水汽平衡法测定水稳定同位素的影响因素

水汽平衡法是近年来发展的测定土壤/植物水稳定同位素(²H,¹⁸O)的新方法,但由于以往研究存在容器气密性差、样品量不足等问题,降低了该方法测定水稳定同位素的适用范围。本研究以两种不同封口的玻璃顶空瓶、两种塑料袋和两种铝袋为容器,对纯水样在8种储存时间(0.5 d, 1 d,…,30 d),2种背景水汽浓度(0 ppmv, 28 000 ppmv)下进行水稳定同位素测定,探究容器气密性、背景水汽浓度和样品量对测定结果的影响,并在最优条件下与真空蒸馏法对比,验证该方法测定土壤水稳定同位素的适用性。研究结果可对水汽平衡法测定土壤水同位素时容器与样品量的选择提供参考。     

基于RHESSys模型的延河流域水文要素定量模拟

为量化气候变化和土地利用变化对水文过程的影响,引入RHESSys(regional hydro-ecological simulation system)模型对退耕还林（草）工程实施前（P1时期）和实施后（P2和P3时期）的延河流域水文要素（蒸散发、径流和土壤水）进行模拟,并基于不同模拟情景量化土地利用变化和气候变化对不同水文要素的影响。结果表明：退耕还林（草）工程实施后,延河流域蒸散发量呈现显著上升趋势,径流和土壤水呈现下降趋势,但趋势并不显著。与P1时期（1990—1999年）相比,P2时期（2000—2009年）由人类活动引起的土地利用变化对蒸散、径流和土壤水变化的贡献率分别为82.66%、-51.87%和-55.13%,随着退耕还林工程的继续实施,P3时期（2010—2019年）贡献率下降到57.64%、-51.63%和-52.54%。由此可见,退耕还林（草）工程实施后,土地利用变化成为影响流域水文过程的主导因素。该结果对于黄土高原退耕还林（草）工程的实施前景和可持续发展管理有重要意义。     

石羊河流域水资源合理配置及节水生态农业理论与技术集成研究的总体框架

石羊河流域水资源配置及节水生态农业理论与技术的集成研究对推动农业与生态节水领域的科技创新和学科发展以及内陆河流域水资源持续利用均具有十分重要的战略意义和现实意义。本文在系统总结石羊河流域相关研究成果的基础上,结合作者目前正在开展的研究工作,提出了该流域水资源与节水综合集成研究的总体目标,从应用基础理论研究、应用技术开发以及技术集成与示范推广三个层面论述了石羊河流域水资源合理配置及节水生态农业理论与技术综合集成研究的总体框架,阐述了具体研究内容和方法,并指出了研究中的关键技术难点问题。     

ET0计算公式在我国半干旱区的实验率定研究

通过对我国半干旱区（杨凌）参考作物（修剪苜蓿）ET₀值的实验率定研究,揭示了在杨凌半干旱气候区,以天（旬、侯）为时间计算尺度时,实测ET苜蓿值与9种ET₀计算公式的计算值比较结果。ASCE推荐的标准ASCE-Penman-Motheith（标准ASCE-PM）及Penman-Motheith （PM）公式计算ET₀值与实测ET苜蓿值比较接近,再者是Priestley-Taylor和修正Penman（MP）公式,其它公式的适宜条件较差一些;以小时为时间计算尺度,若是晴天,标准ASCE-PM公式计算值比PM公式计算值更接近实测ET苜蓿值;若是昙天,PM公式计算值比标准ASCE-PM公式更接近实测ET苜蓿值;若是阴天,标准ASCE-PM、PM公式计算值与实测值相差较大。     

多源数据融合的深度学习径流预测模型

为探究深度学习结合多源数据融合算法在流域径流预测中的效果,采用双向长短期记忆神经网络模型,选取汉江上游区域长序列水文气象资料及大气环流因子数据集,结合集合卡尔曼滤波数据融合算法,构建研究区域内5个流域径流预测模型并进行验证。结果表明,在相同预见期内该模型相比于传统长短期记忆神经网络模型,各项预测指标均有提高且能较好捕捉径流序列极值。采用数据融合算法加入大气环流因子数据集后,不同流域模型评价指标可进一步提升且随着预见期延长模型评价指标变化更为平稳。此预测模型可有效提升流域径流预报效果,为基于深度学习的径流预测提供参考。     

旱寒区输水渠道防渗抗冻研究进展与前沿

Winkler冻土地基模型无法考虑土弹簧间相互作用,且需要预先假定切向冻结力分布。为克服这些不足之处,在现有模型基础上引入Pasternak剪切层反映冻土-衬砌间法向相互作用,引入切向弹簧组成的接触界面层反映冻土-衬砌间切向相互作用,构建考虑双重剪切的梯形渠道Pasternak双参数冻土地基模型。以塔里木灌区某渠道为例计算衬砌冻胀变形,并与材料力学法、Winkler模型计算值及观测值进行对比。结果表明：与材料力学法、Winkler模型相比,该文模型计算值更接近观测值。根据该模型估算的衬砌板易开裂范围也与灌区现场调查结果相符,表明模型适用性。通过参数研究分析了界面切向刚度k_x对各处切向位移及切向冻结力分布的影响。结果表明：k_x越小时,切向位移与切向冻结力趋于线性分布;k_x较大时,两者均偏离线性分布且k_x越大偏离越明显,线性分布假设不再适用。该模型可较充分地反映冻土与衬砌板间接触界面相互作用的基本特征,从而有效提高模型的计算精度。

     

半干旱区ET0计算公式中主成项的实用性分析

以我国半干旱杨凌气候区为例,对ET₀计算中ASCE推荐的标准ASCE-Penman-Motheith（标准ASCE-PM）、Penman-Motheith （PM）、修正Penman（MP）和Priestley-Taylor 4种公式主成项的实用性进行了分析：以天（旬）为时间计算尺度时,各公式计算值变化趋势基本一致,标准ASCE-PM公式ET₀计算值均大于PM公式,Priestley-Taylor、MP公式ET₀计算值与标准ASCE-PM公式相比有大、有小。各公式计算值中, ET₀值的大小主要受ETrad项的影响。风速也是影响ET₀计算结果的主要因子,风速较大的情况下,MP公式计算ET₀值大于PM公式的计算值;以小时为时间计算尺度时,白天和夜间的不同,标准ASCE-PM公式与PM公式的计算值也有明显差异。日照时数不同,PM公式的应用效果也不同。     

从纳米水化硅酸钙到水泥净浆弹性性能多尺度递推模型

混凝土具有多尺度结构特征,其力学性能受到不同水化产物组分及微观结构的影响。基于分子动力学方法、化学计量法和均质化方法,建立了从纳米尺度水化硅酸钙（C-S-H）到水泥净浆弹性性能多尺度递推模型,其计算结果与实验数据吻合较好。基于该模型的计算结果可得：C-S-H凝胶中44%的孔隙率致使其体积模量、剪切模量和杨氏模量分别降低了约66%、53%和55%。当水灰比从0.3变化至0.5时,水泥净浆的体积模量、剪切模量和杨氏模量分别降低了约39%、30%和32%;LD C-S-H和毛细孔的体积分数分别增大了13%和20%。水化产物中C-S-H的体积分数越大,或水泥熟料中硅酸三钙的质量分数越大,水泥净浆的弹性参数越大。该模型为水泥基材料微观调控提供了指导。     

GRACE数据反演水储量及监测干旱的应用现状与展望北大核心CSCD

水储量是全球和区域水文循环的重要组分,借此可分析区域水资源和干旱的时空演变规律。传统的水储量监测方法以地下水位监测为主,但站点布设和分布情况限制了大尺度的研究与探索。GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)卫星提供了大尺度的逐月地球重力场变化数据,国内外众多学者将其反演的水储量变化数据应用至水文学领域,在一定程度上推动了水文学的进步与发展,但目前系统阐述GRACE数据在反演水储量方面的研究仍不够全面,鲜有研究对基于GRACE数据的监测干旱和插补重建现状进行系统性的总结。该研究简要介绍了GRACE数据的应用领域,探讨了两种数据处理方法的优缺点,分析总结了GRACE数据在反演结果验证和不确定性、陆地水储量变化、地下水储量变化、干旱演变与响应、插补重建等方面的应用现状及存在问题,建议未来在变化环境对水储量变化的影响、降低GRACE数据的不确定性、构建更适合干旱监测的干旱指数、提高插补重建GRACE数据精度和提升GRACE数据时空分辨率等方面进一步开展研究,旨在为利用GRACE数据的相关研究提供借鉴与思考。