环渤海低平原区土壤盐渍化风险的多元指示克立格评价

为定量评价制约环渤海低平原水土资源合理高效利用的盐渍化问题,综合运用非参数地质统计学的单元和多元指示克立格法（Indicator Kriging Method）对该区表层土壤（0～20cm）全盐量、地下水位埋深和矿化度进行空间变异性分析,并给出满足一定阈值条件的概率分布图。结果表明,采用指示克立格方法能够获得较为稳健的变异函数并可通过球状、指数模型进行拟合。环渤海低平原地下水矿化度大于2g／L、水位埋深小于3m以及土壤盐分含量大于lg／kg的概率分布呈一致性,自内陆平原廊坊-衡水-邢台-邯郸一线向东部滨海平原天津-沧州-东营-滨州一线依次增大,在东营和滨州的黄河三角洲地区尤为明显。盐渍化与次生盐渍化发生概率从内陆到滨海增大,土壤盐渍化的高概率区集中在黄河三角洲和天津、德州的小部分区域,其中受地下水位埋深影响下的盐渍化与次生盐化发生概率偏大。比较分析发现,在信息描述上多元指示克立格法更加有效。     

应用协同-泛克立格法估计地下水水位

在许多区域水资源水环境问题中，地下水流和水质的模拟往往采用数值方法，需给出各个节点的初始水位值以反映流场的初始状态.本文阐述了以容易获取的节点地表高程信息，作为协同区域化变量，用协同-泛克立格法进行地下水位估值的原理，并以河南省焦作市修武段地下水数值模拟分析区为例，说明了利用该方法时的实验变差函数获取方法.通过与未加入协同区域化变量地表高程的泛克立格法进行比较，证明本文建议的方法对松散多孔介质区域地下水位估值有更好的效果.     

泛克立格法在非平稳区域化变量下渗透系数研究中的应用及存在的问题

考虑水文地质参数在时空上有较强的变异性，运用正交多项式方法确定渗透系数的二次漂移式，进而确定出渗透系数剩余R（x）的变差函数γR（h），运用泛克立格法对渗透系数变异程度值进行了验证，结果表明非列线数据运用克立格法计算是符合工程要求的。     

土壤水盐空间变异性指示克立格阈值及其与有关函数的关系

本文以内蒙古河套灌区土壤水盐空间变异性为案例，分析了指示克立格(IK)法阈值与指示概率函数和指示变异函数的关系。探讨了指示阈值的选择原则。认为从提高概率预测精度考虑，水分指示阈值应选择低于中位数的偏小阈值；盐分指示阈值应选择高于中位数的偏大阈值。通过单阈值IK法与普通克立格(OK)法、反距离加权平均法的估计效果比较，发现单阈值IK法可用于具有一定风险条件下的区域性土壤水盐空间插值，该法无需处理特异值，可直接进行估计，估值效果明显优于传统反距离加权平均法，对OK法的平滑效应也有一定改进。     

应用协同—泛克立格法估计地下水水位

在许多区域水资源水环境问题中，地下水流和水质的模拟往往采用数值方法，需给出各个节点的初始一值以反映流场的初始状态。本文阐述了以容易获取的节点地表高程信息，作为协同区域化变量，用协同－泛克立格法进行地下水位估值的，并以河南省焦作市修武段地下水数值模拟分析为例，说明了利用该方法时的实验变差函数获取方法。     

空间插值方法在绘制降水量等值线中的应用

以绘制湖南邵阳地区 2 0 0 0年年降水量等值线为例 ,介绍距离倒数加权法、最小曲率法、三角剖分线性插值法、克立格法这 4种常用空间插值方法的原理 ,对其优缺点及适用范围进行比较 .应用实例表明 ,用克立格法的插值结果绘出的等值线美观且接近实际 ,认为克立格法是适用于邵阳地区降水量空间插值的方法     

非平稳区域化变量克立格插值方法的比较

为了减少非平稳区域化变量的插值计算的工作量,以中国中东部地区59站1960~2000年的年平均降水量为数据源,采用普通克立格法与泛克立格法两种方法对降雨量进行空间插值,对其插值结果进行比较。结果表明,两者的插值结果非常相似,且前者的插值精度略优于后者。认为在无需详细了解变量的空间变异性情况,而只进行空间插值研究时,用普通克立格法代替泛克立格法进行非平稳区域化变量的空间插值具有计算简单、无需确定漂移等优点,同时可以取得较好的插值效果。     

区域水土资源复合系统风险分析研究初探

区域水土资源复合系统风险已经成为制约水土资源供需和生态环境发展的关键因素,对其进行准确的分析与评价,可以为区域水土资源的可持续利用和相关研究人员的评价分析提供科学的决策依据。对区域水土资源复合系统风险的计算模型和指标体系的研究进展进行了综合分析,探讨了目前研究中存在的主要问题和今后的研究方向,为区域水土资源复合系统风险的进一步研究提供参考。     

地下水污染物浓度空间最优估值方法的实验模拟

通过二维水动力弥散实验,模拟地下水污染物的运移过程,并选取反距离平方加权法、趋势面法、普通克立格法和方位-分维法对实验数据进行估值效果的比较。在实验尺度下的比较结果表明,普通克立格法是研究地下水污染物浓度空间分布的最优估值方法。     

浑河冲洪积扇土壤硝酸盐污染特征及相关因素分析

土壤硝酸盐是地下水硝酸盐的重要来源,因此土壤硝酸盐特征研究对于土壤和地下水污染控制与修复具有重要意义。为了探讨沈阳浑河冲洪积扇硝酸盐污染特征,在浑河洪积扇横跨浑河设计了5个监测断面、50个取样点,每个取样点按0.8m进行了垂向深度取样和硝酸盐测定。随后,利用Hazen概率曲线确定了浑河冲洪积扇土壤硝酸盐含量的标准值,采用单因子指数法和内梅罗污染指数评价法,对不同断面和不同深度土壤硝酸盐的污染特征进行了分析,并将区域污染特征与区域土地利用类型、区域有机质含量进行关联分析,判定其对硝酸盐污染的影响。研究结果显示,本区硝酸盐浓度标准值约为2.58mg/kg;区域硝酸盐中度污染;排污河的存在、区域土地利用类型和区域有机质含量对区域硝酸盐污染关系密切,在分析硝酸盐污染过程中应予以重点考虑。     

基于地统计学的柬埔寨年降水量数据空间插值

为了更好地分析区域水资源量、水文平衡及灌溉需水量,需要对降水的时空分布进行定量分析。由于气象站点布设的局限性,针对资料短缺地区的空间插值就显得尤为重要。以柬埔寨的20个气象站降水数据为插值实验样本,研究基于Arc GIS的空间插值和分析功能,探讨普通克里金、简单克里金、析取克里金及经验贝叶斯克里金法等4种地统计学插值法的优劣及其适用性。通过插值误差分析来检验插值精度,并模拟年降水量的空间分布图来进行比较分析,结果表明经验贝叶斯克里金插值法最优。研究结果可为资料短缺地区降水量空间插值提供参考。     

地下水位的空间最优估计

对于许多区域水资源问题 ,用数值方法进行地下水水流模拟时 ,需要给出每个节点上地下水位值。本文着重阐述了地质统计学的基本原理和克立格方法及其在地下水位估值中的应用 ,指出泛克立格方法是进行地下水位估值的空间最优估计方法     

协方差矩阵上-下三角分解法在区域土壤水盐条件模拟的应用

本文运用协方差矩阵的上-下三角分解法对黄河河套平原上土壤水盐的空间变异性进行了条件模拟，利用55个大网格的规则采样点模拟了小尺度待估点的土壤水盐含量，模拟结果的空间分布趋势、半变异函数以及其统计特征值与普通kriging的相应估计值进行了比较。结果表明，kriging估计结果大大缩小了实测值的变异系数具有明显的平滑效应，为条件模拟的变异系数则接近于实测值，能够很好的保持土壤水盐含量的空间结构；多个条件模拟能给出土壤特性的一个波动范围及极端值。这一效果对改造中低产田、提高灌溉效率和水土资源的监测和管理决策都十分重要。由于协方差矩阵的上-下分解法避免了常用的条件模拟实现法中转向带法和傅立叶转换法的一些缺陷，其理论简单，约束条件少，可将模拟和条件化同时进行。本文的研究说明该方法应用于水土科学是可行的。     

土壤水分空间变异的套合结构模型及区域信息估值

本文运用线性地质统计理论，确定研究区域的半变异函数二维平面结构为带状各向异性套合结构模型，给出土壤水分区域估值合理采样数，将Ｋｒｉｇｉｎｇ最优内插无偏估计法扩展为待估域的土壤水分含量外延估计，通过模糊聚类分析，绘制区域土壤水分含量的信息分布图，可为灌区水资源的计算机管理及灌区土壤水分监测预报提供依据。     

区域墒情特征的研究

本文基于地质统计学和空间分析知识，对北京通州区域内土壤水分的分布特征、空间变化趋势、空间相关和各向异性等根据土壤墒情调查数据进行分析。结果表明：区域土壤含水量的分布符合对数正态分布规律，其变化有全局趋势，空间上存在方向性，并且有各向异性，不同深度的土壤含水量存在层与层之间的共线性。最后，在ArcGIS上采用普通克里格法生成了北京市通州区旱情形势图，为开展旱情监测、固定监测站点建设、预测预报研究以及科学指导抗旱提供依据。     

Spatial Analysis of Monthly and Annual Precipitation Trends in Turkey

Global climate change could have important effects on various environmental variables in many countries around the world. Changes in precipitation regime directly affect water resources management. So that, it is important to analyze the changes in the spatial and temporal rainfall pattern in order to improve water resources management policies. For this reason, non-parametric Mann-Kendall rank correlation test is used in order to examine the existence of trends in annual and monthly rainfall distribution. To understand the regional differences of precipitation in Turkey, the detected trends are spatially interpolated using geostatistical techniques in a GIS environment. The main objective of this paper is to evaluate three interpolation methods, concerning their suitability for spatial prediction of temporal trends of Turkey’s monthly and annual rainfall data. The study used a dense and homogeneous monthly precipitation database comprising 120 rain-gauge stations over a 32 years testing period of 1975–2009. The results conclusively show that significant positive trends are both infrequent and found only in outlying stations during March, April and October. In order to estimate and characterize the magnitude of observed changes at unmeasured locations, Ordinary Kriging, Inverse Distance Weighted and Completely Regularized Spline interpolation methods were employed and compared. A comparative analysis of interpolation techniques shows that Ordinary Kriging with having RMSE of 0.148 is the best choice. This is followed by Inverse Distance Weighted (RMSE 0.151), and Splines (RMSE 0.152). Cross validation of the results shows the largest over prediction at Kars rainfall station and largest under prediction at Burdur station. Upon for the examination of the cross-validation and spatial error clustering results, the Ordinary Kriging method was concluded to be the best algorithm in the interpolation process.     

蓄水容量曲线设定分布式霍顿模型土壤含水量初值

分布式水文模型对土壤含水量的空间描述能力对土壤墒情模拟、分布式输出等具有重要的意义。但分布式水文模型的土壤含水量空间分布计算,需耗费大量的计算资源。为了提高分布式模型的计算效率,从定性的理论分析和定量的数据比对2个方面,证明蓄水容量曲线和分布式模型中逐单元土壤含水量序列的相关关系,并建立了二者之间的转换公式,据此可以将面平均的土壤含水量转换为空间分布的土壤含水量。用离散蓄水容量曲线法设置分布式模型的土壤含水量初值,并与传统模型预热法进行比较,结果表明两种方法得到的土壤含水量空间分布总体趋势完全一致,次洪模拟效果相同,并且节省了大量的计算资源,极大地提高了分布式模型的计算效率。     

滴灌施肥灌溉的水氮运移数学模拟及试验验证

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程，建立了不同土壤中地表滴灌施硝酸铵（NH4NO3）时水分和硝态氮运移的数学模型及边界条件。利用商业化软件HYDRUS-2D对模型进行了求解。为了验证所建立的模型，分别在壤土和砂土两种土壤上进行了不同滴头流量、灌水量和肥液浓度下的湿润距离、土壤含水率和硝态氮分布试验。模拟结果与试验数据的对比表明，利用HYDRUS-2D求解所建立的模型得到的湿润距离随时问的变化过程、土壤含水率和硝态氮分布与实测值吻合良好。因此，HYDRUS-2D软件可以作为预测滴灌施肥灌溉条件下水分和氮素在土壤中运移的有效工具。     

Spatial Distribution of Rainfall in Indian Himalayas – A Case Study of Uttarakhand Region

Continuous rainfall data in grid format are required to run models for hydrological and agricultural research as well as water resources planning and management. The present work attempts to prepare a normal annual rainfall map in Himalayan region of India lying in Uttarakhand state at 1 km spatial resolution which currently is not available. In the region, India Meteorological Department maintains observatories/raingauge stations and data from 44 stations were used in this study. A comparative analysis of interpolation techniques like Inverse Distance Weighted, Polynomial, Splines, Ordinary Kriging and Universal Kriging shows that Universal Kriging with hole-effect model and natural logarithmic transformation with constant trend having Root Mean Square Error (RMSE) of 328.7 is the best choice. This is followed by Ordinary Kriging (RMSE 329.1), Splines (RMSE 392.4), Inverse Distance Weighted (RMSE 409.8) and Polynomial Interpolation (RMSE 418.5). Cross validation of the results shows the largest over prediction at Tehri rainfall station (62.5%) and largest under prediction at Nainital station (−36.5%). Physiographic zone wise, the least errors occur in the plains and the largest in the Great Himalayas. The spatial average rainfalls are 1,472 mm for Terai/Bhabar, 1,782 mm for the Shivalik ranges, 1,591 mm for the Lesser Himalayas and 1,635 mm for the Great Himalayan region. The mean areal rainfall in the region is 1,608 mm.