白马关流域洪水模拟及参数优化研究

为提高山区洪水的模拟精度,以北京市密云区白马关流域为例,采用分布式水文水动力模型(HH模型)模拟2017～2022年降雨—径流过程,选取6场典型场次洪水,利用ε-NSGAⅡ多目标优化算法对HH模型的关键参数进行优化。结果表明,率定场次洪水的纳什系数介于0.89～0.96之间,洪峰流量误差达20%以内,洪量误差达15%以内,峰现时差在1 h以内;验证场次洪水的纳什系数介于0.81～0.92之间,洪峰流量误差达20%以内,洪量误差达10%以内,峰现时差在1 h以内,HH模型参数优化后对白马关流域场次洪水的模拟效果较好。最后提出了适用于白马关流域洪水模拟的关键参数阈值范围,为当地山区水文模拟参数优化提供了科学的理论依据。     

滴灌条件下干旱区农田水盐运移及调控研究进展与展望

以滴灌为代表的节水灌溉技术在我国干旱区大面积推广应用,提高了水肥利用效率,也改变了农田水盐运移模式。一方面,地下水位下降,土壤水与地下水之间的联系减弱,减少了潜水蒸发带来的盐分,使得土壤盐碱化减轻;另一方面,由于缺乏洗盐水量,导致积累在土壤表层的盐分不能及时淋洗入深层,表层土壤盐碱化加重。本文通过回顾滴灌技术在干旱区的应用和研究,系统分析了滴灌条件下干旱区农田土壤水盐运移特点和盐分累积规律,概括了不同作物的水盐响应特征,总结了不同滴灌条件下的土壤水盐数值模型,归纳了目前常用的土壤水盐调控方法。在此基础上提出了需要进一步研究的问题和方向,包括:进一步揭示滴灌条件下土壤水盐运移及累积特征,科学制定农田水盐调控方案;进一步揭示作物水盐耦合响应动力学机制,科学确定调控阈值;发展具有我国自主知识产权的水盐运移和作物生长耦合模拟软件;构建基于生态格局的农田排水和区域盐分处置模式。     

干旱区膜下滴灌农田土壤盐分非生育期淋洗和多年动态

膜下滴灌土壤盐分在生育期和非生育期的累积与淋洗,共同决定了土壤的盐碱化趋势,影响着当地农业的可持续发展。为分析长期膜下滴灌土壤盐分多年动态,于2008—2013年在中国西北干旱区的清华大学-库尔勒生态水文实验基地开展了棉田实验,采集和化验了15 000余个土壤样本,结合SHAW模型模拟,探讨了非生育期冬春灌方式的盐分淋洗效果;基于长期连续观测及理论分析,评估了区域盐碱化趋势。结果表明:冬灌和春灌的盐分淋洗作用明显,冬灌盐分淋洗深度大致为60 cm,效果优于春灌。若膜下滴灌条件下综合采用非生育期冬灌或春灌洗盐,在多年尺度上土壤根区盐分不会出现明显累积,土壤盐碱化趋势可以得到控制。     

半参数回归模型的泛补偿最小二乘估计

本文首先提出泛补偿最小二乘法：接着,使用该法考虑半参数回归模型,得到了参数及非参数的估计。然后,将泛补偿最小二乘法与补偿最小二乘法进行了比较;最后用模拟的算例说明了该方法的有效性。     

基于土壤水动力学的洪水预报模型及其在无定河流域的应用

由于暴雨洪水发生次数少、观测资料不足、产汇流过程复杂等原因,干旱半干旱地区中小河流的洪水预报一直是我国水文预报业务的难点之一。基于土壤水动力学理论计算土壤入渗和地表产流过程,开发了具有物理机制的坡面产流模型;通过搭配中国洪水预报系统的坡面汇流模型,构建了陕西无定河支流大理河的洪水预报方案,以"2017.7.26"暴雨洪水为例进行了典型研究,并分析了降雨输入的时间步长对洪水模拟的影响。结果表明,基于土壤水动力学的坡面产流模型在无定河流域具有良好的应用潜力,但是在应用过程中要特别注意提高雨水情信息的时空分辨率,对于以超渗产流为主、洪水陡涨陡落的北方中小河流,建议采用1 h或者30 min尺度的降雨资料及时间步长进行洪水计算。     

半参数回归模型拟极大似然估计的弱相合性

本文考虑一类固定设计的半参数回归模型,其误差为一阶自回归时间序列。用权函数及拟极大似然估计方法得到了一些参数及非参数的拟极大似然估计量,在适当的条件下,研究了它们的弱相合性,从而丰富了该类半参数回归模型的估计理论与方法。     

遥感植被物候识别中逻辑斯蒂模型的适用性研究

气候变化引起的物候变化对陆地生态系统和水文循环等都有重要的影响,基于遥感数据的植被物候识别模型是当前区域物候研究的重要手段。本文基于小波分析方法,以内蒙古高原地区的草地物候为研究对象,利用遥感数据和气象数据,分析遥感植被物候识别中逻辑斯蒂模型的适用范围。研究表明,在干燥指标(HAI)大于3的地方,植被的物候周期会被干旱扰乱,不再满足逻辑斯蒂模型的假设,这种气候条件的地区不适宜使用逻辑斯蒂模型来对植被物候进行识别;在干燥指数(HAI)大于2小于3的地方,植被生长过程在部分年份受干旱干扰,在应用逻辑斯蒂模型前须对植被生长过程进行检验。     

渭河径流对LUCC和气候波动的响应研究

40年来渭河流域降水量和产流量持续下降,20世纪90年代与80年代相比,年均降水量减少了14.86%,年均径流深减少了42.4%.基于分布式水文模型SWAT的研究表明:气候波动对年均流量变化的贡献率约为85%,LUCC对年均流量变化的贡献率约为15%;非汛期流量的变化,气候波动的贡献率约为70%,LUCC的贡献率约为30%.     

南水北调来水条件下北京市多水源联合调度模型研究

2014年南水北调中线工程引水进京后,北京将形成外调水、当地地表水和地下水多水源联合供水的格局,其中外调水是由南水北调中线工程整体调度后确定的,其水量和水质对北京市供水调度有重要影响。本文以北京市多水源供水环路为研究区域,以充分保证供水和弃水量最小为调度目标,建立多水源联合调度模型,采用南水北调中线多年设计来水系列对供水系统进行调度,给出北京市以日为尺度水资源调度结果,环路各处流量、水压等动态变化情况及各个水厂的水资源配置情况。结果表明,通过优化方法确定的调度规则可以使模型达到不弃水不缺水的调度目标;在平水年即南水北调来水量为11.9亿m3时,2014年需水水平下反向调入密云水库约1.65亿m3。不同典型年下,供水环路南水北调来水和本地水源同时供水时间达1~100 d。供水环路中南干渠沿线水厂和九厂发生南北水源同时供水天数较多,需要防范水源混合可能带来的水质风险。     

误差为AANA序列的部分线性模型的弱相合性

研究误差为渐近几乎负相依序列的部分线性模型的性质.利用最小二乘法和非参数加权的估计方法,得到参数、非参数和误差方差的估计,并在合适的条件下得到这些估计量的弱相合性,推广了误差为负相依序列的部分线性模型的相关结论.