简介:分布式水文模型的模拟精度受空间参数精度的影响。提升空间参数精度能较为精准描述流域空间特征,也会使空间数据量冗增,甚至影响模型运行效率。以分布式水文模型SWAT为例,分析DEM、子流域划分、土地利用、土壤、降水站点等空间数据精度对模型模拟精度的影响。结果表明:1)对不同对象(流量、泥沙、营养元素等)进行模拟时,大多数空间数据分辨率阈值不同,分辨率超出阈值可能降低模型模拟的精度;2)DEM分辨率降低,泥沙和总磷(TP)模拟结果的相对误差明显增加,而流量和硝态氮(NO3-N)模拟结果变化极小;3)DEM分辨率达到一定精度后,进一步提高并不会使地表径流模拟精度得到改善,低分辨率DEM获得的坡度较小,这会降低模型对流量的模拟,模拟的洪峰径流产生滞后现象;4)子流域划分对流域产流模拟影响较小,而对产沙模拟影响较大。子流域和水文响应单元的划分数量对流域上游产沙量影响较大,而对流域出口处泥沙荷载影响较小;5)土地利用和土壤图精度主要通过影响模型中HRU生成的数量而影响模拟结果;6)地表径流模拟上,能够体现对地表径流贡献较大的局地降水事件的分布式的降水数据要比利用气象站点获得的降水数据模拟结果的精度要高。研究结果可以为今后模型开发、利用、改进提供参考,提高模型模拟的精度。
简介:利用野外试验小区观测与人工模拟降雨资料,在定量分析羊道沟小流域坡面—沟坡—沟道侵蚀产沙关系基础上,建立了羊道沟小流域侵蚀产沙模型。借助GIS技术,将王家沟小流域划分为40个沟间地、40个沟坡地及它们组成的40个子流域和一个输水输沙通道。通过对比分析每个子流域降雨、地貌、治理、植被覆盖、耕作措施和土壤6个主要侵蚀产沙影响因子与羊道沟小流域各因子的关系,得到王家沟各子流域相对于羊道沟小流域侵蚀产沙模型相应参数的修正系数,结合王家沟流域主沟道泥沙输移关系,建立了王家沟流域次降雨分布式侵蚀产沙模型。利用王家沟流域1963-1968年22次天然降雨资料,对模型进行检验,结果较为理想,预测精度达到55%。
简介:137Cs示踪技术是土壤侵蚀研究的一种重要方法,目前已得到广泛应用。准确的137Cs本底值是运用该技术开展研究的基础。为了获取区域高空间分辨率137Cs本底值数据,作者基于147个气象站点的实测数据和Walling&He的137Cs本底值计算模型,运用主成分分析(PCA)和地理加权回归克里格(GWRK)相结合的方法,预测四川省137Cs本底值的空间分布。结果表明:1)应用PCA法可在保留大部分原始信息的同时,有效地消除变量间的多重共线性,为后续的回归分析与空间插值奠定基础;2)GWRK插值法综合考虑了降水、空间位置等多个影响因素及其对137Cs本底值影响的空间非平稳性,相对于传统的普通克里格和全局回归克里格插值法具有更高的预测精度,且较准确地表达局部区域137Cs本底值空间分布的细节信息;3)以实测数据为基础、基于GIS技术的空间插值方法是获取区域高分辨率137Cs本底值空间数据的可行途径。本研究有效地揭示137Cs本底值的空间分布规律及不同因素对其影响,为运用137Cs示踪技术开展土壤侵蚀研究、水土流失治理等工作提供基础数据和技术支持。
简介:TOPMODEL(TopographyMODEL)为一半分布水文模式,是由英国兹里大学的Beven及Kirkby于1979年所发展,可以数学方式表示水文循环过程的模式,其概念简单、参数少、操作方便,近年来模式不断修正改进,更可与数值高程模型与地理资讯系统相配合,因此已受到国内外学者的青睐而广泛使用。TOPMODEL的应用范围甚广,由文献中得知其应用领域包括:模式评估、气候水文、原理探讨、网格分析与灾害预测等。本文介绍了TOPMODEL模式的原理与应用,并收集相关的文献(2001—2010年),就研究现况予以统计分析,为日后应用此模式相关研究提供参考。
简介:土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分重要作用。SVAT模型经过“水桶”模型、生物物理学模型以及生物化学模型3个阶段约半个世纪的发展,已由最初的单层模型发展到双层模型、多层模型,取得了很大的进展。该文总结了SVAT模型主要水热过程的参数化方案,模型的应用研究、比较以及参数化方案的改进,并提出下垫面不均匀性、模型的简化、模型的全面性、模型的验证和比较等亟待进一步改进和完善的问题。
简介:为掌握山东省日照市降雨侵蚀力时空分布特征,提髙日照市水土保持规划与决策的科学性,利用日照市水利局雨量遥测系统61个雨量站点2005—2014年日降雨资料计算降雨侵蚀力,并运用Excel2013、ArcGIS10等工具分析日照市降雨侵蚀力的时空分布特征。结果表明:1)从年度变化来看,日照市站均年度降雨侵蚀力最大值(2008年)是最小值(2014年)的2.90倍,站均汛期降雨侵蚀力最大值(2007年)是最小值(2014年)的3.74倍。从月度变化来看,降雨侵蚀力主要集中在5—9月,尤其集中在7—8月。2)从空间分布来看,各站点年均降雨侵蚀力、汛期降雨侵蚀力呈现东南沿海地区较髙、内陆地区较低、中部地区最低的特征,变化范围分别在2942.07~4921.45、2694.36~3921.78MJ.mm/(hm2.h.a)之间,分区县看,岚山区最髙,东港区次之,莒县和五莲县较低;各月的降雨侵蚀力重点也不尽相同。3)从时间变异来看,站均年度降雨侵蚀力变化范围在1831.55~5306.12MJ‘mm/(hm2‘h.a)之间,均值、中值分别为3826.01、4053.62MJ.mm/(hm2.h.a),标准差1089.46MJ.mm/(hm2.h.a),变异系数28.48%c;站均月度降雨侵蚀力变化范围在1.23~1171.93MJ.mm/(hm2.h.a)之间,均值、中值分别为318.83、61.51MJ.mm/(hm2.h.a),标准差397.99MJ.mm/(hm2.h.a),变异系数124.83%c。4)从空间变异来看,各站年均降雨侵蚀力变化范围在2755.23~5061.15MJ.mm/(hm2.h.a)之间,均值、中值分别为3826.01、3730.97MJ.mm/(hm2.h.a),标准差512.81MJ.mm/(hm2.h.a),变异系数13.40%c。本研究结果可为日照市水土保持规划与决策、土壤侵蚀预报等提供参考。
简介:采用土柱法对黄浦江源区—浙江省安吉县主要植被类型林木细根分布特征进行了研究,结果表明:不同植被类型细根分布有较大差异,茶园、毛竹林、灌木林的根长、根表面积都要明显高于其他几种植被类型,而落阔林的根体积最大,常阔林的根重最大;细根随土层深度的增加而减少,林地细根主要分布在0-40cm土层。草地主要分布在0-30cm土层,这对抵抗径流侵蚀、保持水土资源具有重要意义;各样地根长均以〈0.5mm径级的根长含量最高,0.5-1mm径级次之,而2-5mm径级的最少。根系体积和根重具有相同的分布趋势。大小顺序均为:2—5mm〉1—2mm〉0.5-1mm〉0.5mm,与根长的分布状况正好相反。不同径级根表面积分布差异较大。
简介:以沂蒙山区88个雨量站点1980—2010年日降水数据为基础,采用普通克里格法和回归克里格法对多年平均降雨侵蚀力进行空间插值预测,分析评价不同空间插值方法预测结果的精度及差异性,掌握沂蒙山区降雨侵蚀力及空间分布特征。结果表明:1)2种方法降雨侵蚀力插值结果空间分布规律一致,但回归克里格法对局部变异性描述更为精确;回归克里格法降雨侵蚀力预测值与实算值接近,降雨侵蚀力预测相对精度较普通克里格法提高53.64%。2)沂蒙山区降雨侵蚀力最大值为5438.22MJ·mm/(hm^2·h·a),最小值3033.23MJ·mm/(hm^2·h·a),均值4133.92MJ·mm/(hm^2·h·a);半方差函数分析显示,年均汛期降雨量和年均侵蚀性降雨量是影响降雨侵蚀力空间变异的主要因素。3)沂蒙山区降雨侵蚀力空间分布上遵循从南向西北和东北2个方向逐渐递减的特征,降雨侵蚀力在沂蒙山区空间分布上属中等变异,但在县域尺度空间分布上呈弱变异(邹城除外)。
简介:随着人类活动的加剧和气候变化,黄河流域水沙特性也发生了变化。为了解黄河流域产流和产沙的变化过程,通过引入区域径流深和区域输沙模数等参数,根据黄河流域主要水文站1950—2015年以来的实测水沙资料,利用Mann-Kendall统计检验法和水文量累积曲线法,深入研究黄河流域产流侵蚀过程和空间分布的变异特点。结果显示:黄河流域除唐乃亥站无明显趋势变化外,其他干流水文站和11条支流水文站的径流深和输沙模数大都以指数形式呈显著减少趋势,表明黄河流域产流产沙能力减弱。黄河上游水文站多年平均径流深和区域径流深较大,为主要产流区;中游水文站多年平均输沙模数和区域输沙模数较大,为主要产沙区;下游多年平均区域径流深和输沙模数均为负值,为水沙主要消耗区。黄河流域水沙异源现象仍然存在,但有减弱趋势。
简介:为了研究复杂地形下的太阳直接辐射规律,以北京市房山区黄院村采石场为典型代表区域,综合运用影像全站仪技术和ViewGIS3.0软件计算得到该区域的太阳直接辐射量,同时通过实地调查观测对直接辐射模型的精度进行检验(误差仅为4.1%),并对坡度、坡向等地形因素对太阳直接辐射的影响进行研究.结果表明:1)各观测点的误差在一天当中都表现出了相同的变化趋势,即早晚误差大,中午相对较为平稳,且趋近于0,表明该模型在太阳高度角较大时,能更准确反映真实的太阳直接辐射值.2)阳坡直接辐射量随坡度的增大先增大后减小,临界点与太阳高度角余角基本一致;阴坡直接辐射量随坡度的增大而减小.3)不同季节太阳直接辐射量受坡向影响程度不同,冬季受坡向影响最大,秋季和春节次之,夏季最小.
简介:土壤侵蚀过程复杂,很难直接应用土壤侵蚀预报方程进行定量计算。作为一种新的机器学习算法,支持向量机在样本有限的情况下,采用结构风险最小化准则,把学习问题转化为一个二次规划问题,从而得到唯一的全局最优解。首次尝试将最小二乘支持向量机技术用于土壤侵蚀预测,并与BP神经网络的方法进行了对比,取得了较好的预测精度。