检索结果-南通市图书馆

四个概念性水文模型在黑河流域上游的应用与比较分析

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

水文 2012年第3期32卷 13-19页

作者：何思为南卓铜王书功丁永建四川大学水利水电学院四川成都610065 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 匹兹堡大学土木与环境工程系美国宾州匹兹堡15261

首先结合新安江模型、TopModel、HBV模型和Sacramento模型机理,从模型结构的土层划分、土壤水分计算、蒸散发计算、产流区不均匀性的考虑、产流机制、下渗机制等多个方面进行了理论上的比较,然后选择黑河流域上游为研究区,结合模拟结果... 详细信息

首先结合新安江模型、TopModel、HBV模型和Sacramento模型机理,从模型结构的土层划分、土壤水分计算、蒸散发计算、产流区不均匀性的考虑、产流机制、下渗机制等多个方面进行了理论上的比较,然后选择黑河流域上游为研究区,结合模拟结果对这四个概念性水文模型在黑河上游山区流域应用情况,从土壤水分、蒸散发、径流过程和各径流组分四个方面进行了分析比较。结果显示,概念性水文模型对黑河干流上游山区径流模拟有较好的模拟效果,但是对土壤水分、蒸散发等水文过程只能描述其变化趋势,难以定量,同时,我们还可以得出在所用四个模型中,HBV模型在黑河干流上游山区出山口的径流拟合中有和其他3个模型相当的Nash-Sutcliffe效率系数,并且在枯水期的表现也好,适用性最好。

关键词：概念性水文模型黑河流域上游模型结构新安江模型 TopModel HBV模型 Sacramento模型

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

气候变化条件下黑河上游径流模拟及预测

气候变化条件下黑河上游径流模拟及预测

作者：王杰中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

从地质历史上看,地球目前处在间冰期,温暖的气候是自然规律使然,然而,近一百年来人类工业化的快速发展导致了地球提前向温室气候转变。气候变化通过影响水文循环过程的强度和频率,逐渐改变水资源量和时空分布,进一步影响地球生态环境和... 详细信息

从地质历史上看,地球目前处在间冰期,温暖的气候是自然规律使然,然而,近一百年来人类工业化的快速发展导致了地球提前向温室气候转变。气候变化通过影响水文循环过程的强度和频率,逐渐改变水资源量和时空分布,进一步影响地球生态环境和人类生存发展。研究现状及未来气候变化条件下的径流响应,不仅有利于促进对大气—陆表等系统相互作用机制的认识、深化气候变化影响的研究,同时,对于优化当地水资源规划与管理、保障水资源的可持续利用也具有重要意义。本文以水资源相对短缺的黑河流域上游为研究区,首先分析了历史气候条件下研究区气象及水文要素的变化特征,构建SWAT模型并评价其在流域径流模拟方面的适用性,然后使用TOPSIS方法评估了18个大气环流模式(GCMs)在研究区的模拟性能,最后将优选的四个GCMs输出的未来降水和气温数据经过Delta偏差校正后输入SWAT模型,预测和分析未来气候变化条件下研究区的径流响应。研究结果如下:(1)1960-2015年研究区降水和气温序列呈增加趋势。流域出口多年平均径流总量1.6亿m3,年内径流量主要集中在6-9月份,流域内三个水文站年径流量均呈增加趋势,这与流域降水量增加以及气温升高导致流域融雪径流的增加有关。(2)在率定期(1965-1987年)和验证期(1990-1997年),SWAT模型对研究区的径流模拟精度指标NSE、R、RBIAS均达到模型评价标准,即构建的SWAT模型在黑河流域上游具有较好的适用性,使用SWAT模型模拟得到流域出口处基流量。(3)18个GCMs中,CSIRO-Mk3.6.0、CCSM4、CanESM2、MPI-ESM-LR四个模式对研究区降水和气温的模拟能力较好;基于以上模式得到未来时期(2021-2050年和2051-2080年)降水量和气温的预测值,结果显示流域未来降水量和气温都呈增加趋势;且三个模式(除MPI-ESM-LR外)输出的未来降水、四个模式输出的未来气温均较历史水平偏高。(4)研究区径流量在未来时段内基本呈增加趋势,其年内分配过程与历史时期接近,但径流总量较历史时期偏少,祁连站和札马什克站尤为明显;对于流域出口莺落峡站,不同时段、不同模式的未来时期径流量较历史时期有增有减,基流量较历史时期减少幅度较大,这与同时段、同模式下的降水变化以及蒸散发变化密切相关。总体而言,未来气候变化条件下研究区径流量和基流量减少的可能性较大,这将会加重当地用水矛盾以及流域水文干旱的风险。

关键词：黑河流域上游 SWAT模型 GCMs 气候变化径流预测

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

黑河上游草地生态系统碳储量及价值评估

黑河上游草地生态系统碳储量及价值评估

作者：苏玉波陕西师范大学

学位级别：硕士

随着全球气候变暖,二氧化碳减排成为当今世界关注的共同热点问题。草地生态系统作为陆地生态系统的一部分,它是重要的碳汇之一,越来越突出,并且越来越受到广泛的重视。目前国际社会已经在全球范围内利用生态系统的碳汇功能实施碳汇交易... 详细信息

随着全球气候变暖,二氧化碳减排成为当今世界关注的共同热点问题。草地生态系统作为陆地生态系统的一部分,它是重要的碳汇之一,越来越突出,并且越来越受到广泛的重视。目前国际社会已经在全球范围内利用生态系统的碳汇功能实施碳汇交易,使其成为有效的减排方式。本研究使用黑河流域2013年的气象数据、Terra/Modis NDVI数据、实地采样数据,利用C-FlX模型及数理统计方法对黑河流域上游草地生态系统不同植被类型NPP、植被碳储量、固碳释氧量进行了详细的分析及估算,同时,利用实测的土壤有机碳数据对各草地植被类型的土壤有机碳储量进行了分析及估算,最终对黑河流域上游草地生态系统碳储量及其价值进行了评价。得出以下结论：(1)黑河上游草地生态系统2013年单位面积NPP年均累计量为104.41 gC/m2,NPP累计量在0.001～453.969gC/m2之间,NPP空间分布格局存在较大的异质性,总体上自东南向西南呈递减趋势。各草地植被类型单位面积NPP累计总量表现为：高寒草甸>灌丛草地>高寒草原>荒漠草地,NPP累计量分别为121.69 gC/2、121.34gC/m2、111.87gC/m2、62.73gC/m2,各草地植被类型地下碳密度分别为高寒草甸963.78g C/m2,灌丛草地946.46 g C/m2,高寒草原475.44 g C/m2,荒漠草地494.9gC/m2。各草地植被类型2013年总碳储量为：高寒草甸12.2×106tC,高寒草原4.69×106t C,灌丛草地2.52×106t C,荒漠草地0.6×106t C,表现趋势与年NPP累积量一致。黑河流域上游2013年草地植被NPP价值量和植被碳储量价值量空间分布格局与NPP物质量空间格局一致,空间价值仍表现为从东向西,逐渐递减。草地植被总碳储量为46.38×108元,NPP总价值量为6.06×108元,地下固碳量总价值量为40.32x108元。各草地植被类型NPP累积量年均价值量均值在145.42-282.1元/hm2之间,平均价值量为242.04元/hm2,地下固碳年均价值量均值在1102.17-2234.24元/hm2之间,平均价值量为1669.46元/hm2。各草地植被类型单位面积NPP价值量分别为高寒草甸282.1元/hm2,灌丛草地281.29元/hm2,高寒草原259.34元/hm2,荒漠草地145.42元/hm2。(2)黑河上游草地生态系统2013年固定C02物质量为42.51×105t,释放O2物质量为31.30×10st。不同草地植被类型单位面积固定二氧化碳物质量和释放氧气物质的量仍表现为：高寒草甸>灌丛草地>高寒草原>荒漠草地,各草地植被单位面积固定二氧化碳的物质量分别为：1.98t/hm2,1.97t/hm2,1.82t/hm2,1.02t/hm2;释放02物质量分别为：1.46t/hm2,1.45t/hm2,1.34t/hm2,0.75t/hm2。各草地植被类型固定C02和释放O2总物质量分别为：高寒草甸22.29×105t和16.41×l05t,高寒草原14.58×105t和10.73×105t,灌丛草地4.66×105t和3.43×105t,荒漠草地1.09×105t和0.81×105t。草地植被2013年固碳释氧总价值量为25.47×108元,其中固定CO2价值为15.62×108元,释放02价值为9.85×108元。各草地植被类型固碳释氧总价值分别为13.32×108元,8.71×108元,2.79x108元,0.65×108元。(3)黑河上游草地生态系统土壤0～100cm深度土壤有机碳总储量为53.49×1010t,总价值为29.42×109元,其中土壤深度0～20cm各草地植被土壤有机碳总储量为17.57×1010t,总价值为9.86×109元。草地植被土壤有机碳在土层深度0～100cm平均含量为10.89～***-1,随着深度的增加,平均含量逐渐减小。土层深度0～100cm有机碳变异系数均在10%～100%之间,属于中等变异,平均变异系数为78.01%。各草地植被覆盖类型下,土层深度0～100cm的平均土壤有机碳含量为22.05kg·m-2。土层深度0～20cm各草地植被土壤有机碳含量为：灌丛草地8.76kg·m-2,高寒草甸8.06kg·m-2,高寒草原7.49kg·m-2,荒漠草地4.25kg·m-2;土层深度O-l00cm各草地植被土壤有机碳含量为：灌丛草地30.57kg·m-2,高寒草甸24.28kg·m-2,高寒草原22.26kg·m-2,荒漠草地11.11kg·m-2。各草地植被2013年总碳储量为：高寒草甸27.29×1010t,高寒草原17.8×1010t,灌丛草地7.21×1010t,荒漠草地1.19×

关键词：黑河流域上游高寒草地生态系统碳储量评估价值评估

气候变化与放牧干扰对黑河上游植被结构的影响

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

气候变化与放牧干扰对黑河上游植被结构的影响

作者：潘岑南京信息工程大学

学位级别：硕士

全球变化背景下,作为生态过程和水文过程耦合作用的敏感区,干旱区流域的水资源利用与综合管理正面临严峻挑战。自然过程和频繁的人类活动交互作用已经引起植被格局变化,精确检测和量化植被变化的驱动机制及其影响程度成为当前研究的焦点... 详细信息

全球变化背景下,作为生态过程和水文过程耦合作用的敏感区,干旱区流域的水资源利用与综合管理正面临严峻挑战。自然过程和频繁的人类活动交互作用已经引起植被格局变化,精确检测和量化植被变化的驱动机制及其影响程度成为当前研究的焦点,并为流域水资源管理和生态恢复提供科学依据。黑河流域上游为产水区,也是生态系统敏感脆弱的农牧交错带,超载过牧、植被格局演变等现象对中下游用水影响巨大。本文以黑河流域上游为研究区,利用1983-2010年GLASS叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)数据、同期气象格点数据、放牧数据和植被类型图,辨析了气候和放牧驱动下植被LAI的时空变化特征及规律,并定量区分不同驱动力对植被LAI变化的影响贡献率。最后使用分类回归树(Classification and Regression Tree,CART)方法构建静态模型,模拟植被 LAI在未来不同情景下的空间分布。结果表明:(1)黑河流域上游牧草生长季平均127天,近30年来显著增加(p流域干湿指数(Arid Index,AI)第一模态方差贡献率达77%,呈湿化趋势,西南部变化最为敏感;植被LAI状态也逐渐变好,1983-2010年间,LAI变化的敏感区从西南地区转移到中北部地区。1983-2000年约29%,2001-2010年约41%的LAI主要格局变化可以被AI解释。气候影响LAI的高敏感区,2000年之前位于流域西南部野牛沟一带,而2000之后移至流域中北部肃南一带。气候变化(AI的增加)是整个流域的LAI改善的主要原因,而人类干扰如生态恢复(植树造林)政策和过度放牧导致局部(中、北部)LAI发生变化。在流域尺度上,气候暖湿化及当地生态恢复政策对植被LAI的正影响掩盖了过度放牧的负影响;在某些特定气候区,人类活动可以放大或降低全球变暖背景下干旱对植被的风险。(2)高寒草原和灌丛两种植被类型受放牧影响最大,在1985-1991和1997-2004时段内放牧负效应最为突出。封育和轮牧的实施有利于植被LAI的改善,也抵消了部分时期由于过牧(牲畜头数激增)所产生的负效应。年均放牧时长由西向东递减,高寒草甸(173天)>高寒草原(148天)>灌丛(123天),流域偏东部的灌丛放牧密度偏大。放牧空间型分布存在地域差异,海拔、植被类型和区域放牧管理(例如区域畜种差异)不同是主因,过牧对东部灌丛草地生态系统恢复构成了很大威胁。(3)2001-2010年间,黑河流域上游整体LAI变化受放牧干扰和气候变化共同作用,两种驱动力正负效应共存;气候主导了 LAI的变化。流域西部气候正影响呈增加趋势,增加的负放牧影响掩盖了一部分气候暖湿化的正影响;放牧加剧了不利的气候条件对东部植被LAI的负面影响。在不考虑长期放牧变化的情况下,气候对植被影响的贡献可能被低估。因此,需进一步加强该流域的放牧管理(封育和轮牧)以缓解当前的放牧压力。(4)运用CART方法构建了黑河上游植被静态模型,模拟结果显示,模型综合准确率为78.2%,深度为8、节点数为128时达到最小均方误差0.218,增加了放牧干扰参数后的模型对植被LAI分布的模拟准确率提高约12%。利用模型对未来气候和放牧情景模拟的结果显示:在流域尺度上,暖湿化的气候条件会促使主要植被LAI空间平均增加(0.015),但放牧干扰对放牧植被所产生的负效应,即:高寒草原、高寒草甸、灌丛LAI空间平均减少(-0.021),会削弱一部分气候的正效应。

关键词：气候变化放牧压力植被叶面积指数静态模型黑河流域上游

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

环境变化下黑河上游蓝绿水的响应研究

环境变化下黑河上游蓝绿水的响应研究

作者：卜睿涵四川农业大学

学位级别：硕士

研究黑河上游流域的蓝绿水对气候变化和土地利用变化的响应,对内陆干旱半干旱地区水源地的蓝绿水资源规划管理具有一定的参考价值。本文基于8个气象站点1979-1980(预热期)以及1981-2016年的逐日气象数据以及3个水文站点的2000-2001(预热... 详细信息

研究黑河上游流域的蓝绿水对气候变化和土地利用变化的响应,对内陆干旱半干旱地区水源地的蓝绿水资源规划管理具有一定的参考价值。本文基于8个气象站点1979-1980(预热期)以及1981-2016年的逐日气象数据以及3个水文站点的2000-2001(预热期)及2001-2016年的实测径流数据构建了研究区的水土评估工具(Soil and Water Assessment Tool,SWAT)模型,将研究区划分为21个子流域467个水文响应单元(Hydrological Response Units,HRUs),选用决定系数(Coefficient of Determination,R)、百分比偏差(Percent Bias,PBIAS)和纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NSE)等多种评价模型适用性参数来评价SWAT模型在研究区的适用性。应用曼-肯德尔秩次检验(Mann-Kendall Trend Method,MK)得到径流突变点,以此将研究期1980-2016划分为不同年代进行蓝绿水量比较;采用土地利用转移矩阵分析流域土地利用类型主要转化趋势;对现状逐年气象水文数据计算Hurst系数,得到未来发展趋势;采用情景设置方法建立各年情景、响应情景和贡献计算情景,并分别得到1980-2016年研究区蓝绿水数据以及不同影响因素对研究区蓝绿水的定性定量影响;引入表征单位土地利用新指标θ值(Impact Ratio of Land Use Change on Blue and Green Water,θ)评价1980-2025年间21个子流域的各土地利用类型对本区蓝绿水的影响,进而筛选出对蓝绿水变化影响影响的子流域土地利用,并给予θ值从生态修复角度划定林草地优先区,结论如下:(1)1980-2016年间研究区流域的降水量(Precipitation,P)、气温(Temperature,T)、径流量(Runoff,R)、水资源总量(Water Resources,W)、产水量(Water Yield,WYLD)、绿水总量(Green Water,GW)、绿水流量(Evapotranspiration,ET)、绿水储量(Soil Water,SW)、地表径流量(Surface Quantity,SURQ)、壤中流量(Lateral Quantity,LATQ)、地下径流量(Ground Water Quantity,GWQ)和绿水储量变量(the variate of SW,ΔSW)在1980-2016年间增加,绿水系数(Green Water Coefficient,GWC)和地下水变量(the Variate of GW,ΔGW)在此期间减少。(2)P、W、WYLD、SURQ、LATQ和ET在6-10月高度集中,GWQ主要分布在7-11月。W、WYLD、GW、SURQ、LATQ与P的相关性更高,ET则更受T影响。1号和8-11号子流域蓝绿水资源丰富,2-3、5-7和15-16号子流域蓝绿水资源贫瘠。(3)P增加,GWC减少,其余蓝绿水量增加;T上升,ET和GWC增加,其余蓝绿水量减少。同等气候变化下,P在W、WYLD、GW、ET、SW、SURQ和GWQ方面有更大影响,T在GWC和LATQ方面影响更大。(4)1980-2016年间,W、GW和SW方面各影响因素按影响大小排序为P>T>LUCC;WYLD和ET方面影响排序为P>LUCC>T。2017-2025年间,W方面影响排序为P>T>LUCC,WYLD、GW和SW方面的影响排序为P>LUCC>T,ET方面影响排序为LUCC>P>T。(5)1980-2016年间流域土地利用主要变化趋势为草地转化为裸地和水域转化为草地和裸地。其中耕地和城镇用地小幅增长,林地的降幅比草地更小,水域有一定退化现象。WYLD、SURQ和LATQ方面的影响排序为裸地>草地>林地,W、GW、GWC、ET、SW和GWQ的影响排序为林地>草地>裸地。W、GW、GWC、ET、SW、GWQ对高覆盖率林地和低覆盖率草地更为敏感,WYLD和SURQ对高覆盖率草地更敏感,LATQ对低覆盖率林地和高覆盖率草地更敏感。14号子流域推行轮作模式,3号和17号子流域推行休耕模式,有利于多项蓝绿水资源量的增加,而7、11、16号子流域的耕作模式则应考虑蓝绿水量的增加需要进行决策。(6)1980-2003年间,11、14、17号子流域的水域对绿水流量有一定的负面影响。2017-2025年间,1号子流域的草地和裸地以及2号子流域的裸地对该区蓝绿水量有较大的削弱作用,8号子流域的林地则对该区的绿水储量有一定削弱作用。2026-2030年间,1号子流域耕地的绿水流量上有一定增加。2031-2040

关键词：蓝绿水黑河流域上游 SWAT模型响应研究

SRM融雪径流模型参数不确定性研究——以黑河上游为例

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

SRM融雪径流模型参数不确定性研究——以黑河上游为例

作者：黄永生西北师范大学

学位级别：硕士

流域水文模拟和预测是认识和管理水资源的重要技术,然而几乎所有的水文模型都含有一些不能直接观测确定的参数,如何确定这些参数成为水文模拟过程中一个非常重要的因素。在中国西北地区的寒区和旱区内陆河流域,由于资料的缺乏,很多模型... 详细信息

流域水文模拟和预测是认识和管理水资源的重要技术,然而几乎所有的水文模型都含有一些不能直接观测确定的参数,如何确定这些参数成为水文模拟过程中一个非常重要的因素。在中国西北地区的寒区和旱区内陆河流域,由于资料的缺乏,很多模型参数需要人为设定,导致模型不确定性问题特别突出。开展水文模型参数不确定性研究,可以有效识别关键参数,优化参数率定效率,减少模型参数的不确定性。SRM(snowmelt-runoff model)融雪径流模型是为数不多的需要遥感数据支持的流域水文模型,对数据要求不高,但具有很好的模拟和预测精度。本文以黑河流域上游为例,建立2008年主要融雪期(3-7月)的SRM模型,确定模型所需要的各项参数。在此基础上,分析模型参数的敏感性,确定模型模拟的不确定性区间,并对引起参数不确定性的因素进行了探讨,得出以下主要结论:(1)由国家气象信息中心发布的中国地面降水0.5°×0.5°格点数据集,较好地反映出降水的时空分布特征,弥补了我国高山高寒流域空间降水数据的稀少,用该数据集作为SRM模型降水参数的输入,能提高模型模拟精度。(2)SRM模型在黑河流域上游2008年主要融雪期(3-7月)模型效率系数达0.84,体积差为3.8%,模拟流量过程线与实测流量过程线在趋势上吻合较好,能基本反映径流量的变化情况。但逐日径流量的模拟不准确,尤其是对主要流量峰值的模拟误差较大,存在较大不确定性。(3)SRM模型参数之间存在非线性作用和交互作用,模型模拟结果的好坏不是由某一个或几个因子决定,而是由一组参数共同影响。(4)融雪初期,流域内积雪面积极大,与融雪相关的因子较为敏感,对SRM模型的影响较大。随积雪面积的减少,降雨量的增加,融雪相关的因子影响程度逐渐减小,降雨径流系数较为敏感,对模型的贡献率较大。(5)SRM模型不确定性大小与径流补给形式有关,补给形式越复杂不确定性就越大。在给定参数分布和区间的条件下,由于诸多因素(包括人类活动)导致实测流量并不能完全包含在置信度95%下流量的上、下界限内,但81%还是在该区间之内,模型在黑河流域上游仍然具有良好的应用前景。

关键词：水文模拟 SRM模型融雪径流参数不确定性黑河流域上游