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Quantitative Estimation on Contributions of Climate Changes and Human Activities to Decreasing Runoff in Weihe River Basin, China

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Chinese Geographical Science 2015年第5期25卷 569-581页

作者： huang shengzhi huang Qiang CHEN Yutong State Key Laboratory Base of Eco-Hydraulic Engineering in Arid Area Xi'an University of Technology

Human activities and climate changes are deemed to be two primary driving factors influencing the changes of hydrological processes, and quantitatively separating their influences on runoff changes will be of great significance to regional water resources planning and management. In this study, the impact of climate changes and human activities was initially qualitatively distinguished through a coupled water and energy budgets analysis, and then this effect was further separated by means of a quantitative estimation based on hydrological sensitivity analysis. The results show that: 1) precipitation, wind speed, potential evapotranspiration and runoff have a significantly decreasing trend, while temperature has a remarkably increasing tendency in the Weihe River Basin, China; 2) the major driving factor on runoff decrease in the 1970 s and 1990 s in the basin is climate changes compared with that in the baseline 1960 s, while that in the 1980 s and 2000 s is human activities. Compared with the results based on Variable Infiltration Capacity(VIC) model, the contributions calculated in this study have certain reliability. The results are of great significance to local water resources planning and management.

关键词：人类活动气候变化流域径流渭河流域定量估算水资源规划流域水文敏感性分析

黄土高原地区干旱可预报性的时空分布与驱动机理

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自然灾害学报 2024年第3期33卷 137-151页

作者：王艺婷黄生志黄强郑旭东程立文罗静西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

变化环境下全球干旱频发,对社会经济与生态影响重大。已有研究重点关注干旱预报技术的研发,而对干旱预报的理论如干旱可预报性的时空分布与驱动机制等关注不足。以黄土高原为研究对象,构建支持向量机模型对2008—2019年区域干旱进行预测... 详细信息

变化环境下全球干旱频发,对社会经济与生态影响重大。已有研究重点关注干旱预报技术的研发,而对干旱预报的理论如干旱可预报性的时空分布与驱动机制等关注不足。以黄土高原为研究对象,构建支持向量机模型对2008—2019年区域干旱进行预测,并以预报效果克林-古普塔效率系数(Kling-Gupta efficiency,KGE)量化干旱可预报性,探究不同时间尺度干旱可预报性的空间分布特征、甄别了影响干旱可预报性分布变化的主导因素。结果表明:黄土高原地区干旱可预报性随着时间尺度的增大呈上升趋势,SPEI12的KGE比SPEI1提高73.8%,且季节干旱可预报性在秋季最高,其次为夏季、春季、冬季;干旱可预报性存在空间异质性,呈现北高南低的分布格局,春季黄土高原中部和冬季黄土高原西北荒漠区干旱可预报性极低;季节间干旱可预报性的主要影响因素存在差异,秋季q值最高的因子是气温,夏、春季是干燥度,冬季是海气耦合PRE_AMO;各变量因子双双交互后对干旱可预报性的影响力明显高于单因子。该研究为干旱可预报性提供了新的见解,有助于进一步提高黄土高原地区干旱预报预警能力。

关键词：黄土高原干旱预报地理探测器 SPEI 可预报性

浙江省不同地理尺度有机茶稳定同位素特征差异分析

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核农学报 2024年第1期38卷 76-83页

作者：郭祖闯李春霖徐扬聂晶邵圣枝黄涛袁玉伟浙江省农业科学院农产品质量安全与营养研究所浙江杭州310021 宁波大学食品与药学学院浙江宁波315211 中国农业科学院茶叶研究所浙江杭州310008 农业农村部农产品信息溯源重点实验室浙江杭州310021

为探究浙江省有机茶稳定同位素特征差异,本研究收集了来自浙江省52个有机茶企业生产的72份具有代表性的样品,采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定有机茶中稳定同位素比值(δ^(15)N、δ^(13)C、δ^(2)H、δ^(18)O值),研究不同茶类间... 详细信息

为探究浙江省有机茶稳定同位素特征差异,本研究收集了来自浙江省52个有机茶企业生产的72份具有代表性的样品,采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定有机茶中稳定同位素比值(δ^(15)N、δ^(13)C、δ^(2)H、δ^(18)O值),研究不同茶类间的稳定同位素差异,并从3个地理尺度对浙江省有机茶稳定同位素特征进行分析。结果表明,浙江省有机绿茶和有机红茶的稳定同位素比值无显著差异。浙江省有机茶δ^(15)N值范围为-2.4‰~6.7‰,平均值为2.0‰,在地市尺度上无显著差异;在区域尺度上,浙南地区有机茶δ^(15)N显著高于浙北地区;在全国尺度上,浙江省有机茶δ^(15)N显著高于全国其他产区。浙江省有机茶δ^(13)C、δ^(2)H、δ^(18)O平均值分别为-27.2‰、-47.9‰、26.3‰,部分地市间存在地域差异,浙南地区和浙北地区有机茶的3种稳定同位素比值均无显著差异。本研究为浙江省有机茶稳定同位素数据库建立及特征识别提供了科学依据。

关键词：有机茶稳定同位素分布特征不同类别地理尺度

一种支持增量更新的配电网单线图自动生成方法

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现代电力 2024年第1期41卷 21-28页

作者：彭森犹锋程伟刘士进王沈亮李盛盛黄超智郑浩泉杨昇至南京南瑞信息通信科技有限公司江苏省南京市211106

针对配电网中鲜有对存量单线图进行增量更新和布局,提出一种支持增量更新的配电网单线图自动生成方法。首先,根据设备拓扑连接关系构建设备连接关系映射树,树根为电源;然后,对每个设备依据存量单线图坐标进行布局方向赋值,得到有布局方... 详细信息

针对配电网中鲜有对存量单线图进行增量更新和布局,提出一种支持增量更新的配电网单线图自动生成方法。首先,根据设备拓扑连接关系构建设备连接关系映射树,树根为电源;然后,对每个设备依据存量单线图坐标进行布局方向赋值,得到有布局方向的设备连接关系映射树;最后,根据设备布局方向逆向拼接,完成设备初始布局和局部收缩。根据设备连接关系完成布线,可得到一张继承了原有布局的配电网单线图。所提支持增量更新的配电网单线图自动生成方法已应用于配电网专题图自动生成系统开发,并通过工程实例进行验证。

关键词：配网专题图单线图自动成图增量成图用户习惯

塔里木河流域水资源生态承载力动态评价与预测

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人民珠江 2024年第3期45卷 79-88页

作者：朱雪颖黄生志黄强郑旭东张绍庆高月娇西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

采用水资源生态足迹模型,评估了塔里木河流域(简称为塔河流域)2005—2020年人均水资源生态足迹、生态承载力、生态盈亏以及生态承载状况的演变过程,并运用灰色预测模型对2021—2030年的生态盈余/赤字进行预测。结果表明:2005—2020年塔... 详细信息

采用水资源生态足迹模型,评估了塔里木河流域(简称为塔河流域)2005—2020年人均水资源生态足迹、生态承载力、生态盈亏以及生态承载状况的演变过程,并运用灰色预测模型对2021—2030年的生态盈余/赤字进行预测。结果表明:2005—2020年塔河流域水资源整体上处于生态赤字状态;多数区域水资源生态压力指数大于1.0,生态状况超载严重,万元GDP水资源生态足迹持续下降,而水资源负载指数均呈上升趋势;未来塔河流域水资源赤字状态呈现逐年下降趋势。研究成果能够有效服务于塔河流域生态环境保护和水资源规划与管理。

关键词：生态足迹生态承载力生态赤字灰色预测模型塔里木河流域

Bismuthene quantum dots integrated D-shaped fiber as saturable absorber for multi-type soliton fiber lasers

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Journal of Materiomics 2023年第1期9卷 183-190页

作者： Han Pan Hongwei Chu Ying Li Zhongben Pan Jia Zhao shengzhi Zhao Weichun huang Dechun Li School of Information Science and Engineering and Key Laboratory of Laser and Infrared System of Ministry of EducationShandong University72 Binhai RoadQingdao266237China Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry of State Education Ministry School of Chemistry and Chemical EngineeringShandong University27 Shanda South RoadJinan250100China School of Chemistry and Chemical Engineering Nantong University9 Seyuan RoadNantong226019China

In the present work,the uniformly sized bismuthene quantum dots(BiQDs)with an average diameter of 26 nm were fabricated via the solvothermal approach.By transferring the BiQDs onto the plane of micro-machined D-shaped fiber(DSF),a new type of saturable absorber(SA)was successfully prepared.Based on the evanescent field effect of D-shaped fiber,the prepared SA exhibits excellent saturable absorption properties with the maximum modulation depth of 5.1%at around 1.5μm.To further investigate its potential applications in ultrafast photonics,we demonstrated passive mode-locking operation in the erbium-doped fiber laser(EDFL)with BiQDs/DSF-SA.The conventional soliton pulses with duration of 835 fs at the repetition rate of 9.23 MHz and dissipative soliton pulses with duration of 575 fs at the repetition rate of 7.83 MHz were generated successfully.In addition,stable bound state of solitons with the pulse duration of 1.04 ps and sub-pulse time interval of 15.9 ps were also obtained based on the conventional soliton state by adjusting the pump power and polarization state.Our work reveals the great potential and capacity of BiQDs/DSF-SA in soliton mode-locking operations and promotes the explorative investigation of bismuth-based optoelectronic devices.

关键词： Bismuthene quantum dots Saturable absorber Soliton mode-locking Bound-state solitons Ultrafast photonics

Copula-based identification of the non-stationarity of the relation between runoff and sediment load

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International Journal of Sediment Research 2017年第2期32卷 221-230页

作者： shengzhi huang Pei Li Qiang huang Guoyong Leng State Key Laboratory Base of Eco-Hydraulic Engineering in Arid Area Xi'an University of Technology Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes Institute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of Sciences

It is important to identify the non-stationarity in the relation between runoff and sediment load under the backdrop of the changing environment.This relation helps to further understand the mechanisms of runoff and sediment yield.A copula-based method was used to detect possible change points in the relation between runoff and sediment load in the Wei River Basin(WRB),China,where soil erosion is a very severe issue.The modified Mann-Kendall trend test method was applied to obtain the trends of runoff and sediment load spanning 1960-2010 at monthly and annual timescales.Finally,the causes of the identified non-stationarity of the relation between runoff and sediment load were roughly analyzed from the perspective of climate change and human activities.Results indicated that:(1)the runoff and sediment load in the Jinghe and Wei rivers were generally characterized by noticeably decreasing trends at both monthly and annual timescales;(2)both the Jinghe and Wei rivers had a common change point(2002),implying that the stationarity of the relation between runoff and sediment load in the Jinghe and Wei River was invalid;(3)human activities including increasing water consumption and growing application of soil conservation practices are dominant factors resulting in non-stationarity in the relation between runoff and sediment load in the WRB.This study provides a new idea for identifying the non-stationarity of multivariate relation in the hydro-meteorological field under the background of the changing environment.

关键词： Copula-based method Runoff Sediment load Non-stationarity Change point Human activities

渭河流域水文干旱历时-烈度相依结构动态变化与驱动力分析

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水利学报 2022年第10期53卷 1180-1193页

作者：马川惠黄生志黄强西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

变化环境下,探究干旱多属性相依结构动态变化及其驱动力,对区域干旱风险管理具有重要意义。以渭河流域为研究对象,应用Copula函数的极大似然比(Copula-based Likelihood-ratio,CLR)方法,对水文干旱历时-烈度相依结构进行变异诊断,分析... 详细信息

变化环境下,探究干旱多属性相依结构动态变化及其驱动力,对区域干旱风险管理具有重要意义。以渭河流域为研究对象,应用Copula函数的极大似然比(Copula-based Likelihood-ratio,CLR)方法,对水文干旱历时-烈度相依结构进行变异诊断,分析变异前后特征;从气候变化(气象因子、气象干旱特征)与人类活动的角度,阐明水文干旱历时-烈度相依结构可能的驱动因素,获得影响因子重要性排序。结果表明:(1)华县、张家山、状头站水文干旱历时-烈度相依结构分别在1993年、1982年、1994年发生变异;(2)在相对长的历时下(华县站9~12个月、状头站5~12个月),华县、状头站相同历时下,变异点前后的烈度增加,且随着历时变长,烈度增加的幅度上升,干旱加剧态势明显;(3)除气象干旱对水文干旱演变的影响外,水文干旱历时-烈度相依结构的动态变化主要受水分“需求侧”因子(人类取用水、潜在蒸散发)的驱动。总体而言,研究成果为干旱多属性相依结构的非平稳性检测提供了一种新的思路,所提框架可推广应用于其他流域。

关键词：水文干旱 Copula函数干旱历时-烈度相依结构驱动力随机森林法渭河流域

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岱海湖水位对气候要素与土地利用的响应

水资源保护 2022年第6期38卷 64-70页

作者：刘柏君夏军黄生志朱非林黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

利用Mann-Kendall检验、Hurst系数法、基于有序聚类法的t检验等方法分析湖区水位演变趋势;利用Partial Mantel检验法,并通过构建缺失资料地区的湖区水文模型,探究了典型半干旱区湖泊岱海湖水位对气候要素与土地利用变化的响应。结果表明... 详细信息

利用Mann-Kendall检验、Hurst系数法、基于有序聚类法的t检验等方法分析湖区水位演变趋势;利用Partial Mantel检验法,并通过构建缺失资料地区的湖区水文模型,探究了典型半干旱区湖泊岱海湖水位对气候要素与土地利用变化的响应。结果表明:岱海湖水位1959—2018年呈现显著下降趋势,于1982年和2005年发生突变,未来水位将呈现持续降低趋势;岱海湖春季受融雪影响导致水位较高,秋季受用水影响导致水位较低,且秋季水位降低在四季中最为明显;气候变化与水土资源开发利用是影响半干旱区湖泊水位变化的主要因素,在气候变化条件下,岱海湖水位对气温变化最为敏感,对日照变化的响应次之;由于岱海湖流域降水产流下渗机制较为复杂,岱海湖水位对降水变化的响应具有滞后性,流域林草面积增加可能是引发岱海湖水位降低的重要因素。

关键词：水位演变气候要素水文模型土地利用类型半干旱区岱海湖