三峡水库香溪河库湾水华生消的数

三峡水库蓄水后，香溪河库湾成为富营养化敏感水域，水华大范围暴发，直接威胁流域生态、经济的可持续发展。应用WASP生态动力学模型对三峡水库香溪河库湾水华暴发的生物、化学和物理过程进行模拟研究，结合库湾2007年春季的监测资料，分析其水华生消机理，为水华防治提供借鉴。研究结果表明：模拟值较实测有一定滞后，且带有一定误差，一方面由于库湾水动力条件本身的影响，另一方面可能是由于硅营养的影响。从模拟结果来看，香溪河库湾发生大面积水华两次，第一次是三月下旬，第二次是四月上旬至中旬；若考虑库湾支流水华，则还有3月18日在高岚河GL、5月6-7日在XX00-XX01库段，以及支流平邑口PY、高岚河GL和屈原河QY的两次小范围水华，总共暴发四次。实测结果是库湾曾发生三次较明显的水华，第一次是2月25日在平邑口PY，第二次是3月25日-4月9日库湾大面积暴发，第三次是5月6-7日至当月中旬小范围暴发。     

三峡水库香溪河库湾水华生消的数值模拟分析

三峡水库蓄水后,香溪河库湾成为富营养化敏感水域,水华大范围暴发,直接威胁流域生态、经济的可持续发展.应用WASP生态动力学模型对三峡水库香溪河库湾水华暴发的生物、化学和物理过程进行模拟研究,结合库湾2007年春季的监测资料,分析其水华生消机理,为水华防治提供借鉴.研究结果表明:模拟值较实测有一定滞后,且带有一定误差,一方面由于库湾水动力条件本身的影响,另一方面可能是由于硅营养的影响.从模拟结果来看,香溪河库湾发生大面积水华两次,第一次是3月下旬,第二次是4月上旬至中旬;若考虑库湾支流水华,则还有3月18日在高岚河GL、5月6-7日在XX00-XX01库段以及支流平邑口PY、高岚河GL和屈原河QY的两次小范围水华,总共暴发4次.实测结果是库湾曾发生4次较明显的水华,第一次是2月25日在平邑口PY,第二次是3月25日-4月9日库湾大面积暴发,第三次是5月6-7日至当月中旬小范围暴发.     

典型暴雨洪水对三峡水库香溪河库湾水华的影响

2010年6月7日至8日,长江流域经历了一次强降雨过程,香溪河兴山水文站流量最大达到478m3/s.对降雨前后库湾水动力、营养盐、光学特性、叶绿素a浓度等因素进行的分析表明:暴雨洪水对香溪河库湾水华影响较大,期间叶绿素a浓度明显降低,4d后其浓度又上升到较高值.降雨后,长江干流水体从表层倒灌入香溪河库湾,库湾上游水体受洪水冲刷在库湾中游水域潜入库湾底部流向河口,这两股水流流速较降雨前明显增大,直接冲淡了藻浓度;两股水流交汇处增大的剪切力使上下水体产生不同程度的掺混,影响藻类在表层的聚集,同时暴雨冲下的悬浮颗粒使水体浊度降低,透明度和真光层减小,抑制藻类的光合作用,有效改善库湾水华情势.而温度梯度增大,混合层深度减小,则为日后藻类生长提供了适宜条件.     

淮北平原水文气象要素长期变化趋势和突变特征分析

采用淮北平原五道沟水文水资源实验站长系列水文气象观测资料,分析了气温、降雨、日照和风速4个要素的长期变化趋势,并用Yamamoto法和Mann-Kendall法联合检测了该区域年时间序列的水文气象要素突变现象。结果表明,半个世纪以来五道沟实验站平均气温上升速率为0.14℃/10a,年最低气温上升速率为0.54℃/10a,年最高气温下降速率为0.33℃/10a,年降水量以1.3 mm/a的速率增加,年日照时数整体呈下降趋势,平均风速下降速率为0.32/10a。用Yamamoto法检测突变结果表明年平均气温和年降雨量均未发生突变,年日照时数和年平均风速分别在1997年、1985年发生突变;用Mann-Kendall法检测检验得出本地区年平均气温、年降雨量和年日照时数分别在2003—2004年间、2002年、1998年前后发生突变。     

气象因子对三江平原并灌水稻腾发量的影响研究

相文运用相关统计回归分析（一元、多元）方法，建立了三江平原地区（富锦试区）气象因子（气温、日照、饱和差、风速等）与水稻腾发量之间的数学模型，阐述了各气象因子对井灌水稻腾发量的影响关系。最后经各函数模型比较分析，确定出最适合本地区的函数模型及其计算参数。     

井灌水稻需水量预测的人工神经网络模型研究

应用人工神经网络技术（BP－ANN），考虑各个气象因子（气温、日照、饱和差、风速等）的影响，同时处理水稻需水量及其影响因子时间序列，通过多维数据相关分析，确定网络拓扑结构，建立了水稻需水量的人工神经网络模型，解决了需水量序列内部及其外部诸多影响因素之间的不确定关系，预测精度较高，为制定合理的节水灌溉制度提供依据。     

黑河流域近53年气候变化对参考作物腾发量影响研究

全球气候变化已成既定事实,其直接影响着陆地蒸散发及水平衡。基于Mann-Kendall非参数检验法、Pettitt突变点检验法以及GIS的空间分析功能,分析了黑河流域16个站点1960-2012年风速、气温、湿度、净辐射和参考作物腾发量(ET_0)的时空变化特征,并采用去气象因子趋势法评估了气候变化对ET_0的影响。结果表明:黑河流域平均风速、平均相对湿度、净辐射呈减少趋势,平均气温呈显著增加趋势;在气候变化背景下,流域参考作物腾发量年均减少0.37mm。各站年ET_0与气温、风速、净辐射呈正相关,与相对湿度呈负相关,且影响ET_0的主要气象要素是气温和风速。额济纳旗和高台参考作物腾发量的变化很大程度上决定着流域参考作物腾发量的变化。ET_0和各气候因子均存在明显的突变点和时空差异;流域ET_0的变化也存在时空差异,风速变化是导致其空间差异的主要原因。     

气象因子对三江平原井灌水稻腾发量的影响研究

本文运用相关统计回归分析 (一元、多元 )方法 ,建立了三江平原地区 (富锦试区 )气象因子 (气温、日照、饱和差、风速等 )与水稻腾发量之间的数学模型 ,阐述了各气象因子对井灌水稻腾发量的影响关系。最后经各函数模型比较分析 ,确定出最适合本地区的函数模型及其计算参数     

井灌水稻需水量预测的人工神经网络模型研究

应用人工神经网络技术 (BP ANN) ,考虑各个气象因子 (气温、日照、饱和差、风速等 )的影响 ,同时处理水稻需水量及其影响因子时间序列 ,通过多维数据相关分析 ,确定网络拓扑结构 ,建立了水稻需水量的人工神经网络模型。解决了需水量序列内部及其外部诸多影响因素之间的不确定关系 ,预测精度较高 ,为制定合理的节水灌溉制度提供依据     

柑橘园区红壤水分特征及其对环境气象因子的响应

借助气象自动观测站、土壤水分监测仪等,对柑橘园区2003~2004年内大气总辐射、大气反辐射、大气净辐射、紫外辐射、光合有效辐射、红壤热通量、2 m高度的风速2、m高度的空气温度、2 m高度的空气相对湿度、降水量和日蒸散量等气象环境因子和30 cm土层红壤含水量连续监测分析,发现园区红壤含水量呈现明显的季节性变化,即冬春季高而夏秋季低。红壤水分与气象环境因子中的大气净辐射、紫外辐射、红壤热通量、降水量、2 m高风速和2 m高空气相对温度等达到显著相关。     

高原山区主要气候因子对ET_0影响分析研究

根据云南省4个站30~40年的逐日气象资料,应用FAO-56 Penman-Monteith计算了参考作物的逐日需水量(ET0),分析了ET0的年内年际变化特征;采用了Mann-Kendall方法,对ET0时间序列趋势进行了检验分析;采用了偏相关分析方法研究了各主要影响因子(水汽压、风速、日照、蒸发、降雨、海拔、纬度)对ET0的影响,结果表明:各站点的时空分布特征明显,各站的ET0呈下降趋势,最大值发生在20世纪70~80年代,最小值发生在21世纪,风速的变化对各站ET0的影响最大,水汽压和降雨最小,ET0随海拔的增加而降低,随纬度的增加而增加,反映了高原山区ET0的变化特点。     

川中丘陵区近60 a主要气象因子变化趋势研究

为深入了解川中丘陵区近60 a气候变化规律,基于川中丘陵区13个站点1954—2013年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和相关性分析,定量研究了气象因子的变化趋势及变化周期。结果表明,近60 a来川中丘陵区辐射、降水、风速及相对湿度均呈整体下降趋势(降幅分别为0.242 3 MJ/(m~2·d·10 a)、0.050 0 mm/10 a、0.025 7 m/(s·10 a)和0.137 2%/10 a),温度呈上升趋势(增幅为0.031 6℃/10 a);气温、辐射、降水、风速及相对湿度等气象因子60 a来均呈现"增大-减小"的周期性变化规律,变化主周期分别为6、12、13、21、24 a,且其局部突变分别发生在1964年和1996年、1986年、1957—1985年、1958—1963年和2008年;各气象因子相关性较为明显且交互影响关系复杂,其中风速与辐射显著正相关(P0.05),与湿度极显著负相关(P0.01),而辐射与气温极显著正相关(P0.01),与湿度显著负相关(P0.05)。     

基于水文气象多因子的夏玉米生育期土壤水分预测研究

准确掌握土壤水分动态变化,对制定灌溉计划至关重要。采用五道沟实验站1991-2018年大田土壤水、地下水埋深、降雨量、水面蒸发、风速、日照时数、气温和绝对湿度7个水文气象因子,经相关分析,筛选出4个关键水文气象影响因子,以影响程度最大的为初始变量,逐个添加到4个因子,分别建立了夏玉米各生育期不同土层(0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8、0.8～1.0、0～0.5 m)土壤含水率多元线性回归模型。结果表明:不同土层土壤水分与气象因子均表现出一致性的相关性,其中土壤水分与地下水埋深及绝对湿度的相关性最大;开花-成熟期土壤水分与气温和绝对湿度的相关性最大;其他生长阶段与地下水埋深和绝对湿度相关性最大。随着关键影响因子的增多,其预测精度提高,当影响因子为4个时,R~2最大为0.99。不同土层的土壤水分模型均具有较好的预测能力,随着土层深度的增加,平均相对误差均可控制在0.1以内。该研究对及时掌握作物各生长阶段土壤水变化,指导作物科学灌溉具有重要意义。     

ET0计算模型及其主要输入因子的影响分析评估

采用内蒙古中部呼和浩特1961~2003年,43年的气象资料,对计算ET0的修正Penm an模型与Monte ith-Penm an模型中输入的主要气象因子(气温、风速、湿度、太阳辐射或日照)分析评估。结果显示:单纯的模型计算对比难以评价哪一种模型更适合中国复杂的地理及气候环境,必须利用Lysm iets等实验结果对各种模型进行率定考核。同时ET0模型中,输入的某些主要气象因子对ET0值的影响非常明显:不同地区、不同的作物、不同生长期,净辐射计算Angstrom公式中的a、b值应不同;年平均气温增加2.1℃时,北方干旱、半干旱区4~10月份ET0值增加3.9%~5.2%;当风速增加20%时,作物生育期内(4~10月份)ET0增加3.9%~8.0%,春夏之交4~6月份ET0增加值占全生育期的61.9%;而半干旱区相对湿度的改变对ET0值影响很小。对二种模型中输入各因子影响程度的分析评估有助于ET0的认识深化及应用推广。     

覆膜滴灌紫薯农田水热传输规律及其对环境因子的响应

农田水热传输过程的量化对于农业用水管理和作物灌溉制度的制定具有重要意义。本文利用波文比通量观测系统实测数据和气象站资料,对覆膜滴灌紫薯农田的水热通量变化规律及其对环境因子的响应进行了研究。结果表明：潜热通量是全生育期覆膜滴灌农田能量支出的主要部分,显热通量和土壤热通量支出占比较小,全生育期潜热通量、显热通量、土壤热通量支出占比分别为69.12%、25.14%、6.57%。不同天气条件下,显热通量的大小和变化范围均小于潜热通量。潜热通量对降雨和灌溉的响应最为显著,且降雨影响程度大于灌溉。净辐射、气温对潜热通量的影响较大,表层土温和风速变化的影响则较低,各环境因子主要通过直接和间接作用共同对潜热通量产生影响。该研究成果可以深化对覆膜滴灌紫薯农田水热传输规律的认识,为作物高效用水提供理论依据。     

1968―2018年民勤地区参考作物需水量的年际变化特征及相关气象影响因子研究

【目的】研究民勤地区作物需水量的主要影响因子。【方法】基于民勤地区1968―2018年气象数据,利用Penman-Monteith公式计算了不同时间尺度的平均参考作物需水量ET0,分析ET0变化趋势,并与气象因子变化趋势进行相关性拟合。【结果】1968―2018年民勤地区年平均参考作物需水量呈波动上升趋势,最低值为1968年的3.15mm/d,最高值为2013年的3.72 mm/d,且参考作物需水量的上升趋势是从2003年开始最为明显;参考作物需水量与年平均最高气温、年平均最低气温、年平均气温、年平均相对湿度、年平均日照时间以及年平均风速的相关性比较显著,与降雨量和净辐射相关关系不显著。【结论】民勤地区的干旱状况目前处于平稳期,年平均最高气温和年平均相对湿度是导致民勤地区参考作物需水量年际变化的最主要的气象因子。     

玉米浅埋滴灌典型种植区参考作物腾发量的气象敏感性研究

为深刻了解玉米浅埋滴灌典型应用区农业气象要素对参考作物腾发量(ET_0)的影响,本研究采用拓展傅里叶幅度敏感性检验(EFAST)法对农业气象因子进行全局敏感性分析,明确不同ET_0的气象成因,为了解获知农业气象变化对作物蒸散发耗水的影响以及合理设计灌溉制度提供参考。结果表明:通辽市2017年、2018年生长季内的气象因素的变化规律具有西辽河流域的典型特征,即春季冷凉干燥多风、夏季湿热多雨,水文年型分别为丰水年、平水年。ET_0与日值最高气温、最低气温、日均风速、日照时数呈正相关,与日均相对湿度呈负相关。该典型区气象因子对ET_0的一阶、全局敏感性指数大小排序为:日均风速(0.220/0.324)最高气温(0.125/0.157)日均相对湿度(0.100/0.139)日照时数(0.091/0.116)最低气温(0.007/0.034),前4个指数为高敏感因子。2017年、2018年生长季ET_0的界限分别为1.5～9.3、1.3～9.6 mm/d,采样气象值相应的ET_0的界限为0.5～9.2 mm/d,作物生长季内高气温、大风速、低湿度、长日照出现频次越高,潜在蒸散耗水量越大,在农业气象的变化的影响下,使得灌溉制度需做出相应调整。     

基于Apriori算法的沿海地区洪涝灾害成因分析

在全球气候变化与城市化快速发展的背景下，城市洪涝灾害愈加频繁，严重影响人民生命财产安全和社会可持续发展，在变化环境下对城市洪涝灾害的评估及成灾机理的研究显得尤为重要。目前不同学者对灾害的认知和定义不同，洪水灾害风险评估方法仍未形成统一标准，相关指标评估体系的客观性与一致性有一定限制。以沿海地区——广东省湛江市赤坎区为例，提出一种基于k-means聚类和Apriori算法的洪涝灾害评估与成因分析框架，首先利用kmeans对各洪水影响因子进行聚类，其次采用关联规则挖掘来识别评估洪涝灾害的最佳降雨指标，最后选取高程、坡度、不透水率和距河距离等环境因素作为洪水影响因子，并结合最佳降雨指标与历史洪涝灾害数据提取关联规则，用以分析不同等级洪涝灾害的成因。结果表明，多年平均最大24 h降雨是评估该区域洪涝灾害的最适宜降雨指标。洪涝灾害多发生于不透水率高的居民区，地势平缓低洼地区容易引发更严重的洪涝灾害。其中，0.20～0.55 m范围淹没水深的中度内涝中，距河距离小于284.61 m致灾效果最显著；0.55～1.00 m范围淹没水深的重度内涝中，坡度小于1.72°和-7～8 m范围高程致灾作用更为明...     

基于随机森林算法的参考作物蒸发蒸腾量模拟计算

选取西南喀斯特地区4个气象站点(都安、河池、百色和融安)5 a(2008—2012年)的逐日气象数据,包括日最高气温Tmax、日最低气温T_(min)、相对湿度R_H、日照时数n和风速u2这5个气象因子的不同组合作为输入,并以FAO 56 Penman-Monteith法(FAO P-M)的计算结果作为标准值,建立基于随机森林(Random forest,RF)算法和基因表达式编程(Gene expression programming,GEP)算法的ET0模型,并将模拟结果与传统Hargreaves模型的计算结果进行比较。结果表明,不同气象因子组合下建立的RF模型均能较好地反映气象因子与ET0之间的非线性关系。随着气象因子的增加,RF模型模拟的精度随之提高。在仅有气温数据时,RF模型仍具有足够的精度(R~2为0.875,RMSE为0.546 mm/d),与传统Hargreaves模型相比R2平均增加了1.98%,RMSE平均减小了22.88%,因此在仅有气温数据时可用RF模型代替Hargreaves模型。RF算法对气象因子的重要性评估表明,在该区域对ET_0最重要的气象因子依次为T_(max)、n、T_(min)、R_a、R_H和u_2。相同气象因子输入下,RF模型精度高于GEP模型。     

降雨对岩溶峰丛洼地不同地貌部位土壤水分及温度的影响研究

土壤水热因子是影响岩溶区植被恢复、生态修复和水土保持等的主要因素，降雨变化是限制土壤温度和水分变化的一个重要因素，因此在典型峰丛洼地不同地貌部位选择监测点，对不同降雨条件及20、50、80、110cm深度土壤温度和水分进行连续监测，探讨峰丛洼地区降雨变化对土壤水分和温度的影响机制及其两者耦合关系。结果表明：随土层深度增加土壤水分变异系数增大，土壤温度变化幅度减小。洼地土壤水分对不同条件下的降雨均有响应，但坡地土壤水分对中雨以上级别的降雨发生降雨响应，且坡地土壤水分响应程度较洼地土壤水分强烈。土壤温度日变化特征仅存在于小雨或中雨，大雨或暴雨时，其变化呈现逐渐下降的趋势。土壤水分和温度的相关性在洼地和坡地呈相反的变化。