大同北部地区土壤水分入渗过程预报模型研究

以山西省大同北部地区的大量田间入渗试验为基础,选择常规土壤物理量作为预测自变量,应用多元线性回归模型预测大田土壤入渗能力及其入渗模型参数,同时研究基于上述预测结果的土壤水分入渗过程的模拟方法。     

基于气象因子的土壤含水量模拟研究

根据山西省1970—2012年土壤墒情和气象资料,构建了基于气象因子的多元线性回归、BP神经网络和多元非线性回归3种随机性模型,分析不同深度土层含水量的拟合效果,并采用相关系数与相对误差评估模型的模拟精度。结果表明：BP神经网络模型的模拟精度优于多元线性回归模型,均对10 cm土层拟合较好。可为研究土壤含水量资料同化提供一种新的借鉴,结合气象部门未来气象因子的中短期预报,对未来土壤含水量进行预报,以指导农作物灌溉管理。     

丹江口水库蒸发量与气象因子关系分析

为研究丹江口水库水面蒸发量与不同气象因子之间的关系,采用灰色关联分析方法对影响水面蒸发量的主要气象因子进行统计分析,并建立多元线性回归模型.研究结果表明:①丹江口水库蒸发站气象因子对水面蒸发量影响大小顺序为:降水量>日照>水温>水汽压>气温>相对湿度>风速>气压;②采用多元线性回归模型进行蒸发的模拟计算具有较好的精度....     

水文气象因子对藻华爆发的影响

水文过程与气象因子在湖泊富营养化及藻华爆发的过程中起着决定性的作用.研究了温度、光照、水动力等水文、气象条件对藻类生长的影响,从而找出控制藻类生长的关键因素和相关参数.     

基于多元线性回归对地下水水位的预测 ——以山西定襄县平原区为例

通过对定襄县平原区地下水动态资料的分析,掌握地下水动态变化规律,建立降水量、开采量、年末水位的多元线性回归方程,并对方程的拟合效果进行检验,对地下水水位的变化趋势进行预测,为最严格水资源管理、地下水水位严格控制及地下水管控指标的确定提供科学依据.     

山西临汾麦田土壤水分动态模拟研究

田间土壤水变化的概念性模型包括根区土体水量平衡、根区下界面水分通量和作物蒸发蒸腾量等模型。根据山西临汾灌溉试验站2009年与2010年冬小麦试验资料,采用田间试验与理论分析相结合的方法,利用作物蒸发蒸腾模型、根区下界面水分通量模型进行了麦田土壤水分动态模拟。结果表明:田间土壤水分变化概念性模型计算的麦田土壤储水量与实测值有较好的一致性,模拟计算值和实测值的相关系数为0.958 7,拟合精度和预测精度均较高,相对误差为4%～12%。     

基于多元非线性回归与BP神经网络模型对土壤水分蒸发量的预测

为探讨农田小气候中各种因素(温度、湿度、光合有效辐射、环境梯度)对土壤水分蒸发量的影响,以河海大学江宁校区节水园区的壤土作为研究对象,根据2020年9-11月期间每30 min测定一次的数据资料,利用多元非线性回归与BP神经网络算法对其进行预测.结果表明,多元非线性回归与BP神经网络均可以较好地得到预测结果;相比之下,...     

基于灰色动态模型的碾压混凝土温度特性分析

以江垭碾压混凝土坝为例,根据实际监测数据,在原始数据1-AGO基础上,对影响坝体混凝土温度的主要因素进行了关联度分析,建立了大坝混凝土温度与各相关因素的灰色动态GM(1,N)模型,通过模型逐点残差分析表明,所建模型合理,模拟程度较好,可用于大体积碾压混凝土的温度特性分析。     

北京工业需水量的多元回归分析及预测

用多元线性回归分析的方法 ,对北京工业需水量的影响因素进行分析 ,通过定量和定性的分析方法确定最终预测方程 ,并应用预测方程对 2 0 10年北京工业需水量进行了预测     

葡萄根系分区交替滴灌的土壤水分动态模拟

在根系分区交替滴灌土壤水分动态和根系分布试验观测的基础上,提出了葡萄二维根系吸水模型,并确定了与土壤表层含水率有关的棵间土壤蒸发方程,然后在土壤水分运动基本方程的基础上结合交替滴灌的入渗特性,建立了根系分区交替滴灌的土壤水分动态模型(APRI-Model),模型考虑了该种灌水方式下棵间土壤蒸发和根系吸水的变化特征。通过与田间实测值进行比较,结果表明,模型的均方差在0.01~0.022cm3/cm3范围内,模拟值与实测值的平均相对误差在10%左右,因此,认为模型能很好的模拟干旱区蒸发力较大和作物根系分布不均匀条件下的土壤水分动态。     

淮北平原土壤水与地下水埋深及降水关系研究

为探究淮北平原夏玉米生长期土壤水与地下水埋深及降水的关系,基于五道沟实验站26 a的长系列资料,结合氢氧稳定同位素示踪法,对淮北平原夏玉米生长期的大气降水、土壤水和地下水进行了分析。结果表明：土壤平均含水率随土层深度的增加呈现出先减小后增加再减小的趋势,其中0～0.2 m土层平均土壤含水率最低,0.3～0.5 m土层土壤含水率最高。根据大气降水、土壤水和地下水氢氧同位素特征值可知：土壤水δ18O和δD平均值随土层深度的增加而减小,表明土壤水分蒸发会导致土壤重同位素富集,富集程度由土壤表层至深层递减。土壤水氢氧稳定同位素随土层深度的增加而减弱,30 cm和50 cm土层深度的土壤水变化最为明显,土壤易接受降水补给,而且土壤蒸发较为强烈。     

Potential implications of pre-storm soil moisture on hydrological prediction

Numerous hydrological models with various complexities, strengths, and weaknesses are available. Despite technological development, the association of runoff accuracy with the underlying model's parameters in watersheds with limited data remains elusive. Evaluating the soil moisture impacts at the watershed scale is often a difficult task, but it can be vital to optimally managing water resources. Incorporating pre-storm soil moisture accounting (PSMA) procedures into hydrologic models affects the watershed response to generate runoff from storm rainfall. This study demonstrated the impact of pre-storm and post-storm soil moisture in order to circumvent major obstacles in accurate runoff estimation from watersheds employing the conventional curve number (CN) model. The proposed hydrological lumped model was tested on a data set (1,804 rainfall-runoff events) from 39 watersheds in South Korea. Its superior performance indicates that the reconciliation of pre- and post-storm conceptualization has the potential to be a solution for efficient hydrological predictions and to demonstrate the complex and dynamic nature of tractable hydrological processes. The statistically significant results reveal that the proposed model can more effectively predict runoff from watersheds in the study area than the conventional CN model and its previously proposed modifications.     

青岛市墒情监测预报软件系统研究

一、系统逻辑结构 青岛市墒情监测预报软件系统是基于水文学、土壤学、农业学、气象学等基本理论方法．应用计算机、网络、数据库及软件开发技术,为青岛市水资源管理、农业抗旱部门建立的专业软件系统。整个软件系统以数据库为基础,历史数据分析与模型计算应用为核心,以GIS为基础的交互界面为基本表达方式：从系统逻辑结构分析,可将软件系统分为人机交互控制、计算应用服务、数据基础服务三个层次。     

土壤墒情预报模型在抗旱减灾中的应用

阐述了土壤墒情预报模型的建立、率定与应用研究情况,分析了土壤墒情预报模型在应用期取得的社会效益、经济效益和生态效益。认为土壤墒情预报可以有效地提高农业用水效率,为抗旱减灾提供科学依据,为农业增收提供保障,为节水和水资源保护提供支撑。     

基于集合卡尔曼滤波和HYDRUS-1D 模型的土壤剖面含水量同化试验

本文建立了一个基于集合卡尔曼滤波(EnKF)方法和HYDRUS-1D模型相结合的单点土壤水分同化方案,以期通过同化表层土壤含水量的实测值来改进土壤剖面含水量预测精度。结果表明,该同化方案能有效改进表层(4~10cm)及浅层(50cm)的土壤含水量预测精度,对下层(100~150cm)的土壤含水量预测精度仍有影响,但其影响有好有坏,而对于深层(≥200cm)的土壤含水量预测精度几乎没有任何影响;对同化过程中的状态变量及关键状态参数的变化分析表明,同化效果的产生是由于通过数据同化修正了模型的状态变量及关键参数,而随着深度的增加,变量和参数的调整量减小,同化效果也就随之减弱。     

应用水文气象信息监测陇南地区滑坡泥石流的研究

滑坡泥石流是丘陵山地常见的一种危害巨大的自然灾害，它常与暴雨洪水相伴随，暴雨是其触发条件，利用水文气象信息进行滑坡泥石流的动态监测是必要的，也是可行的，为此选定滑坡泥石流分布密度大，爆发频繁的甘肃陇南地区１９７６年以为发生的１１次典型的滑坡泥石流，对其发生时气象条件，暴雨特征进行了分析研究，总结了滑坡泥石流发生时的天气环流特性以及暴雨洪水特征，提出了利用水文气象信息进行滑坡泥石流动态监测的方法。     

Comparison of soil moisture at different depths for drought monitoring based on improved soil moisture anomaly percentage index

To better understand the characteristics and mechanisms of droughts at different drought stages, this study selected the Xiangjiang River Basin in China as the study area, and evaluated soil moisture (SM) at different depths for drought monitoring, through SM data simulated with the variable infiltration capacity (VIC) model. To solve the problem of unreasonable drought/wetness classifications based on the soil moisture anomaly percentage index (SMAPI), an improved soil moisture anomaly percentage index (ISMAPI) was developed by introducing the Box–Cox transformation. The drought/wetness frequency generated by ISMAPI demonstrated preferable spatial comparability in comparison with those from SMAPI. The lag time of ISMAPI relative to the standardized precipitation evapotranspiration index was closely related to soil depth, and was characterized by a fast response in shallow soil layers and a relatively slow response in deep soil layers. SM in shallow soil layers provided a measure for monitoring short-term droughts, whereas SM in deep soil layers provided a better measure for long-term persistent drought events. Furthermore, the occurrence and mitigation time of drought events identified by SM in deep soil layers usually lagged behind that identified by SM in shallow soil layers. Compared with deep SM, SM in shallow soil layers responded faster to meteorological anomalies, thereby resulting in shorter periods of SM persistence in shallow soil layers than in deep soil layers. This can explain the differences of SM at different depths in drought monitoring.     

基于土壤含水量模拟的干旱监测指数研究

以山西省汾河流域为例,采用水量和能量平衡原理的VIC模型模拟了区域内径流和土壤含水量的变化过程,并构建了土壤干旱指数进行实例研究。结果表明:建立的VIC模型能够较好地模拟研究区站点的径流和土壤含水量的变化过程,基于土壤含水量模拟的土壤干旱指数与实际干旱的发生具有较好的相关性,土壤干旱指数物理意义清晰,能较好地刻画区域干旱在时空上的发生、发展及结束过程,对区域干旱监测具有一定的应用价值。     

基于区域特征相似度的微波土壤水分反演结果可信度评价

微波遥感反演土壤水分的精度评价,一般通过选取有限数量采样点的地表实测土壤水分数据与反演值进行比较,实际上只能反映局部采样区的反演精度。本文提出了微波反演土壤水分中一种可以评价整个研究区反演土壤水分可信程度的方法。首先选择采样区的实测土壤水分数据和地表粗糙度数据,通过多元回归统计拟合得到土壤水分反演经验方程,对整个研究区进行土壤水分反演;然后从TM和SAR数据中通过反演和提取,选择影响土壤水分的10个因子(土壤湿度、地表温度、NDVI、土壤质地指数、地形指数、雷达入射角以及Landsat TM的b3、b4、b5、b7共4个波段),采用主成分分析法(PCA)筛选提取主成分,将前3个主成分合成为RGB影像;再使用分水岭算法分割包含前3个主成分的RGB影像,得到一幅分割区域图;最后计算各分割区域的6维特征向量(土壤湿度、地表温度、NDVI、土壤质地指数、地形指数、雷达入射角)与反演时选择采样区的特征向量间的马氏距离,得到区域特征相似度数据集,基于该数据集计算反演结果可信度。以此为基础,利用2008年甘肃黑河地区的ENVISAT ASAR双极化数据(VV、VH)和实测土壤水分数据进行土壤水分反演并评价反演结果的可信度,同时使用反演区域中多个采样区土壤水分实测数据和确定系数(R2)评价反演精度,对比可信度和R2,表明提出的反演可信度可以有效反映土壤水分反演精度。     

光学与微波数据协同反演植被覆盖区土壤水分

基于LandSat5 TM和ENVISAT-1 ASAR数据,通过水云模型剔除了植被层对雷达后向散射系数的影响,利用AIEM模型对黑河中游植被覆盖地表的土壤水分进行了反演。建立植被含水量(Mveg;水云模型中关键参数)与多种植被指数之间的响应关系,发现比值植被指数(RVI)反演的植被含水量精度较高(R2=0.71);去除植被影响后,利用AIEM模型建立LUT表,基于VV和VH极化的后向散射系数,通过查表法反演研究区的土壤水分。对比野外实测数据与反演结果,发现VV极化数据反演结果较好(R2=0.74)。考虑了植被覆盖层对后向散射系数的影响,该方法更适用于植被覆盖地表的土壤水分反演。