蚁群算法在黑河上游VIC模型参数校正中的应用

参数优选是水文模型应用过程中的一项基础性工作.蚁群算法结合了分布式计算和正反馈机制,是一种较容易理解和实现的元启发式算法,已在求解复杂组合问题中展示出优异的性能.本文将蚁群算法应用于黑河上游VIC模型的参数优选中,通过与SCE-UA算法对比,探究蚁群算法在VIC模型中的适用性.经过蚁群算法优选的VIC模型在率定期(2003—2006年)和验证期(2007—2008年)的Nash效率系数分别为0.62和0.65,结果优于SCE-UA算法模拟结果.通过对蚁群算法在应用过程中的参数设定进行初步探究,结果表明:当蚂蚁数目为60,信息素蒸发系数为0.2时,蚁群算法在黑河上游水文模拟中易获得较好的率定结果.研究结果显示:蚁群算法是一种有效的VIC模型参数优选方法,适宜在其他水文模型参数优化进行推广.     

淮南市水厂取水口水质指标预警研究

根据淮河淮南段河道水动力条件和污染物排放情况, 基于水环境模型模拟了淮南市取水口在不同季节水质指标的变化情况, 分析了出现污染事故时各水厂取水口的应急反应时间。结果表明, 在满足地表水三类水质标准条件下, 在枯水期和丰水期上游入口监测断面的水质指标要求分别为COD 27.5和21.0 mg/L, NH₃-N 0.65和0.97 mg/L, Ecoli 10490和10050个, TN 1.05和1.01 mg/L, TP 0.21和0.20 mg/L。上游入口污染负荷突然增加时污染物到达各取水口的应急反应时间不同, 其中最接近监测断面的李咀孜水厂在枯水期和丰水期分别为1.275和0.216天。研究成果可为淮南市水污染事故预警和应急反应提供决策支持。     

安庆沿江湿地湖泊水体富营养化综合评价

安庆沿江湿地保护区南临长江,占安徽省湖泊湿地面积的1/3,是目前长江中下游最大的湿地保护区。本研究通过实地调查采样分析,对安庆五大生态湖泊表层水体的总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(IMn)、叶绿素a(Chla)、透明度(SD)等指标进行分析,构建富营养化模型评价水质。结果表明:沿江湖泊湿地中白荡湖、菜子湖、嬉子湖达中营养化水平,石门湖达轻度富营养化水平。     

北江下游流域洪水预报模型

北江下游流域洪水预报模型干支流采用圣维南方程组的动力模型 ,差分基于Preissmann隐格式 ,用双扫描法求解。该模型考虑下游洪泛区分洪和崩堤两种特殊情况 ,能自然适合水流计算的边界条件 ,处理内边界条件简单 ,无须建立稀疏矩阵求解 ,存储量小 ,预报结果合理     

黑河生态调水前后中游 土地利用变化分析

水资源对干旱区土地的开发利用起着决定性作用,基于GIS的空间数据处理功能及数学统计分析功能,分析生态调水前后1986—2000年和2000—2005年2个时期黑河中游土地利用的动态变化.结果表明:调水前,耕地和城乡建设用地处于增加状态,调水后增速加快;调水前,林地、草地和未利用土地均处于减少状态,调水后,林地和草地减速有所缓解,未利用土地的减速增加;调水政策的实施使水域面积从减小趋势转变为增加趋势.实施黑河生态调水后,中游土地利用整体变化速度加快.调水前,土地利用变化的主导类型是耕地、草地和水域;调水后,土地利用变化的主导类型为耕地、未利用土地和草地.黑河中游土地资源的开发程度呈增加趋势,调水后比调水前发展速度快.     

黄河上游河川径流变化多时间尺度分析

应用小波变换理论,采用兰州站1919~1996年共78年间天然径流资料,研究黄河上游河川径流变化规律,分析不同时间尺度下的周期及突变点.小波方差检验表明,黄河上游径流变化的主要周期是22年,其次是15年、4年和37年,以22年的主要周期预测黄河上游1996年后直到2007年前后径流将处于偏枯期。     

沙河流域地表通量的定量遥感估算

地表通量遥感估算对植物长势监测、灾害监测和地区能量水循环研究具有重要的现实意义.本文选取北京市沙河流域2002-10-16和2003-04-07LandSat TM影像反演研究区春秋季地表特征参数和地表通量,结合地面观测资料,利用二层遥感模型对该地区的植被、土壤地表通量分别进行了遥感估算.结果表明,研究区地表能量平衡各分量具有明显的时空特征.春、秋季晴日植被通量和土壤通量的估算结果空间分布态势保持一致,植被通量略大于土壤分量,土壤通量的空间分异性更明显.     

鄱阳湖控制工程防洪作用的探讨

长江三峡工程建成及鄱阳湖区退田还湖工程完成后，若遇1954年型洪水，要控制湖口站水位22．50m，湖口附近地区的分洪量仍在95．7亿m^3以上，远大于原规划分洪量50亿m^3；若按规划分洪量50亿m^3控制，湖口站的最高洪水位将达23．07m，超过湖口站防洪水位22．50m，湖口附近长江干流和鄱阳湖区的防洪形势仍然十分严峻，说明兴建鄱阳湖控制工程是十分迫切和必要的。以充分发挥鄱阳湖对长江洪水调蓄功能为前提，拟定了“江湖两利”的防洪运行原则。1954、1995、1998年等各种典型大洪水的防洪计算表明，鄱阳湖控制工程建成后可使鄱阳湖内湖最高水位控制在21．50m以下，使长江湖口站水位不超过其防洪水位22．50m，并能解决湖口附近地区1954年洪水的超额分洪量问题，对于长江中下游和鄱阳湖区均有较大的防洪作用，可实现江湖两利的防洪目标，且具有发电、供水、血防、航运、水产、改善生态环境等巨大的社会经济效益。     

Linkage between winter sea surface temperature east of Australia and summer precipitation in the Yangtze River valley and a possible physical mechanism

The relationship between winter sea surface temperature (SST) east of Australia and summer precipitation in the Yangtze River valley and a possibly related physical mechanism were investigated using observation data. It is found that winter SST east of Australia is correlated positively to summer precipitation in the Yangtze River valley. When the SST east of Australia becomes warmer in winter, the western Pacific subtropical high and the East Asian westerly jet tend to shift southward the following summer, concurrent with low-level southwesterly anomalies over eastern China. These conditions favor precipitation increase in the Yangtze River valley, whereas the opposite conditions favor precipitation decrease. The influence of winter SST east of Australia on East Asian summer atmospheric circulations may occur in two ways. First, by an anomalous SST signal east of Australia in winter that persists through the following summer, thus affecting East Asian atmospheric circulations via the inter-hemispheric teleconnection. Second, when the SST east of Australia is warmer in winter, higher SST appears simultaneously in the southwest Indian Ocean and subsequently develops eastward by local air-sea interaction. As a result, the SST in the Maritime Continent increases in summer, which may lead to an anomalous change in East Asian summer atmospheric circulations through its impact on convection.     

长江上游生态安全的关键科学问题

长江上游生态安全在国家生态安全和国民经济社会中具有十分重要的和不可替代的作用和地位,但脆弱的生态环境与严重的水土流失、长期的植被破坏与生态系统功能持续下降、生物多样性丧失严重、水体污染加剧、频繁的自然灾害以及全球变化等正在威胁着该区的生态安全。因此,生态与增产增收双赢共建、水环境综合治理、生物多样性保育、生态补偿机制、全球变化减缓与适应及跨省(市)的大跨度多学科交叉整合研究被认为是构建长江上游生态安全屏障的最为关键的科学问题。