东江流域水质评价

通过对东莞段东江流域水样进行采集和检测,选用常规指标TP、BOD、NH,一N、CODcr、铜和铅6项水质参数,采用综合污染指数法对其水质现状和主要污染物进行评价和分析。主要污染物是CODcr和TP,重金属并无超标现象。     

东江流域降水时间序列的混沌特征分析

以广东省东江流域月降雨序列为例,在介绍相空间重构原理的基础上,探讨了混沌分析的主要定量指标:饱和关联维数D2和最大Lyapunov指数λ。得到该时间序列的饱和关联维数D2=3.93,最小嵌入维数m=8,最佳嵌入滞时τ=3个月,最大Lyapunov指数λ=0.253。并且采用主分量方法进一步验证了该序列具有混沌特性,指出该序列的预测时限不应超过4个月,对此结论则用ARMA(p,q)模型作了验证,为东江流域月降雨预测提供了较为科学的依据。     

基于合作博弈的东江流域用水不确定性研究

为进行变化环境下区域部门未来用水的不确定性研究,引入经济学中的合作博弈理论,在考虑各用水部门组成的用水联盟机会收益的前提下,依据国家用水总量控制指标,以广东省东江流域及其各分区为例,建立了基于合作博弈的各用水户用水分解模型并对其求解,给出了研究区2020年生产、生活和生态用水的合作博弈核心,即未来流域各用水户基于用水总量控制的用水量合理分配区间。东江流域2020年生产、生活和生态用水控制量区间分别为42.61~62.89亿m~3,25.2~42.06亿m~3和0.46~9.31亿m~3。通过各用水户用水量控制指标集的确定,为用水总量控制下流域未来用水管理目标提供了重要参考。     

利用全局与局部相关函数分析流域降水空间变异性

为合理诊断流域降水的空间变异性,阐明了6种常见的全局和局部空间相关指标的联系与区别,并用空间相关函数进行统一表述,然后提出了同时从全局和局部2个方面对连续性与间断性并存的降水空间变异性进行综合分析的方法。采用全局半方差函数和局部Moran指数,对2003～2009年赣江流域降水空间变异规律进行了实例研究。结果表明:全局半方差函数便于描述流域降水的整体相关结构,而局部Moran指数可揭示降水的局部聚集形态和地带性规律,并能够诊断其中的奇异点。赣江流域年、月、日降水量在整体上呈显著的时变空间正相关性;在局部表现出较强的聚集性,并具有非平稳性和奇异性。同时,还初步指出了赣江流域降水空间变异性分析对于解释降水空间插值结果的作用。     

东江流域土地利用变化对径流的影响分析

将流域水文模型HSPF与元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)土地利用预测模型结合,定量评价了东江流域未来土地利用变化的径流响应;并且模拟分析了不同降雨情景下土地利用变化的水文响应。结果表明:HSPF模型可以较好的模拟东江流域的月径流过程,可用于东江流域长期水文变化的评价与研究;未来土地利用变化引起的总径流的改变较小但是地表径流的变化较显著;未来土地利用变化情景下高、低流量值都有所增长,随着城镇建设用地面积比例的进一步增加高流量值随之增长而低流量减少;随着降雨量的增加,径流对于未来土地利用变化的响应程度减弱,降雨量减少,未来土地利用变化的水文效应增强;总的来说,4种降雨情景下未来土地利用变化对总径流的影响都不大,但是对地表径流有较显著的影响。研究过程和结果可为东江流域水资源规划及相关管理决策提供参考。     

东江流域河水电导率形成机制

 分别于枯水期和丰水期在东江流域包括干流和支流在内的100个站点实测河水的电导率及相关离子浓度,据此讨论了河水电导率的形成机制。结果表明,东江流域枯水期（1月份）河水电导率均值为853 μS/cm,丰水期（7月份）河水电导率均值为877 μS/cm。东江流域河水电导率（离子浓度）主要来自地表岩石和矿物的化学风化过程,人类活动对东江河水电导率的干扰较为明显,同时大气海盐沉降过程对东江河水电导率也产生一定程度的影响。运用非参数统计和空间分析等手段处理原始数据,定量地发现流域岩性、地貌、土壤、植被和人类活动等因素对河水电导率均具有大小不同的贡献。     

1959-2004年东江流域气温变化特征分析

运用非参数检验法Mann-Kendall、R/S及功率谱分析方法对东江流域1959-2004年气温变化特征进行分析,结果表明:近50 a来东江流域年平均气温变化存在显著的增温趋势,增温速率为0.17℃·(10 a)-1,其中冬季对整个流域年平均气温增温贡献率最大,流域年、季平均气温变化趋势的空间分布格局基本一致;东江流域全年、夏、秋季平均气温存在明显的变化周期,分别为2.31、2.5、30 a;流域年、季平均气温突变年份有所不同,全年、冬季在1994年左右发生突变.     

基于新安江水文模型的东江流域枯水径流模拟

为了探讨新安江流域水文模型模拟流域枯水径流的可行性及精度,采用该模型对东江流域中的4个子流域进行日径流过程模拟.在采用常规的评价指标对模拟结果进行初步分析的基础上,以描述枯水径流特点的枯水特征值,例如连续多日最小平均流量、基流分割结果、枯水期模拟结果和流量历时曲线等为研究对象,探讨该模型模拟枯水径流的能力.4个子流域的研究结果表明,不论对于常规的评价指标,还是枯水特征值,用新安江流域水文模型来模拟枯水期的流量均能达到较高的精度,因此可采用该模型进行东江流域枯水径流的预测.     

基于不同气候变化情景的东江流域水资源量预测研究

采用半分布式水文模型HSPF,结合1978-1998年东江流域实测气象数据和5个气候模式在3种RCP气候情景(RCP8.5,RCP4.5,RCP2.6)下基准期(1960-2000年)和未来时期(2020-2070年)降水、蒸发情景模拟结果,在对东江流域径流模拟检验基础上,对2020-2070年东江流域水资源量做了深入分析。结果表明,HSPF模型能很好模拟东江流域年、月径流以及洪水期径流变化,博罗站的NASH系数均超过0.81,PBIAS低于10%,RSR低于0.45;所选取气候模式能很好的反映研究流域气象数据在年内分布情况。对未来气候和东江流域水资源量模拟结果表明:1 2020-2070年不同气候变化情景下东江流域降水及蒸发量在RCP2.6和RCP4.5情景下均呈上升趋势,而在RCP8.5情景下,东江流域蒸发量则呈现下降趋势;2未来东江流域多年月均径流量呈增加趋势;3未来东江流域不同频率下的洪水和枯水流量均呈不同程度的增长。相对于基准期,未来时期的洪水天数呈增长趋势,洪水灾害有加剧态势。     

新疆博斯腾湖流域气温降水变化特征分析

分析了博斯腾湖流域近51 a气温降水变化特征,结果表明:1)近51 a博斯腾湖流域平原区平均温度以0.313℃/10 a的速度上升,高于整个南疆地区,与全疆变化一致;流域山区增温趋势较快,平均以0.328℃/10 a的速度增温,冬季增温显著,暖冬趋势明显;2)近51 a平原区降水以2.639 mm/10 a的速度增加,年际变化比较大,降水量的增加显著于温度的增加.流域山区年平均降水量以13.045 mm/10 a的速度增加,相关系数为0.387;3)温度和降水在平原区没有明显相关性,但在山区温度高时降水量大,温度低时降水量小,呈现明显的正相关;4)平原区温度和降水用Mann-kendall方法检验没有达到突变水平,山区温度在1997年发生了由低向高的突变,降水在1990年发生了由低向高的突变.     

1951—2014年淮河流域降水量时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月降水量数据为研究对象,运用线性趋势、累积距平、小波分析及空间分析等方法,分析了降水量时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年、春、夏和秋季降水量呈不显著减少趋势,冬季降水量则具有不显著增加趋势.(2)春、秋和冬季易发生旱涝灾害,夏季降水量变化控制年降水量变化.(3)年降水量具有准2a和6a振荡周期.(4)东南部年和四季降水量多于西北部,这与我国年和四季降水量分布模式一致.(5)空间上,年和四季降水量变率中,年和夏季最大,降水量减少区域呈半环状包围降水量增加区域;整个流域冬季降水量几乎没有变化.     

黄河流域降水序列变化的小波分析

采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料,在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上,采用墨西哥帽小波函数,对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替,表现出明显的周期特征,其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显,夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。     

广西南流江流域降雨侵蚀力时空变化特征

降雨是区域土壤侵蚀的主要动力因素之一,估算和分析降雨侵蚀力是区域水土流失治理与评价的基础工作。利用南流江流域内各气象站点1961—2006年的日雨量资料,基于日雨量模型估算降雨侵蚀力,并通过趋势分析、小波分析和Kriging空间插值法,定量分析广西沿海红壤区南流江流域降雨侵蚀力的时空变化特征与规律。结果显示,1961—2006年间,南流江流域年均降雨侵蚀力为13 935.5 MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1)·a~(-1),年均降雨量为1 712.8mm,降雨侵蚀力变化周期约为14a。各年际和时间段间变化差异不明显,降雨侵蚀力年内集中分布在夏季,占比达57.0%,冬季最小,占比3.8%;在空间上,降雨侵蚀力与降雨量分布格局相似,呈现从西南沿海向东北内陆递减的趋势,行政区划上以钦南区和合浦县最大,北流市和玉州区最小。研究结果可为南流江流域土壤侵蚀风险和生态修复治理等工作提供一定的科学依据。     

紫荆关流域降雨径流变化趋势的分析

为了探讨紫荆关流域降雨与径流变化的规律,采用Mann-Kendall秩次相关检验法对紫荆关流域1956~2005年长系列降雨、径流资料进行了分析,并给出了降雨变化对径流变化贡献程度的定量描述方法。结果表明:紫荆关流域年径流量有明显的下降趋势,年降雨量有下降的趋势,但不显著;年降雨量与年径流量有一致的变化趋势,且二者变化过程关系密切,降雨是影响径流变化的主要因素,其贡献程度达到了39.68%;由于受到非降雨因素的影响,二者的相关性随着年代的推移呈减弱的趋势变化。     

南流江全流域水质空间分布特征及年际变化

为了解南流江水质变化情况,本研究基于2016年、2019年和2020年共3年的南流江水质监测数据,运用水质标识指数法,探究南流江全流域的空间分布特征、年际变化特征及其变化原因。结果表明：南流江中上游的玉州区、福绵区、博白县的水质较差,主要污染因子为氨氮、总磷,这与南流江流域的禽畜养殖业及生活污水排放有关,但经过综合整治,南流江的水质趋于改善。本研究结果可为下一步南流江精细化治理提供数据支撑。     

用于手写字符识别的SA-ART神经网络模型

针对前馈 BP网络和 ART网络对手写字符识别的不足以及人的认知机制 ,在大量实践和理论分析的基础上 ,提出具有选择注意机制的 ART模型 SA- ART(Selective Attention-Adaptive Resonance Theory) .经实际检测 ,识别精度有明显提高 .     

联合经验模态分解与二次时频分布的参数识别方法

提出了联合经验模态分解和二次时频分布进行模态参数识别的方法.将多自由度系统的响应信号用经验模态分解法分解为单频率响应的振动信号,进而计算模态频率和阻尼;由单频率响应信号的二次时频分布及其与其它质点响应信号的互二次时频分布的比值来识别模态振型,并对一多自由度的线性系统进行了计算,结果表明该方法能较好地识别结构的模态参数,且抗噪声强.     

南海及周边地区对流活动的时空变化及其与长江流域夏季降水的遥相关

利用美国 NCEP 1 95 8～ 1 998年高斯网格月平均再分析的向外长波辐射 ( OLR)资料和中国国家气象中心的全国 1 60站 1 95 1～ 1 998年月平均降水资料 ,分析了南海及周边地区 (以下简称南海地区 ) ( 0°N～2 0°N,1 0 0°E～ 1 2 5°E)对流活动的时空变化及和长江流域夏季降水的遥相关关系。结果表明 :南海地区对流活动具有明显的季节转换特征 ,主要呈一致性的分布形势 ,具有多时间尺度的变化特征 ,不同时间尺度振动的周期显著性和强度存在明显的年际差异。SVD分析表明 ,南海地区夏季对流活动与中国长江流域夏季降水密切相关。     

降雨仿真中粒子分布区域模型的优化

粒子系统是实现大规模场景降雨仿真的一种有效方法;但实现过程中,无限制的扩大雨粒子区域势必导致内存消耗过大。为了有效控制粒子分布区域,引入景深的概念,约束粒子分布区域无限制的扩大;并根据环境亮度的变化调整粒子分布区域深度;再在基础的粒子分布区域模型上,提出三种改进的模型。通过试验模拟和分析对比,得到最优的模型。实验结果表明,改进后的最优模型,在保证雨效的同时有效缩减了冗余粒子分布区域,从而减少了雨粒子数量,实现了帧频的提高及降雨场景真实感的提升。     

广东5—9月降水的时空分布特征和类型

利用主分量分析方法对广东５～９月的降水量作了统计分析．结果将广东５～９月降水的空间分布分为全省性早（涝），西南涝（旱）东北旱（涝）等４种主要类型，前４种类型占该降水场总方差的６９％；广东５～９月旱涝在１９５４～１９６３年间出现频繁，旱涝共５次，而在１９６４～１９９０年间仅出现２次，且旱涝的出现往往是全省范围的