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基于Delta分位数映射法的青藏高原中东部IMERG卫星降水误差订正

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高原气象 2024年第2期43卷 366-380页

作者：杜娟于晓晶黎小东敖天其四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046

可靠的降水资料对理解青藏高原水量平衡和水循环过程尤为重要。IMERG(Integrated MultisatellitE Retrievals for Global Precipitation Measurement)是新一代卫星降水产品,具有更广的覆盖范围与更高的时空分辨率,但在高原复杂地形条件... 详细信息

可靠的降水资料对理解青藏高原水量平衡和水循环过程尤为重要。IMERG(Integrated MultisatellitE Retrievals for Global Precipitation Measurement)是新一代卫星降水产品,具有更广的覆盖范围与更高的时空分辨率,但在高原复杂地形条件下仍然存在较大的不确定性。鉴于此,本研究应用Delta分位数映射法(Quantile Delta Mapping,QDM),对IMERG日降水数据进行偏差订正,使用2001-2010年的中国区域地面气象要素数据集(China Meteorological Forcing Dataset,CMFD)降水数据和IMERG日降水产品分季节建立传递函数,对2011-2014年的IMERG逐日降水进行订正。研究结果表明:(1)Delta分位数映射法能够有效订正IMERG的降水频率、数值和空间分布,对极端降水和负偏差较大区域的订正效果更为明显。订正后的IMERG降水概率分布更加接近观测概率分布,降水偏差也更符合正态分布,改进了对全年和季节降水空间分布的刻画,提高了月降水的精度。(2)订正后日降水量均方根误差由1.49 mm·d^(-1)降低到1.26 mm·d^(-1),精度提高了15.44%;订正后的日降水在不同降水量级的临界成功指数CSI、命中率POD、误报率FAR、准确率Precision和F评分Fscore均有提高,降低了微量和暴量降水的空报率。(3)对极端降水的订正效果显著,降水强度SDII以及极强降水量R95p和R99p的均值更接近观测值;有效提高了对极端降水空间分布的表征,极端降水偏差从30%以上降低到5%以内;SDII、R95p和R99p的均方根误差从1.59 mm·d^(-1)、6.54 mm·d^(-1)、14.89 mm·d^(-1)降为0.65 mm·d^(-1)、3.01 mm·d^(-1)、8.99 mm·d^(-1),精度分别提高了59.12%、53.98%和39.62%。本研究验证了Delta分位数映射法在青藏高原的适用性,有利于为青藏高原气象和水文研究获取更精确的降水数据。

关键词：青藏高原 IMERG卫星降水偏差订正 Delta分位数映射法

热解温度对玉米芯生物炭碳结构、灰分与吸附四环素的影响

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1131-1142页

作者：邓玉佘艾伦张莹倪福全敖天其陈文清四川农业大学水利水电学院四川雅安625014 四川大学水利水电学院成都610065 四川大学建筑与环境学院成都610065

生物炭灰分和碳结构在抗生素吸附过程中的影响尚不明确。本文以玉米芯为原料,在300~800℃下热解制备生物炭(CBCs)及除灰分生物炭(CBCs_AW),研究热解温度对生物炭灰分和碳结构的影响,探究灰分和碳形态与四环素(TC)吸附行为之间的关系。... 详细信息

生物炭灰分和碳结构在抗生素吸附过程中的影响尚不明确。本文以玉米芯为原料,在300~800℃下热解制备生物炭(CBCs)及除灰分生物炭(CBCs_AW),研究热解温度对生物炭灰分和碳结构的影响,探究灰分和碳形态与四环素(TC)吸附行为之间的关系。结果表明,随着热解温度升高,生物炭的碳结构由未完全碳化有机质(300℃)逐渐转化为石墨碳结构(800℃),吸附实验结果显示CBC800_AW的吸附量最大,证实石墨碳结构是促进TC吸附量增加的重要因素。CBCs_AW对TC吸附量高于CBCs,说明灰分对TC吸附有一定抑制作用。分析TC吸附性能与生物炭理化性质的相关性,结果显示吸附量与生物炭比表面积、孔体积、芳香性和石墨化程度相关性较高,推测TC的主要吸附机理为孔隙填充作用和π-π电子供体-受体相互作用。研究结果可为生物质资源化利用和抗生素污染修复提供科学依据。

关键词：玉米芯生物炭碳结构四环素吸附性能

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典型参数优化算法在新安江模型中的应用对比

水文 2023年第3期43卷 16-22页

作者：向鑫敖天其肖钦太四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

为深入对比研究典型参数优化算法在新安江模型中的应用情况,选用4种典型优化算法:自适应遗传算法(AGA)、改进粒子群算法(IPSO)、SCE-UA和贝叶斯优化算法(BOA),每种算法重复运行50次,每次迭代300次,以安徽省黄山市呈村流域为研究区域对... 详细信息

为深入对比研究典型参数优化算法在新安江模型中的应用情况,选用4种典型优化算法:自适应遗传算法(AGA)、改进粒子群算法(IPSO)、SCE-UA和贝叶斯优化算法(BOA),每种算法重复运行50次,每次迭代300次,以安徽省黄山市呈村流域为研究区域对日尺度新安江模型参数进行率定。结果表明:IPSO优化新安江模型参数得到的流量模拟值与实测值拟合程度高且收敛速度较快;目标函数收敛值集中,有90%集中在0.158149~0.156727范围内;算法稳定性好,优化后的参数方差均值仅为0.049404。AGA和SCE-UA优化参数表现较IPSO差,较BOA好。BOA计算量小,但其收敛过程出现明显波动;目标函数收敛值分散在5个范围内;算法稳定性差,优化后的参数方差均值高达0.073751。

关键词：新安江模型自适应遗传算法改进粒子群算法 SCE-UA 贝叶斯优化算法

静电纺丝纳米纤维膜材料吸附处理废水中污染物的研究进展

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复合材料学报 2022年第4期39卷 1378-1394页

作者：李佳欣高铭谭淋戴启洲敖天其陈文清四川大学建筑与环境学院成都610065 四川大学轻工科学与工程学院成都610065 浙江工业大学环境学院杭州310014 四川大学水利水电学院成都610065

静电纺丝纳米纤维膜具有独特的网状结构和相连通的微孔道,作为一种新型吸附材料,具有比表面积大、孔隙率高、易改性、易回收和化学稳定性好等优势,在吸附废水中的污染物方面得到了广泛的应用。本文首先简单介绍了静电纺丝的工作原理,随... 详细信息

静电纺丝纳米纤维膜具有独特的网状结构和相连通的微孔道,作为一种新型吸附材料,具有比表面积大、孔隙率高、易改性、易回收和化学稳定性好等优势,在吸附废水中的污染物方面得到了广泛的应用。本文首先简单介绍了静电纺丝的工作原理,随后,概述了静电纺丝纳米纤维膜作为吸附剂用于水污染处理的最新研究进展,主要包括有机污染物、无机阴离子、重金属离子的吸附去除及在海水淡化方面的应用。同时,讨论了电纺纳米纤维膜对污染物的吸附机制。最后,展望了静电纺丝纳米纤维膜材料在污水处理中存在的挑战和前景。本综述无论从宏观上电纺纳米纤维膜的设计与合成还是微观的吸附去除机制,都可帮助研究者对静电纺丝纳米纤维膜材料有更深刻的理解。

关键词：静电纺丝纳米纤维复合膜材料废水处理吸附机制

南水北调东线调水区及受水区降水径流变化特征

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水资源保护 2023年第1期39卷 133-141页

作者：陶佳辉卞锦宇敖天其吕良华耿雷华王欢南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 四川大学水利水电学院四川成都610065

为给南水北调工程规划与运行提供科学依据,基于比《南水北调工程总体规划》制定水平年更加完整的水文观测数据识别2001年以来工程区降水、径流变化特征,采用Mann-Kendall趋势检验、小波分析等方法分析了比较期(2001—2016年)相对于基准... 详细信息

为给南水北调工程规划与运行提供科学依据,基于比《南水北调工程总体规划》制定水平年更加完整的水文观测数据识别2001年以来工程区降水、径流变化特征,采用Mann-Kendall趋势检验、小波分析等方法分析了比较期(2001—2016年)相对于基准期(1956—2000年)的降水、径流统计特性差异和变化特征。结果表明:相对于基准期,比较期调水区降水量变化不明显,长江大通水文站天然径流量下降3.5%,调水区水资源条件较为稳定;比较期受水区降水量较基准期基本无变化,天然径流量较基准期上升3.9%,但山东省、河北省和天津市受水区天然径流量下降6.6%,3省市天然径流量呈明显衰减态势。

关键词：调水区受水区降水量径流量南水北调东线工程

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中国工业用水演变驱动因素分析

环境科学 2023年

作者：张旭张建云敖天其王小军王炳轩四川大学水利水电学院河海大学环境学院河海大学水文水资源学院南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室

为深化工业用水量随社会经济发展变化规律的认识，提出“双层嵌套式”的结构分解分析（SDA）方法，量化了2002～2020年我国不同行业工业用水量变化驱动因素的影响。结果表明，以消费、投资和出口为代表的规模扩张因素是不同行业工业用... 详细信息

为深化工业用水量随社会经济发展变化规律的认识，提出“双层嵌套式”的结构分解分析（SDA）方法，量化了2002～2020年我国不同行业工业用水量变化驱动因素的影响。结果表明，以消费、投资和出口为代表的规模扩张因素是不同行业工业用水量增长的主要因素，其中人均消费扩张效应增长较快，且不同行业工业规模扩张的主要驱动因素存在明显差异，直接推动了工业结构变化。而工艺用水变动和水资源重复利用率变动是遏制工业用水量增长的主要因素，两者累积已完全抵消了工业规模扩张的正向效应，累积减少工业用水量112亿m3；但金属采选、冶炼加工及电力等能源加工行业的工艺用水变动负向效应偏小，仅依靠水资源重复利用率提升的工业用水效率提升潜力较小。因此，需要基于不同行业影响差异针对性的强化工业节水管理，推动工业生产结构和消费结构转型升级，保持工业用水负增长态势。

关键词：工业用水结构分解分析(SDA) 投入产出模型重复利用率不同行业

基于SWAT模型的小流域非点源污染负荷分布模拟研究

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水电能源科学 2022年第6期40卷 41-44页

作者：向鑫敖天其肖钦太四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

为了解小流域的非点源污染现状,拟采用水系分维值确定最佳集水面积阈值,在清溪河流域建立SWAT模型,研究该流域非点源污染负荷的时空分布规律。结果表明,清溪河流域最佳集水面积阈值为400 ha,划分为37个子流域;模型径流和氮磷模拟的决定... 详细信息

为了解小流域的非点源污染现状,拟采用水系分维值确定最佳集水面积阈值,在清溪河流域建立SWAT模型,研究该流域非点源污染负荷的时空分布规律。结果表明,清溪河流域最佳集水面积阈值为400 ha,划分为37个子流域;模型径流和氮磷模拟的决定系数R^(2)大于0.83,Nash效率系数大于0.58,表明SWAT模型在清溪河流域具有适用性;总氮、总磷年污染负荷与清溪河年径流量的相关系数高达0.87、0.91,正相关关系明显;年内丰水期总氮、总磷的污染负荷占比分别高达69.90%、73.33%,说明丰水期是产生非点源污染的关键时期;来自耕地的总氮、总磷污染负荷分别为3712.62×10^(3)、102.97×10^(3)kg,单位面积负荷分别为25.72×10^(3)、0.71×10^(3)kg/(a·km^(2)),远高于其他土地利用类型,表明农业生产和农村生活是清溪河流域产生总氮、总磷污染的重要污染源。

关键词：非点源污染清溪河流域水系分维值 SWAT模型时空分布规律

基于参数移植法的SWAT模型模拟嘉陵江无资料地区径流

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农业工程学报 2016年第13期32卷 81-86页

作者：程艳敖天其黎小东吴碧琼四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院成都610065

该文选用嘉陵江中游9个中小流域,基于参数移植方法(距离相近法、属性相似法、综合相似法)探求分布式水文模型SWAT在嘉陵江中游无资料地区径流模拟的适用性。3个有资料试验流域模拟结果显示,参数移植法的模拟精度NS、R2平均值大于0.8,径... 详细信息

该文选用嘉陵江中游9个中小流域,基于参数移植方法(距离相近法、属性相似法、综合相似法)探求分布式水文模型SWAT在嘉陵江中游无资料地区径流模拟的适用性。3个有资料试验流域模拟结果显示,参数移植法的模拟精度NS、R2平均值大于0.8,径流模拟精度较好,表明基于参数移植法的SWAT模型在研究区域具有一定的适用性,同时综合相似法(0.66

关键词：径流流域模型参数移植 SWAT 嘉陵江中游

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实验室安全与环境保护探索与实践第2辑 1