苇分布面积稳定增长,由475km2增至751km2,年均增加13.1km2,湖草的分布面积比较稳定,而水面与泥滩的分布面积则大幅减少。湿地格局演变总体上呈现芦苇挤占湖草的分布空间、湖草挤占水面泥滩的态势。分析认为泥沙淤积和湖泊水情变化改变了洲滩的淹水历时,引起植被分布的变化,是影响洞庭湖湿地景观格局的主要因素。2000年后,随着泥沙淤积减缓,湖泊水情变化对湿地景观格局影响更为重要,其中三峡水库的运行使洞庭湖中、低位洲滩提前出露,淹水历时缩短,导致湖草的分布界线明显向下延伸。

关键词：洞庭湖三峡工程湿地景观格局淹水历时

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斜坡上异重流的三维数值模拟

水科学进展 2006年第3期17卷 342-347页

作者：赖锡军汪德爟姜加虎黄群中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008 河海大学环境学院江苏南京210098

针对异重流的流动特征,建立了适用于具有各向异性浮力紊动特征的三维异重流运动的数学模型,并模拟了异重流在15°斜坡底面上的潜行过程。计算结果准确地模拟了异重流的运动特征和形态,其前锋的潜行速度与实验结果相当吻合。该模型采用... 详细信息

针对异重流的流动特征,建立了适用于具有各向异性浮力紊动特征的三维异重流运动的数学模型,并模拟了异重流在15°斜坡底面上的潜行过程。计算结果准确地模拟了异重流的运动特征和形态,其前锋的潜行速度与实验结果相当吻合。该模型采用非结构同位网格上的SIMPLEC算法能适应复杂边界和地形,可应用于自然界实际环境中异重流的演进计算。

关键词：斜坡三维异重流紊流模型数值模拟

各向异性浮力紊流的显式代数应力模型及其验证

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计算物理 2006年第2期23卷 177-183页

作者：赖锡军王志东汪德爟中国科学院地理与湖泊研究所湖泊室江苏南京210008 华东船舶工业学院船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 河海大学环境学院江苏南京210098

在Wallin&Johansson的显式代数雷诺应力模型(EARSM)基础上,引入浮力的紊动效应,使该模型能够反映浮力对紊流运动的影响.利用同位网格上的SIMPLEC算法,模拟了T-型连接管内的温度混合流动.与实验资料和DNS计算结果比较表明,提出的模型能... 详细信息

在Wallin&Johansson的显式代数雷诺应力模型(EARSM)基础上,引入浮力的紊动效应,使该模型能够反映浮力对紊流运动的影响.利用同位网格上的SIMPLEC算法,模拟了T-型连接管内的温度混合流动.与实验资料和DNS计算结果比较表明,提出的模型能够反映各向异性的浮力紊流特征,而且模型在计算进程中显示出良好的数值收敛性能,与涡粘性两方程模型的计算花费相当.

关键词：浮力流紊流模型显式代数应力模型 T-型管流

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非结构网格上的三维浅水流动数值模型

水科学进展 2006年第5期17卷 693-699页

作者：赖锡军曲卓杰周杰申满斌中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008 山东省南水北调工程建设管理局山东济南250013 河海大学环境科学与工程学院江苏南京210098 清华大学水利水电工程系北京100084

针对当前复杂环境水流模拟的需求,建立了新型的基于特征型高分辨率数值算法的三维非结构网格浅水动力模型。模型采用有限体积法离散sigma坐标下的三维浅水方程,运用Roe黎曼近似解评估水平界面通量。模型网格拟合边界能力强,可根据需要... 详细信息

针对当前复杂环境水流模拟的需求,建立了新型的基于特征型高分辨率数值算法的三维非结构网格浅水动力模型。模型采用有限体积法离散sigma坐标下的三维浅水方程,运用Roe黎曼近似解评估水平界面通量。模型网格拟合边界能力强,可根据需要局部加密;格式数值性能优良,具有守恒性、单调迎风性、高数值分辨率等特性。同时,应用干湿判别法处理动边界,以适应浅滩地形漫/露过程模拟的需要。封闭水池内部风生环流、干河床上溃坝过程和长江口实际潮流场的模拟从不同侧面展示了模型的特点,结果表明它能够准确地预测水流的三维流动结构,而且计算简单高效,具有良好的数值稳定性。

关键词：三维浅水非结构网格黎曼近似解 sigma坐标动边界水动力模型

基于ENVISAT ASAR数据的东洞庭湖湿地植被遥感监测研究

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长江流域资源与环境 2010年第4期19卷 452-459页

作者：徐怡波赖锡军周春国中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 南京林业大学森林资源与环境学院江苏南京210037

针对湿地资源监测的需要,以东洞庭湖湿地为研究对象,开展基于ENVISAT ASAR数据的湿地植被遥感监测研究。湿地遥感影像分类是湿地遥感研究的一大难题,通过分析雷达影像的后向散射系数发现,由多时相的同极化、交叉极化波段合成的雷达影像... 详细信息

针对湿地资源监测的需要,以东洞庭湖湿地为研究对象,开展基于ENVISAT ASAR数据的湿地植被遥感监测研究。湿地遥感影像分类是湿地遥感研究的一大难题,通过分析雷达影像的后向散射系数发现,由多时相的同极化、交叉极化波段合成的雷达影像对湿地地物的区分能力最强。研究表明:将基于原图像的灰度级共生矩阵所提取的Contrast纹理特征与滤波后图像的灰度特征组合用于分类,以此实现相干斑噪声的抑制,同时减少地物固有结构信息的损失,实验结果证明该方法可以提高湿地分类精度,其总体精度达到87.59%,Kappa值为0.822 8,将东洞庭湖湿地划分为水体、芦苇(荻)滩地、草滩地(苔草、虉草等)、森林滩地(杨树、柳树等)、优势种不明显的植物滩地和沉水植物、裸露泥滩地。

关键词：先进合成孔径雷达湿地植被后向散射系数极化纹理特征

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沉水植被降低水体浊度的机理研究

环境科学研究 2014年第5期27卷 498-504页

作者：庞翠超吴时强赖锡军武迪中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 南京水利科学研究院水工水力学研究所江苏南京210029 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 河海大学力学与材料学院江苏南京210098

水体浊度的变化影响着水生态系统的健康,而沉水植被对降低水体浊度具有显著效果.为明确沉水植物对泥沙的作用机理,以苦草为试验用草,开展室内水槽试验.结果表明,苦草斑块降低了水流的输沙能力,根据试验资料估算,斑块区水流的输沙能力仅... 详细信息

水体浊度的变化影响着水生态系统的健康,而沉水植被对降低水体浊度具有显著效果.为明确沉水植物对泥沙的作用机理,以苦草为试验用草,开展室内水槽试验.结果表明,苦草斑块降低了水流的输沙能力,根据试验资料估算,斑块区水流的输沙能力仅约为无草时的10%.利用象限分析法分析了实测的紊动流场,解释了植物对泥沙作用的物理过程.在苦草斑块区,植物冠顶以下区域(相对高度小于1.00)为下扫流态,紊动漩涡形成的下扫流将泥沙带入水底,而近底层的喷射流抵消了下扫流的能量,抑制下扫流对泥沙的冲击起动,并使下扫流挟带的泥沙顺利淤积;在植物冠顶以上区域除高密度(172株m2)工况为下扫流态外,中、低密度(86、43株m2)工况均为喷射流态,不利于泥沙沉降.由于泥沙主要存在于下层水体,因此沉水植被有利于减小水体浊度.

关键词：沉水植被水流运动泥沙输移浊度

基于EnKF算法的大型河网水量数据同化研究

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水力发电学报 2021年第3期40卷 64-75页

作者：顾炉华赖锡军江苏省环境科学研究院南京210036 长江勘测规划设计研究有限责任公司上海分公司上海200439 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

大型河网非恒定模拟计算仍是当前难点,现实环境的不确定性使传统模拟方法精度难以有效提高。数据同化方法融合数据和观测,是提高实际问题模拟和预测精度的重要手段。本文以太湖流域河网为对象,引入集合卡尔曼滤波方法,构建了太湖流域河... 详细信息

大型河网非恒定模拟计算仍是当前难点,现实环境的不确定性使传统模拟方法精度难以有效提高。数据同化方法融合数据和观测,是提高实际问题模拟和预测精度的重要手段。本文以太湖流域河网为对象,引入集合卡尔曼滤波方法,构建了太湖流域河网水量数据同化模型,探究了水位观测数据同化对河网水量预测精度的影响,并将模型运用于太湖流域河网洪水预报。结果显示:太湖流域各水利分区水量相对独立,为降低模拟误差,需在各个片区引入观测数据。通过同化各水利分区内2~3个站点每隔1-2天的观测数据,可使模拟误差降低约40%。太湖领域的预报水位与实测水位基本一致,宜兴、丹阳、常州等站的最高洪水位预报误差不超过0.02 m。

关键词：流域河网水动力模型集合卡尔曼滤波数据同化

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基于集合卡尔曼滤波的实时校正方法

水利水电科技进展 2017年第2期37卷 73-77页

作者：顾炉华赖锡军中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008 中国科学院大学资源与环境学院北京101407

为减少非恒定水流计算中的不确定性,基于集合卡尔曼滤波提出多变量交替校正的方法。该方法通过交替校正水位和流量,避开了滤波过程中的大矩阵计算,实现了利用观测信息直接校正非恒定流状态的目的;同时,应用尺度转换方法提高水位滤波精... 详细信息

为减少非恒定水流计算中的不确定性,基于集合卡尔曼滤波提出多变量交替校正的方法。该方法通过交替校正水位和流量,避开了滤波过程中的大矩阵计算,实现了利用观测信息直接校正非恒定流状态的目的;同时,应用尺度转换方法提高水位滤波精度。数值试验重点考察了观测误差和水位变换系数对模型计算精度的影响。结果表明:观测误差越小,模型的计算精度越高;水位尺度变换系数能显著增强多变量交替校正方法的效果,变换系数越大,计算精度越高;基于集合卡尔曼滤波的多变量交替校正方法具有良好的校正性能,能显著提高河道水流的预报精度。

关键词：水动力学模型集合卡尔曼滤波非恒定流实时校正技术洪水预报

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非恒定水流的一维、二维耦合数值模型

水利水运工程学报 2002年第2期 48-51页

作者：赖锡军汪德爟河海大学水文水资源及环境学院江苏南京210098

从数值波在每一时间步长内传播的距离不超过Courant数个网格点的基础出发 ,采用时间滞后条件 ,构造了虚拟的重叠计算水域 .利用重叠 -投影法 ,在连接 (点 )处建立一、二维耦合模型 ,实现了由一维计算水域向二维计算水域的准确过渡 .采... 详细信息

从数值波在每一时间步长内传播的距离不超过Courant数个网格点的基础出发 ,采用时间滞后条件 ,构造了虚拟的重叠计算水域 .利用重叠 -投影法 ,在连接 (点 )处建立一、二维耦合模型 ,实现了由一维计算水域向二维计算水域的准确过渡 .采用一、二维耦合模型和全一维模型对上海市淀南片河网的验证计算表明 ,一、二维耦合模型能较好地模拟非恒定水流。

关键词：重叠-投影法耦合模型数值计算非恒定水流