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Integrated Water Resources Carrying Capacity in Tongzhou District,Beijing City

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Journal of Resources and Ecology 2010年第3期1卷 258+253-257页

作者：张永勇夏军王中根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

目前,通州区已被定为北京市的新的发展中心,但水资源短缺和污染已经严重限制了当地的可持续发展。本文以可持续发展为原则,基于"自然—社会"水循环,提出了通州区水资源综合承载力量化模型。根据通州区的未来发展规划,设计了3种情景来提... 详细信息

目前,通州区已被定为北京市的新的发展中心,但水资源短缺和污染已经严重限制了当地的可持续发展。本文以可持续发展为原则,基于"自然—社会"水循环,提出了通州区水资源综合承载力量化模型。根据通州区的未来发展规划,设计了3种情景来提高该地区的水资源综合承载力。研究表明水资源短缺严重制约了通州区的城市化进程和可持续发展,外调水、本地区节水和控制污染是解决通州区水资源短缺的有效途径。

关键词： integrated water resource carrying capacity(IWRCC) gray association analysis sustainability Tongzhou District

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土地利用方式对珠江河口生态环境的影响分析

地理科学进展 2008年第3期27卷 55-59页

作者：李英王中根彭少麟陈宝明中山大学有害生物控制及资源利用国家重点实验室广州510275 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

本文探讨了珠江三角洲近年来主要土地利用方式的变化,其中城市化和植被覆盖的减少,以及农业施肥量的增加,是造成陆源污染物增加的主要原因。分析了影响珠江河口生态环境的主要陆源污染物(泥沙、氮磷营养元素、重金属和有机物)的产生和... 详细信息

本文探讨了珠江三角洲近年来主要土地利用方式的变化,其中城市化和植被覆盖的减少,以及农业施肥量的增加,是造成陆源污染物增加的主要原因。分析了影响珠江河口生态环境的主要陆源污染物(泥沙、氮磷营养元素、重金属和有机物)的产生和迁移过程,以及对河口生态环境的影响关系。从分析中可以看到,土地利用的变化能够影响陆源污染物质的产生和迁移,合理的土地利用方式是降低陆源污染物质,改善珠江河口生态环境的重要措施。陆源物质的产生与水循环密切相关,利用流域分布式水循环模型量化研究不同土地利用下的陆源物质产生、迁移以及对河口生态环境的影响是未来主要发展方向。

关键词：土地利用陆源污染生态环境珠江河口

确定坡面径流过程曼宁糙率系数的实验方法研究

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地理科学进展 2020年第4期39卷 651-659页

作者：程娅姗王中根李军黄振叶翔宇唐寅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 中国科学院大学北京100049 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041

曼宁糙率系数是用水动力学方法进行流速计算的关键参数。坡面流曼宁糙率系数与明渠流的不同。为确定坡面径流过程的曼宁糙率系数,自行研发了一种包括供水系统、实验水槽和数据观测记录系统的室内可变糙率坡面实验系统。通过87场预实验... 详细信息

曼宁糙率系数是用水动力学方法进行流速计算的关键参数。坡面流曼宁糙率系数与明渠流的不同。为确定坡面径流过程的曼宁糙率系数,自行研发了一种包括供水系统、实验水槽和数据观测记录系统的室内可变糙率坡面实验系统。通过87场预实验验证了供水系统的稳定性和准确性。以坡度、实测流量、实测水深、不同糙率板上河砂的平均直径和地表粗糙度为自变量,以曼宁糙率系数为因变量,选用均方根误差(RMSE)和决定系数(R^2)为评价指标,对166种实验场景进行了支持向量机(Support Vector Machines, SVM)训练与预测,发现:①紊流的训练结果难以预测层流和过渡流的曼宁糙率系数,说明流态不同时,实验因素对水流的影响机制不同;②若要较为准确地预测曼宁糙率系数,至少需要包括实测水深在内的3种因素;③当同时考虑4种及更多种因素时,紊流状态下均可对曼宁糙率系数进行较为准确的预测。

关键词：曼宁糙率系数坡面实验支持向量机

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高性能并行分布式水文模型研究进展

地理科学进展 2022年第4期41卷 731-740页

作者：叶翔宇李强郭禹含梁廖逢王中根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 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 青岛大学山东青岛266071 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085

传统分布式水文模型采用串行计算模式,其计算能力无法满足大规模水文精细化、多要素、多过程耦合模拟的需求,亟需并行计算的支持。进入21世纪后,计算机技术的飞速发展和并行环境的逐步完善,为分布式水文模型并行计算提供了软硬件支撑。... 详细信息

传统分布式水文模型采用串行计算模式,其计算能力无法满足大规模水文精细化、多要素、多过程耦合模拟的需求,亟需并行计算的支持。进入21世纪后,计算机技术的飞速发展和并行环境的逐步完善,为分布式水文模型并行计算提供了软硬件支撑。论文从并行环境、并行算法2个方面对已有研究进行总结概括,分析了不同并行环境和并行算法的优势与不足,并提出提高模型并行效率的手段,即合理分配进程/线程数缩减通信开销,采用混合并行环境增强模型可扩展性,空间或时空离散化提高模型的可并行性及动态分配计算任务、平衡工作负载等。最后,论文对高性能并行分布式模型的未来研究方向进行展望。

关键词：分布式水文模型并行计算高性能水文模型并行环境并行算法

基于分布式模拟的流域水平衡分析研究--以海河流域为例

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地理科学进展 2008年第4期27卷 23-27页

作者：朱新军王中根夏军于磊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水利部海河水利委员会 300181

流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求。本文基于分布式水文模拟技术,探讨了一... 详细信息

流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求。本文基于分布式水文模拟技术,探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法。并以海河流域为例,构建分布式SWAT模型,对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析,在此基础上探讨海河流域维持健康水平衡关系,降低流域蒸发,进行农业真实节水的必要性和有关对策。

关键词：水平衡分析分布式模拟 SWAT模型海河流域

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水文序列小波分析中分解层数选择方法

水文 2012年第4期32卷 1-7,73页

作者：桑燕芳王中根刘昌明中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环与地表过程重点实验室北京100101 中国科学院水资源研究中心北京100101

小波分解层数的合理选择是水文序列小波分析结果的重要影响因素。在详细分析和定量描述不同类型噪声的能量分布规律的基础上,依据水文序列中确定成分和噪声成分的能量分布规律的差异,提出了一个小波分解层数选择方法。通过对不同类型模... 详细信息

小波分解层数的合理选择是水文序列小波分析结果的重要影响因素。在详细分析和定量描述不同类型噪声的能量分布规律的基础上,依据水文序列中确定成分和噪声成分的能量分布规律的差异,提出了一个小波分解层数选择方法。通过对不同类型模拟序列和不同特性实测水文序列进行分析,验证了所提方法的有效性和实用性。结果表明:序列组成、噪声含量等因素对小波分解层数的选择结果有较大影响,但噪声类型对小波分解层数选择结果影响较小;应用该方法确定小波分解层数的同时,还可以有效地识别和区分各层上是确定成分或是噪声成分,进而可为序列模拟预测提供依据。由于所提方法基于水文序列不同成分变化特性的差异建立,因此有较好的物理依据且分析结果合理可靠。

关键词：水文时间序列小波分析分解层数蒙特卡罗试验能量分布

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海河流域分布式SWAT模型的构建

地理科学进展 2008年第4期27卷 1-6页

作者：王中根朱新军夏军李建新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 水利部海河水利委员会网络信息中心300181

本文基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)构建海河流域分布式水文模型。针对海河流域的特点,对平原区河网和入海口进行合理概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理。应用1995～2002年水文气象系列资料和下垫面空间分布信息... 详细信息

本文基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)构建海河流域分布式水文模型。针对海河流域的特点,对平原区河网和入海口进行合理概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理。应用1995～2002年水文气象系列资料和下垫面空间分布信息,对模型的参数进行优化和灵敏度分析,最后选取多个站点对模拟结果进行检验与分析。研究成果为SWAT模型在国内复杂大流域的应用提供了范例,也为海河流域变化环境下的水资源与水环境综合管理提供重要的水文学基础支撑。

关键词：分布式水文模型 SWAT 海河流域

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灌区农业用水测算方法研究

西北大学学报（自然科学版） 2019年第6期49卷 874-880页

作者：王磊赵自阳王中根李建新王红瑞浙江省水资源管理中心杭州310009 北京师范大学水科学研究院北京100875 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 水利部海河水利委员会天津300181

针对我国灌区数量多以及类型复杂的特点,该文将灌区农业用水的测算分为两类,基于水循环过程的物理模型方法和基于监测数据的统计分析方法。其中将物理模型方法以SWAT为例,统计分析方法以整群与分层抽样方法位列作了详细的分析和讨论。... 详细信息

针对我国灌区数量多以及类型复杂的特点,该文将灌区农业用水的测算分为两类,基于水循环过程的物理模型方法和基于监测数据的统计分析方法。其中将物理模型方法以SWAT为例,统计分析方法以整群与分层抽样方法位列作了详细的分析和讨论。研究成果对于灌区农业用水测算方法在国内的应用和推广具有很好的示范性。

关键词：农业灌溉用水总量 SWAT模型抽样统计

SWAT水质模块的扩展及其在海河流域典型区的应用

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资源科学 2009年第1期31卷 94-100页

作者：张永勇王中根于磊夏军陈向东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 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 水利部海河水利委员会天津300181

SWAT模型功能强大,但模型的功能和参数是针对美国的流域特征定制的,在中国应用还必须针对我国国情和流域特征进行适当的改进和完善。目前SWAT模型在我国主要被用于流域分布式水文模拟、非点源污染负荷估算、土地覆被与气候变化分析等方... 详细信息

SWAT模型功能强大,但模型的功能和参数是针对美国的流域特征定制的,在中国应用还必须针对我国国情和流域特征进行适当的改进和完善。目前SWAT模型在我国主要被用于流域分布式水文模拟、非点源污染负荷估算、土地覆被与气候变化分析等方面。COD指标是我国衡量企业排污是否达标、流域是否污染的重要考核指标,目前SWAT模型缺乏对这一指标的模拟。本文在详述SWAT模拟流域污染物运移过程的基础上,指出了模型水质模块在中国应用中的一些不足,并以河水可生化降解特性参数为依据对SWAT水质模块的改进,完善了模型对BOD指标的模拟和增加了COD指标的模拟功能。通过对海河流域典型区实例研究表明:对水量的模拟,相关系数和效率系数均达到0.80以上;而对氨氮和COD指标的模拟,相对误差控制在20%以内。该方法为解决"SWAT模型不能模拟COD"提供了一种途径,将为SWAT模型在我国流域水环境与水资源综合管理中的广泛应用提供借鉴和支撑。

关键词： SWAT模型水质模拟 COD 扩展海河流域