中国融合降水产品在太行山区的质量评估

山区地形复杂,气象站点稀少导致降水实测资料匮乏,卫星降水产品是实测资料的有效补充。以太行山区为研究区,采用国家气象站点观测降水为基准数据,通过连续评价指标(R、RMSE、RB)和分类统计指标(POD、FAR、CSI)对国家气象信息中心研制的中国区融合降水产品进行质量评估,并探讨海拔、坡度和坡向与产品表现的关系。结果表明:融合降水产品与地面实测数据之间有着良好的相关性(R>0.7),但相比原始产品相对偏差和均方根误差仍较大。在降水探测能力上,融合产品提升明显,全序列站点日降水命中率达到0.65,误报率为0.33,特别是对夏季降水的探测精度更高(POD=0.76,FAR=0.32,CSI=0.56)。海拔对融合前后的产品精度有显著(p<0.05)的影响,回归分析显示,在20°~30°的坡度范围存在产品表现的拐点,融合前后降水产品均在南坡表现较差。融合降水产品在经过地面观测数据的校正之后,降水产品精度和降水捕捉能力都有显著的提升,能够较为准确地反映太行山区的降水分布特征。     

滹沱河山区径流多尺度变化规律及影响因素研究

径流是反映流域气候及地理环境变化的重要指标,辨析其多尺度变化特征及影响因素,对于认识气候变化背景下流域水文情势变化规律及维护水资源安全具有重要意义。以滹沱河山区小觉流域和冶河流域为例,结合水文和气象数据,应用Mann-Kendall趋势分析、突变检验及Morlet小波函数等方法,分析两流域1960—2018年径流深趋势、突变、周期等多尺度变化特征,并利用相关分析与随机森林模型揭示了气温、降水、潜在蒸散发、叶面积指数对不同时段(汛期、非汛期)月径流深变化的相对重要性。研究结果表明：1960—2018年多年平均尺度上,冶河流域径流深(69.34 mm)大于小觉流域(39.07 mm),两流域年径流深均呈显著下降趋势,且冶河流域的下降速率(13.0 mm/10a)大于小觉流域的下降速率(8.7 mm/10a);在月和季节尺度上,两流域径流深也呈现显著下降趋势,尤其在夏季时段径流深下降趋势最快。小觉流域和冶河流域径流深分别在1981和1979年发生突变,且突变后径流深下降速率较突变前有所减缓,同时极端流量出现频率减少,其中8月份流量减小幅度最大。小觉流域的径流深主周期分别为15、8和5 a,冶...     

遗传编程在降雨径流模拟中的应用研究

针对降雨径流过程的复杂性,介绍了遗传编程的基本原理和方法,建立了王家厂水库流域不同输入变量情况下基于遗传编程的降雨径流模拟模型,讨论了遗传编程符号集和终止集对模拟精度的影响.结果表明,遗传编程可用于降雨径流模拟并可给出明确的降雨径流关系式,便于理解复杂的降雨径流过程.     

WPI指数及其在松辽流域的应用研究

本文针对水安全评价中涉及到的资源、环境、生态、社会、政治、经济等多方面因素难于量化的难题,介绍了一种国外用于反映水行业发展的监测指数(水贫穷指数——WPI指数),并结合松辽流域实际情况,在指数计算依据方面进行了改进,应用于松辽流域水安全评价。评价结果表明该指数基本能够清晰地说明影响流域水安全的各因素的威胁程度,并给出合理的各流域水安全分级。研究结果能够为制定水安全预警机制提供依据。     

三种广义互补蒸发估算公式在华北平原两熟制农田的验证

华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟制农田蒸发量的估算和分析对灌溉管理和区域气候变化的研究都具有重要的意义,基于广义互补原理的蒸发估算方法的适用性需要探讨。本文利用华北平原四个冬小麦-夏玉米两熟制农田通量站点数据,验证Brutsaert(2015)的基本式及Crago(2016)和Szilagyi(2017)的基于动态标度的线性和多项式公式的适用性。采用Penman初始风速函数时,设定 α=1.26三个公式都能较好地模拟实际蒸发量,其中Brutsaert的基本式表现最好。标度后的线性公式模拟效果优于标度后的多项式公式,且采用基于Monin-Obukhov相似理论的风速函数时,标度后的线性公式估算效果优于Brutsaert的基本式。公式中的参数α在小麦季、玉米季和间作期分别率定能提高公式的模拟效果,缩小不同公式模拟效果之间的差距。     

降水产流非线性驱动下坡地硝态氮产污过程试验

为正确认识坡地氮素流失过程,同时为降水产流非线性驱动下流域污染负荷模型的构建提供理论依据,研发自动化程度高、接近天然降雨的人工模拟降雨产流产污试验装置,试验研究不同降雨强度和前期土壤含水率条件对产流及近地表土壤中硝态氮溶出过程的影响,利用演绎推理法探讨近地表土壤中硝态氮溶出系数与降雨产流及土壤含水率的关系。结果表明：降雨强度越大,前期土壤含水率越高,产流量、累积产流量越大;产流量以幂函数形式随时间不断增加趋于稳定,同时,降雨初期地表产流中硝态氮负荷及累计负荷量也越大;后期随着产流量的增加而呈幂函数形式衰减,最终又随着产流量的稳定而趋于稳定;近地表土壤中硝态氮的溶出系数受控于降雨产流,同时与土壤湿度存在指数函数关系。探讨的降雨产流-溶出系数-土壤含水率的数值关系对模拟高时间分辨率降雨产流非线性驱动下坡地硝态氮产污过程具有一定的参考价值。     

CO2浓度升高对不同水分养分条件下小麦幼苗生长的影响--测试文章

设置了5个氮素浓度梯度（N₀、N₁、N₂、N₃、N₄）、3个PEG（P₀、P₁、P₂）浓度梯度以及2个CO₂浓度（370±50 μmol·mol^-1; 700±50 μmol·mol^-1）水平的盆栽试验,探究了小麦幼苗生长、物质积累与分配以及植株水分条件的变化规律。结果表明：小麦幼苗株高、地上部干重、根干重、生物量以及叶水势的最大值以及高浓度CO₂的最大刺激作用均出现在处理N₁P₀; 而根长和根冠比的最大值分别出现在处理N₀P₀和N₁P₂,高浓度CO₂的最大刺激值也分别出现在处理N₀P₀和N₁P₂; 适宜养分条件下,高浓度CO₂能够最大限度地促进小麦幼苗的生长,同时高浓度CO₂通过提高小麦幼苗叶水势,一定程度上缓解了低浓度PEG胁迫的不利影响。因此,未来CO₂浓度升高将对水肥条件好的小麦产生促进作用,可缓解轻度水分不足的不利影响,而对严重干旱胁迫下小麦的生长作用不明显。     

变化环境下清水河流域径流演变特征及驱动力

海河上游清水河流域地处我国北方半干旱半湿润过渡带,水资源短缺且生态环境极为脆弱,对气候变化和人类活动高度敏感。明晰变化环境下清水河流域的径流演变规律及气候变化和人类活动的贡献,对实现流域内水资源的可持续利用以及确保本流域作为首都地区生态屏障的功能定位具有重要的意义。根据清水河张家口水文站和啕来庙水文站近70年的实测径流资料,利用有序聚类分析、小波分析和双累积曲线等方法,系统分析了清水河流域径流演变特性及气候变化和人类活动的影响。结果表明:(1)近70年清水河流域径流呈显著减少趋势,径流深年均减少0.6mm;各月径流亦均呈显著减少趋势,其中以春夏两个汛期的减少最为显著;(2)径流在1979年前后发生突变,径流变化的第一、二主周期分别为27a、8a;(3)径流年内分布的不均匀程度明显增加,春汛(3月-4月)占全年径流总量的比例增加,而夏汛(7月-8月)占全年径流总量的比例则呈现减少态势;(4)双累积曲线分析结果表明径流演变的主要驱动因素为人类活动(89%)。     

雄安新区上游农业水足迹及其经济效益研究

量化作物单方耗水产生的经济效益对于通过经济手段调控农业用水具有重要意义。基于水足迹理论,以雄安新区上游为研究区,首先模拟了主要农作物的蓝水足迹和生产水足迹,并结合统计数据评估了作物的水足迹经济效益,最后通过调查数据对模拟值进行了评价。结果表明：2001-2016年研究区小麦、玉米、大豆、花生和棉花5种主要农作物的蓝水足迹在384～4 611 m³/hm²之间,生产水足迹在4 122～6 453 m³/hm²之间,蓝水足迹经济效益在1.15～19.29元/m³之间,生产水足迹经济效益在0.38～2.02元/m³之间;不同水文年型下作物的生产水足迹经济效益并没有显著的差别,但是蓝水足迹经济效益的差别较大,尤其是玉米和大豆作物;整体而言,研究区西部山区的水足迹经济效益低于东部平原地区;模型评估的水足迹经济效益与农户在实际生产过程中的数值有一定的差距,造成此现象的主要原因是水足迹的差异。     

青藏高原农村贫困家庭致贫原因探究

利用主成分分析法和多维贫困测量法,从家庭经营性收入、健康、教育、职业培训和耕地面积五方面分析该地区贫困农户致贫原因。结果表明,采用单维和多维相结合的方法更利于认知青藏高原致贫的因素。贫困人口发生率和贫困强度平均为1.99%和112.15%,受教育水平低是家庭贫困的主因。