基于流域结构分析的中国流域划分方案

采用GIS技术,在DEM、水系和地貌分布数据的基础上,建立了我国一级流域划分方案,并将我国划分为29个一级流域.将我国一级流域分为6种类型,针对每种类型建立了二级流域划分方案,并将全国划分为90个二级流域.建立了三级流域划分方案,将全国划分为183个三级流域.并为每个流域设计了9位字符串的流域编码.对比分析表明本方案所生成的三级流域划分结果可以与现有的流域划分结果进行无损转换,为水文气象科研和业务提供了一种新的流域划分方法.     

基于高程数据的流域水系构建--以敖江流域为例

为了建立敖江流域基础信息系统,开展数字流域研究,本文使用地理高程数据,借助流域水文软件WMS,构建了敖江流域水系结构.运用栅格型DEM数据与流域出口点位置,以TOPAZ算法为依据,绘制流域轮廓与水系结构,建立流域水系拓扑关系,划分出子流域,并计算了各子流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数,为敖江数字流域建设提供了重要依据.在敖江流域水系构建工作基础上,分析了WMS软件在流域水系构建上的优势与不足,并指出水系构建在流域分析管理中的积极意义与对流域可持续发展的促进作用.     

基于高程数据的流域水系构建——以敖江流域为例

为了建立敖江流域基础信息系统．开展数字流域研究．本使用地理高程数据．借助流域水软件WMS，构建了敖江流域水系结构．运用栅格型DEM数据与流域出口点位置，以TOPAZ算法为依据，绘制流域轮廓与水系结构．建立流域水系拓扑关系．划分出子流域．并计算了各子流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数．为敖江数字流域建设提供了重要依据．在敖江流域水系构建工作基础上，分析了WMS软件在流域水系构建上的优势与不足．并指出水系构建在流域分析管理中的积极意义与对流域可持续发展的促进作用．     

喀斯特流域地貌类型对枯水径流特征的影响分析

从水文地貌流域系统的角度出发,分析喀斯特流域地貌类型与枯水径流的关系,并作枯水流量频率分析计算,按地貌形态组合类型把流域分为喀斯特流域、喀斯特化流域和非喀斯特流域3种类型,初步建立喀斯特流域地貌类型对枯水影响的回归方程并检验,揭示喀斯特地区枯水径流的规律,为分析和预测枯水径流提供理论依据。     

基于层次分析法的流域生态决策评价系统

探讨以西藏高原流域(涵盖金沙江、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江流域)中典型区域为对象的流域生态决策评价系统实现方法.在制定流域生态环境质量评价指标体系的基础上,选用层次分析方法(AHP)建立了决策评价模型,并采用Java语言以组件的方式实现模型程序,设计并实现了流域生态决策评价系统.以流域中各种生态系统为例,系统进行了决策评...     

黑河流域中游地区生态-水文过程演变规律及其耦合机理研究

正黑河重大研究计划以我国黑河流域为研究区,通过建立我国内陆河流域科学观测-试验、数据-模拟研究平台,认识内陆河流域生态系统与水文系统相互作用的过程和机理,刻画气候变化和人类活动影响下内陆河流域生态-水文过程机理,建立耦合生态、水文和社会经济的流域集成模型,提升对内陆河流域水资源形成及其转化机制的认识水平和调控能力,使我     

流域洪水模拟通用模型结构研究

在分析流域水流特性的基础上,提出了流域可分解为一系列特征对象和流域洪水运动由水位场确定的概念,特征对象由基本元素组成,将节点水位作为模型基本变量,通过各种流域基本元素间的水量交换函数,采用数据驱动运行机制建立了流域洪水模拟通用模型,并用实例验证了方法的可行性。     

降雨-径流关系的区域规律

以湿润、半湿润、半干旱以及干旱地区的15个典型流域为研究对象,分别建立其P+Pa～Rs相关关系,然后对其中3个嵌套流域的P+Pa～Rs相关关系进行分析与验证,比较各流域嵌套前后的P+Pa～Rs相关关系变化。采用相对平均误差和Cv为评定指标,对不同自然地理条件下降雨径流相关关系的区域性规律进行探讨。研究发现,嵌套流域的P+Pa～Rs相关关系线适用于该嵌套流域内的任何子流域。以蓄满产流为特点的降雨径流相关预报方法在湿润和半湿润地区的精度较高,在半干旱和干旱地区的精度较低。在半干旱流域,如果相对平均误差大于20%,Cv>1.1,流域的降雨-径流相关关系较差。     

汾河流域资源节约型高效生态农业模式研究

介绍了汾河流域在山西省农业中的重要地位和汾河流域农业面临的生态环境压力,根据汾河流域农业生态功能区与农业经济板块的对应关系．分析了不同生态功能区适宜的资源节约型高效生态农业模式的建立模式．提出了汾河流域应建立不同生态功能区资源节约型高效生态农业模式类型。     

流域尺度水环境污染风险评估

 针对流域水环境风险问题,辨识了其影响因子及其风险源,发现主要影响因子为自然环境、经济和社会因素,污染源主要为面源和点源。根据流域特征,从富营养化、有机物、重金属3个方面,对流域风险等级评估及方法等进行了探讨,认为目前中国流域水环境安全处于一般水平。对流域水环境污染风险的防治,建议加强流域水环境污染的治理力度,建立流域水环境风险防控系统,以减少流域水环境污染的发生机率或降低其污染损害。     

SWAT模型中气象数据库和土壤数据库的构建方法

以淅川县丹江口库区黄水河小流域为例,探讨了数据缺乏情况下分布式水文模型(SWAT)中气象和土壤数据库的构建技术.运用SWAT模型中的“天气发生器”模拟日太阳辐射量,用PcpSTAT和Dew02分别实现降雨量相关因子和露点温度计算;采用3次样条插值法实现土壤粒径的转换,用SPAW软件结合有机质含量数据计算得到模型需要的土...     

广西岩溶区的水土流失特点及其防治

广西岩溶地区水土流失遥感数据和典型地区监测资料显示,广西岩溶地区水土流失有3个显著的特点:土壤侵蚀模数低,以水土漏失为主要过程,坡耕地是重要水土流失区。水土流失的突出危害是导致严重的岩溶内涝灾害和大面积耕地丧失。21世纪以来,国家和广西区政府对于广西岩溶地区水土流失防治工作高度重视,组织实施了一大批水土保持工程,治理水土流失面积14 000km~2,遏制了石漠化,降低了土壤侵蚀模数,形成了高效生态产业,创建了弄拉、龙何等生态与经济协调发展的水土保持模式。但广西岩溶地区水土漏失和内涝灾害防治力度不够,建议进一步加大力度实施广西岩溶地区水土漏失、内涝防治以及耕地资源丧失的水土保持工程。     

融合合成孔径雷达和光学影像的植被覆盖区土壤湿度反演

利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)卫星可对土壤湿度实现大面积、时间连续的反演.针对此过程中难以消除植被遮挡的问题,提出融合SAR微波数据和光学数据,利用修正水云模型消除植被影响,求解纯粹地表后向散射系数,代入裸土区土壤湿度反演算法进行土壤湿度反演,并在武汉豹澥区域设置实测站点记录实测数据进行比对.结果分析表明,经过植被消除后,实测站点垂直极化后向散射系数平均衰减量与植被覆盖度之间时间序列上相关系数达到0.83;土壤湿度反演值与实测值趋势相关性平均提升0.08,且提升程度与植被覆盖度相关系数也达到0.8以上,表明本算法针对植被覆盖度越大区域反演效果越好.该方法通过SAR影像和光学影像融合反演长时间序列土壤湿度具有良好可信度.     

原位钻孔剪切试验及其在残坡积土中的应用

通过现场原位试验获取岩土体强度参数一直是岩土工程领域的重要研究课题,介绍了Phicometre钻孔剪切试验仪的基本原理、试验过程和数据处理方法。为评估其在残坡积土中的工程适用性,使用其在粤北某航道边坡不同深度的残坡积土进行了现场试验。试验结果表明,钻孔剪切仪具有扰动小、速度快的特点,测试结果具有较好的线性相关性;对于数据离散性相对较小的均质地层,可采用整理破坏包络线法对其抗剪强度指标进行统计分析。     

中国农业干旱的监测、预警和灾损评估

对干旱发生发展的实时监测、预警及后期影响评估.可最大程度地减轻干旱对农业生产的影响.综述了中国农业干旱的监测、预警及灾损评估的研究与业务应用状况.对比了不同土壤水分监测方法.介绍了具有自主产权的自动土壤水分观测仪Gstar-1及基于MODIS数据构造的土壤水分遥感监测新指数--农田浅层土壤水分指数(CSMI),分析了中国的灾损评估状况.根据目前研究中存在的问题,提出了将来的研究方向.     

欧洲中期天气预报中心第五代全球再分析土壤湿度资料在内蒙古的适用性评估

土壤湿度是研究陆-气耦合和陆面水循环过程中的重要参量,对大气环流、气候变化和干旱研究起着关键作用。由于土壤湿度观测资料较为缺乏,再分析土壤湿度资料在业务和研究扮演着重要角色。利用内蒙古自治区2018年5—10月37个气象台站逐日0～10 cm观测土壤湿度资料,对再分析[欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)、欧洲中期天气预报中心第四代再分析资料(ERA-Interim)、美国全球陆面数据同化系统(GLDAS2.1-NOAH)和基于多卫星反演融合的土壤湿度业务产品系统(SMOPS)]土壤湿度资料验证评估。结果表明:4种土壤湿度资料均可以模拟出内蒙古区域土壤湿度的空间分布,但在数值上普遍高估了土壤湿度;从内蒙古3个研究分区土壤湿度时间序列统计特征来看,ERA5和GLDAS2.1-NOAH优于ERA-Interim和SMOPS资料,但ERA5高估较多;相对于ERA-Interim土壤湿度资料,ERA5模拟的土壤湿度空间分布更为合理,时间相关系数最高,但均方根误差较大。由此可见,ERA5模拟能力优于ERA-Interim,且再分析土壤湿度资料普遍好于卫星融合土壤湿度SMOPS资料。     

基于粗集不相容系统的膨胀土分类规则提取

分析膨胀土分类的粗糙性, 指出膨胀土分类是一个基于粗糙集的信息不相容决策系统. 针对常规方法容易引起规则失真的不足, 提出将贝叶斯理论和不相容系统决策挖掘相结合来提取膨胀土分类规则： 以膨胀土分类决策系统的可信度为先验概率, 膨胀土试验数据的支持度为后验概率, 计算膨胀土分类规则的条件概率;提取条件概率大于某一阈值的规则;通过逻辑合取与析取归并膨胀土分类规则. 实例计算和应用分析结果表明： 采用贝叶斯理论和基于粗糙集的不相容系统决策挖掘相结合的方法有利于基于粗糙集的不相容系统的数据挖掘, 而且为膨胀土分类规则的提取提供了一种切实可行的算法.     

综合利用光学、微波遥感数据反演土壤湿度研究

基于ASAR-APP和TM影像数据,研究了小麦覆盖地表的土壤湿度反演方法.首先,利用冠层后向散射模型MIMICS(michigan microwave canopy scattering),分析了第二入射角模式(IS2)2种极化组分散射对总散射的贡献,确定了土壤湿度反演的最佳极化模式;其次,分析了植被微波单次散射、植被层双程透过率与NDVI之间的关系,建立了单次散射及双程透过率模型,然后,结合IS2入射角模式ASAR数据,建立土壤湿度反演模型.最后,基于模拟数据和获取的ASAR、TM影像数据,利用半经验模型反演土壤湿度.研究结果表明:IS2_HH模式土壤散射在总散射中贡献更大,该数据更适合土壤湿度反演;植被微波单次散射、双程透过率与NDVI有很好的线性关系,可以利用线性模型建立它们之间的关系;半经验模型能够较好地反演土壤湿度,反演和实测的土壤湿度相关系数为0.75,均方根误差为5.07%.     

基于GLDAS与TVDI降尺度反演土壤含水量

土壤水是连接大气降水、地表水和地下水的关键水文带,在旱寒区对于维系植被生长起到至关重要的作用.为获取相对精度较高,时空分布更广的土壤含水量数据,本文采用青藏高原2006年MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)植被归一化指数NDVI(normalized difference vegetation index)数据与地温数据LST(land surface temperature)计算出青藏高原全年温度植被干旱指数TVDI(temperature vergetation dryness index);分析TVDI数据与GLDAS各层土壤含水量的相关性以及相关性的稳定性,结果表明:总体上TVDI数据与GLDAS各层土壤含水量数据呈负相关关系,其中TVDI与GLDAS第1层土壤湿度数据相关性最好,且相关性的稳定性较强;利用TVDI和GLDAS第1层数据的相关关系反演出青藏高原2006年每月土壤水分分布图,并利用月均值进行实例分析,结果表明反演结果与GLDAS数据基本吻合,仅在青藏高原南部和北部两个区域存在偏差.与原始GLDAS数据相比,TVDI反演的土壤含水量数据具有更高的分辨率(分辨率为1km),在时间尺度上,可以反演逐月的土壤水分.     

耕地质量变化的临界警戒和评价指标体系研究

依据第二次土壤普查资料、多年土壤监测数据和有关耕地系统状态的统计数据,结合研究区耕地状况的调查分析,建立了长江三角洲地区支持压力－状态－响应模型的耕地质量评价指标体系、耕地预警系统指标体系和预警模型;在耕地非农化过程中,据此可对耕地流失进行临界警戒,并同时设立警度修正系数,对耕地价格进行实时修正。