基于SHAW模型的长江源区水能平衡研究

1

作者 刘艳强 刘欢 +2 位作者 甘永德 吴玉帅 李青青 《土壤》 北大核心 2025年第1期204-213,共10页

基于长江源唐古拉地区2020—2021年土壤水热及气象数据,运用SHAW模型对土壤温湿度进行模拟,计算土壤水量平衡和地表能量平衡特征。结果表明:①土壤温度的模拟效果优于土壤湿度,温度模拟NSE(纳什效率系数)>0.93,R^(2)>0.97,土壤湿... 基于长江源唐古拉地区2020—2021年土壤水热及气象数据,运用SHAW模型对土壤温湿度进行模拟,计算土壤水量平衡和地表能量平衡特征。结果表明:①土壤温度的模拟效果优于土壤湿度,温度模拟NSE(纳什效率系数)>0.93,R^(2)>0.97,土壤湿度模拟NSE均值>0.61,R^(2)均值>0.79,模拟结果具有一定可信度;②水量平衡各分项具有明显的冷暖季变化特征,降水和深层向上补给构成水分收入,分别占86.4%与13.6%,深层渗漏、蒸散发、土壤储水和地表积水构成水分支出,分别占36%、49.1%、14.4%、0.5%;③地表能量平衡冷暖季交替变化,净辐射、潜热通量与土壤热通量暖季增大冷季减小,感热通量呈现相反的趋势,季风活动与冻融作用成为影响净辐射收支的关键因素。模拟期内日净辐射均值为46.48 W/m^(2),32.7%转化为显热通量,65.1%转化为潜热通量,土壤热通量占比仅为0.3%。 展开更多

关键词 长江源区 SHAW模型 水量平衡 能量平衡

在线阅读 下载PDF 职称材料

夹沙分层配土条件下紫花苜蓿的光合及蒸腾特性研究

2

作者 张永兴 袁日萍 +5 位作者 甘永德 郑丽萍 王尚涛 刘欢 贾仰文 牛存稳 《灌溉排水学报》 2025年第4期47-56,共10页

【目的】探明夹沙分层配土对紫花苜蓿生长发育、光合及蒸腾特性的影响。【方法】基于野外试验,对夹沙分层配土(Artificially Layered Soil,ALS)与原状土(Field Undisturbed Soil,FUS)条件下紫花苜蓿的生理生态、光合特征以及蒸腾耗水规... 【目的】探明夹沙分层配土对紫花苜蓿生长发育、光合及蒸腾特性的影响。【方法】基于野外试验,对夹沙分层配土(Artificially Layered Soil,ALS)与原状土(Field Undisturbed Soil,FUS)条件下紫花苜蓿的生理生态、光合特征以及蒸腾耗水规律进行对比研究,利用SHAW模型进行土壤水热平衡分析。【结果】在同一茬次下,ALS处理相比FUS处理下的苜蓿平均株高增加8.5%,茎粗增加10.4%,茎叶比增加18.2%,干物质量增加7.1%,ALS处理对苜蓿生理生态因子具有显著影响。自然条件下,ALS处理苜蓿日平均净光合速率较FUS处理高8.69%~109.39%,最大净光合效率高9.27%~64.23%,蒸腾速率和气孔导度也有较大幅度提升,ALS处理能够有效提高紫花苜蓿光合能力。FUS处理紫花苜蓿总蒸散发量为576.85mm,ALS处理为381.45mm,在生长季蒸腾耗水量更大的条件下,ALS处理降低了51.22%的土壤无效蒸发量。【结论】ALS处理提升了土壤入渗能力,降低了土壤无效蒸发量,可实现水资源高效利用。 展开更多

关键词 干旱区 紫花苜蓿 分层配土 光合特性 蒸腾特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

土石山区山坡降雨入渗产流模型 被引量：6

3

作者 甘永德 刘欢 +3 位作者 贾仰文 顾金普 仇亚琴 司曼菲 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期8-13,共6页

在分析土石山区下垫面特性的基础上,引入碎石体积比例系数量化土壤中碎石对入渗的影响,并考虑山坡基岩凹凸面及封闭裂隙储留,构建了一种包括植被截留、洼地储留、土壤入渗、壤中流、基岩凹凸面及封闭裂隙储留等计算模块的土石山区山坡... 在分析土石山区下垫面特性的基础上,引入碎石体积比例系数量化土壤中碎石对入渗的影响,并考虑山坡基岩凹凸面及封闭裂隙储留,构建了一种包括植被截留、洼地储留、土壤入渗、壤中流、基岩凹凸面及封闭裂隙储留等计算模块的土石山区山坡降雨入渗产流模型;采用径流小区天然降雨产汇流试验对模型进行验证,并与现有山坡降雨入渗产流模型的模拟结果进行了对比分析。结果表明:与现有模型相比,构建的入渗产流模型可以较好地模拟地表径流强度和土壤入渗率,实测值与模型模拟值较为吻合;暴雨期土壤入渗率的模拟值远小于实测值,可能原因在于该模型忽略了碎石与土壤的直接接触面间可能形成的水流快速通道,未考虑土石山区山坡土壤层和基岩层中可能存在的优先流,模型尚需进一步完善和改进。 展开更多

关键词 降雨入渗产流模型 土石山区 土石介质 土壤入渗率 径流强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于水网视角的水资源与关联要素适配性评价 被引量：3

4

作者 刘欢 甘永德 +2 位作者 杨钦 张丰搏 李青青 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期62-68,103,共8页

为研究水资源与关联要素的空间错配问题,基于水网视角,根据适配理论和水资源多维属性理论,提出了包含资源层、社会层、经济层和生态层的水资源与关联要素适配性评价方法,并应用于南水北调中线一期工程影响区。结果表明:该方法可较为合... 为研究水资源与关联要素的空间错配问题,基于水网视角,根据适配理论和水资源多维属性理论,提出了包含资源层、社会层、经济层和生态层的水资源与关联要素适配性评价方法,并应用于南水北调中线一期工程影响区。结果表明:该方法可较为合理、系统地揭示水资源与关联要素的适配特征;2016—2020年南水北调中线一期工程影响区水资源与关联要素空间分布相对合理,整体基尼系数为0.388,资源层和社会层水资源与关联要素空间适配性较好,基尼系数分别为0.283和0.284,而经济层和生态层水资源与关联要素错配问题严重,基尼系数为0.501和0.486;南水北调中线一期工程通水后,水资源与关联要素的空间适配性在资源层、社会层、经济层有不同程度改善,在生态层变化不大。 展开更多

关键词 水网 水资源关联要素 适配性 南水北调中线工程

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向大尺度区域分布式水文模型的子流域划分方法改进 被引量：14

5

作者 刘欢 杜军凯 +3 位作者 贾仰文 刘佳嘉 牛存稳 甘永德 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期36-44,共9页

子流域划分是构建流域/区域分布式水文模型的基础工作,关系到流域/区域水文模拟和预报精度的好坏。在针对大尺度区域进行子流域划分时,目前普遍使用基于地表径流漫流模型,通过单一集水面积阈值进行河网提取和子流域划分的方法在准确描... 子流域划分是构建流域/区域分布式水文模型的基础工作,关系到流域/区域水文模拟和预报精度的好坏。在针对大尺度区域进行子流域划分时,目前普遍使用基于地表径流漫流模型,通过单一集水面积阈值进行河网提取和子流域划分的方法在准确描述研究区的空间范围、确定流域出水口、提取内流区河网等方面存在一定不足。为此,作者对传统子流域划分方法进行改进,面向大尺度区域分布式水文建模提出一套基于流域出水口自动识别和多阈值虚拟河网融合技术的子流域划分方法,该方法包括4大部分,即流域出水口的识别,大、小集水面积阈值的确定,多阈值虚拟河网融合,子流域划分与编码。应用该方法对全国范围内进行了水系提取和子流域划分,共划分子流域25 174个,子流域平均面积381 km2,最大面积5 512 km2,最小面积4 km2,模拟范围与全国水系实际范围的吻合程度达到99.92%。进一步地,将研究结果与全国实测水系和现行流域区划成果进行对比分析,验证了该方法的适用性。该方法高效快速,在准确刻画大尺度区域范围的同时大幅降低了子流域个数,兼顾了模型模拟效率,较好地解决了传统子流域划分方法在大尺度区域分布式水文建模中面临的难题。相关研究可为大尺度区域分布式水文模型构建提供基础支撑,有助于更好地为大面积区尤其是国家宏观层面的水文水资源管理服务。 展开更多

关键词 子流域划分 大尺度区域 流域出水口识别 多阈值虚拟河网融合

在线阅读 下载PDF 职称材料

沂沭泗流域年降水和年地表水资源量演变趋势 被引量：8

6

作者 张仙娥 刘妞 +3 位作者 仇亚琴 甘永德 魏娜 韩春苗 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期24-28,共5页

基于沂沭泗流域1956年-2010年的水文资料,运用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、累计距平和小波分析方法对沂沭泗流域年降水、年地表水资源量的演变趋势、变化过程和趋势及周期性进行了分析。结果表明:沂沭泗流域近55a内年降水、年地表... 基于沂沭泗流域1956年-2010年的水文资料,运用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、累计距平和小波分析方法对沂沭泗流域年降水、年地表水资源量的演变趋势、变化过程和趋势及周期性进行了分析。结果表明:沂沭泗流域近55a内年降水、年地表水资源量变化趋势基本一致,整体上均呈减少趋势但不显著,预计未来10多年内仍会减少;年降水和年地表水资源量大体经历了丰枯交替5个变化阶段,年地表水资源量减少的趋势比年降水量减少的趋势稍明显;年降水变化具有4a、8a、15a和27a的主周期,年地表水资源量变化具有4a、14a和27a的主周期。趋势表明,未来10多年内沂沭泗流域年降水。 展开更多

关键词 沂沭泗流域 年降水 地表水资源量 变化趋势 MANN-KENDALL检验 小波分析 累计距平和 线性倾向估计

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于二元水循环的用水总量与用水效率控制研究——以渭河流域为例 被引量：6

7

作者 魏娜 游进军 +3 位作者 贾仰文 甘永德 牛存稳 张守平 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期22-26,共5页

以二元水循环理论为基础,以最严格水资源管理制度中的"用水总量"与"用水效率"联合调控为目标,提出"以耗水管理为核心,用水总量与用水效率控制为约束"的理念和思路。分析了用水总量与用水效率控制的概念... 以二元水循环理论为基础,以最严格水资源管理制度中的"用水总量"与"用水效率"联合调控为目标,提出"以耗水管理为核心,用水总量与用水效率控制为约束"的理念和思路。分析了用水总量与用水效率控制的概念和关系,构建了基于二元水循环理论的用水总量与用水效率多重调控机制。为实现耗水总量控制,将用水过程划分为水源端的供水和用户端的用水两大环节。由于各类水源到达用户的供水过程存在不同的环节,水量损失有所差异。通过对基于规则的水资源配置模型的改进,建立了水源—用户供水优化模型,重点分析不同水源利用情景对于用耗水总量控制的影响。最后,以渭河流域为例进行了应用分析。 展开更多

关键词 二元水循环 用水总量控制 用水效率控制 耗水总量控制 渭河流域

在线阅读 下载PDF 职称材料

西南季节性干旱区夏玉米水氮耦合效应与水氮生产函数研究 被引量：4

8

作者 侯艳 崔宁博 +1 位作者 郭立 甘永德 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第4期34-40,共7页

【目的】探究西南季节性干旱区夏玉米关键生育期适宜的水氮耦合模式。【方法】于2022年6—10月在四川省都江堰灌溉试验站测桶区遮雨棚内开展夏玉米水氮耦合试验,以仲玉3号夏玉米为研究对象,采用桶栽方式种植夏玉米,以充分灌水(100%ET)... 【目的】探究西南季节性干旱区夏玉米关键生育期适宜的水氮耦合模式。【方法】于2022年6—10月在四川省都江堰灌溉试验站测桶区遮雨棚内开展夏玉米水氮耦合试验,以仲玉3号夏玉米为研究对象,采用桶栽方式种植夏玉米,以充分灌水(100%ET)和当地高水平施氮量(300 kg/hm2)为对照(CK),在拔节—抽雄期(Ⅱ)、抽雄—灌浆期(Ⅲ)分别设置2个灌水水平:HW(75%CK)、LW(50%CK)和3个施氮水平:N1(85%CK)、N2(70%CK)、N3(55%CK),共计13个处理,研究不同关键生育期的水氮耦合对夏玉米生长、产量、水分利用效率(WUE)、氮肥偏生产力(NPFP)的影响,基于Jensen模型构建水氮生产函数。【结果】拔节—抽雄期为夏玉米营养生长的关键时期,适宜的水氮耦合模式能在节水节氮条件下获得较高的产量并提高WUE和NPFP,Ⅱ-HWN2、Ⅲ-HWN1处理和Ⅲ-HWN2处理较CK分别节水12.78%、9.77%和9.77%,节氮9.0%、4.5%和9.0%,增产1.31%、4.32%和4.50%,WUE较CK分别提高28.39%、14.83%和8.52%,NPFP较CK分别提高11.33%、10.42%和8.52%;基于Jensen模型构建的水氮生产函数拟合度较好(R2=0.7619),拔节—抽雄期水氮敏感指数为0.152,大于抽雄—灌浆期的水氮敏感指数0.074。【结论】从提高水肥资源利用效率和保障产量的角度出发,推荐Ⅱ-HWN2处理和Ⅲ-HWN2处理为西南季节性干旱区适宜的水氮耦合模式。 展开更多

关键词 玉米 水氮耦合 水分利用效率 氮肥偏生产力

在线阅读 下载PDF 职称材料

土石混合介质碎石性质对土壤入渗和产流过程影响 被引量：6

9

作者 司曼菲 甘永德 +4 位作者 刘欢 苏辉东 仇亚琴 牛存稳 李海明 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2018年第2期59-63,107,共6页

为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响,本试验采用室内土柱试验,分析了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(土石介质比例)为15%、45%、65%和90%的条件下,对土壤入渗和产流的影响,并用Philip模型和Hor... 为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响,本试验采用室内土柱试验,分析了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(土石介质比例)为15%、45%、65%和90%的条件下,对土壤入渗和产流的影响,并用Philip模型和Horton模型进行了拟合分析。其结果如下:(1)在同一种岩石,相同时间内,土壤累积入渗量随碎石含量的增多而减小,产流量随碎石含量的增多而增加;(2)在相同碎石比例条件下,相同时间内,片麻岩的累计入渗量大于石灰岩,而产流量小于石灰岩;(3)Philip模型、Horton模型均可拟合土石介质土壤累计入渗量随时间变化关系,稳定入渗率A(if)随碎石含量呈减小趋势,土壤吸渗率S随碎石含量呈减小趋势,而初始入渗率ii呈增加趋势。 展开更多

关键词 土石混合介质 石灰岩 片麻岩 土壤累计入渗量 径流强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

土石混合介质中碎石性质对土壤水分特征曲线的影响分析 被引量：4

10

作者 韩春苗 甘永德 +3 位作者 贾仰文 陈喜 苏辉东 刘欢 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第8期86-90,共5页

土壤水分特征曲线是研究多孔介质非饱和带土壤水分运动的关键参数。为研究土石介质中碎石性质对土壤水分特征曲线的影响,采用高速离心机,测定了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(碎石占土石介质比例)为0%、10%、20%... 土壤水分特征曲线是研究多孔介质非饱和带土壤水分运动的关键参数。为研究土石介质中碎石性质对土壤水分特征曲线的影响,采用高速离心机,测定了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(碎石占土石介质比例)为0%、10%、20%、30%和40%条件下的土壤水分特征曲线,并运用了RETC软件的VG(van Genuchten)模型对土壤水分特征曲线进行了拟合分析。结果表明:(1)相同土壤水吸力条件下,土壤含水量随碎石比例的增大而减小;(2)相同碎石比例条件下,土壤水吸力相同时含石灰岩土石混合介质含水量降低幅度大于片麻岩;(3)VG模型可以拟合含不同性质碎石土石混合介质水分特征曲线,但拟合参数不稳定;(4)含石灰岩碎石的土石混合介质的土壤饱和含水量只与土壤所占比例有关,而含片麻岩碎石的土石混合介质的土壤饱和含水量与土壤和碎石各自所占比例均有关。研究结果可以为土石山区土壤水分运动过程计算提供一定参考。 展开更多

关键词 土壤水分特征曲线 土石混合介质 片麻岩 石灰岩 土壤饱和含水量

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于BP网络的白杨树潜在蒸散量模拟优化研究

11

作者 高涛 袁日萍 +2 位作者 郑丽萍 王尚涛 甘永德 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第S01期131-134,共4页

【目的】探寻最优的白杨树潜在蒸散量(ET_(0))模拟方法。【方法】基于贵德县2022年1—6月的气象数据,建立了不同算法优化下白杨树ET_(0)的模拟模型,选取151组数据对模型进行训练,选取30组数据对模型进行验证。【结果】影响白杨树ET_(0)... 【目的】探寻最优的白杨树潜在蒸散量(ET_(0))模拟方法。【方法】基于贵德县2022年1—6月的气象数据,建立了不同算法优化下白杨树ET_(0)的模拟模型,选取151组数据对模型进行训练,选取30组数据对模型进行验证。【结果】影响白杨树ET_(0)的主要因素为平均气温,2 m高处风速,饱和水汽压差,相对湿度,基于不同算法优化后的BP网络模型在模拟白杨树ET_(0)方面的精度优于传统的BP网络模型。【结论】EWOA-BP网络模型的模拟精度最佳,可以作为预测白杨树ET_(0)的首选模型。 展开更多

关键词 ET_(0) BP网络 高寒区 气象

在线阅读 下载PDF 职称材料

土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响 被引量：3

12

作者 司曼菲 甘永德 +3 位作者 苏辉东 刘欢 仇亚琴 李海明 《人民长江》 北大核心 2019年第2期207-212,共6页

膨胀性土壤吸水后易膨胀变形,从而影响到土壤水分的运动参数。为了研究土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响,采用室内土柱试验装置分析了不同土壤厚度(2,4,6,8,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55cm)对3种土壤(沙土、黄绵土、娄土)土壤... 膨胀性土壤吸水后易膨胀变形,从而影响到土壤水分的运动参数。为了研究土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响,采用室内土柱试验装置分析了不同土壤厚度(2,4,6,8,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55cm)对3种土壤(沙土、黄绵土、娄土)土壤容重、土壤饱和含水量、土壤饱和导水系数的影响,并分别用幂函数、指数函数和对数函数进行了拟合分析。结果表明:①土壤饱和膨胀率、饱和比容积、饱和含水量和饱和导水系数均随土壤厚度增加而减小。②通过3种函数拟合效果对比发现,幂函数具有最佳拟合效果。 展开更多

关键词 土壤膨胀性 土壤水分运动 土壤容重 土壤饱和含水量 土壤饱和导水系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

土壤膨胀性对降雨入渗产流影响试验 被引量：4

13

作者 邵丽媛 甘永德 +4 位作者 苏辉东 贾仰文 张海涛 赵思远 郑柏杨 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第11期42-47,54,共7页

入渗产流是水循环的重要环节,膨胀性土会改变土壤水分运动参数,从而对降雨入渗产流过程产生影响。以具有膨胀性的黄绵土和娄土为研究对象,在室内模拟降雨条件下,研究了土壤膨胀性对4种厚度(分别为10、20、30、40cm)的土壤容重、累积入... 入渗产流是水循环的重要环节,膨胀性土会改变土壤水分运动参数,从而对降雨入渗产流过程产生影响。以具有膨胀性的黄绵土和娄土为研究对象,在室内模拟降雨条件下,研究了土壤膨胀性对4种厚度(分别为10、20、30、40cm)的土壤容重、累积入渗量、径流强度等土壤水分运动参数的影响,并采用Philip公式、Kostiakov公式和Horton公式对土壤水分运动特征曲线拟合。结果显示:各种厚度的膨胀性土壤受到膨胀力和重力双重作用均导致表层0~10 cm土壤平均干容重相对减小,10 cm以下深度土壤干容重随深度增加而相对增加。随着土壤厚度增大,黄棉土和娄土的土壤累积入渗量变小。径流强度随历时增加而增加,然后稳定,且因不同土层土壤颗粒稳定性不同影响波动幅度。Philip公式拟合效果不理想,Kostiakov公式只适用于土壤饱和段的拟合,而Horton公式考虑到膨胀土体积变化影响土壤饱和过程中土壤水入渗速率,适用于初始入渗至稳定入渗的过程。 展开更多

关键词 土壤膨胀性 降雨入渗 土壤水分运动参数 土壤水分运动特征曲线拟合

在线阅读 下载PDF 职称材料

膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型 被引量：6

14

作者 甘永德 刘欢 +3 位作者 贾仰文 牛存稳 仇亚琴 魏娜 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期77-83,共7页

膨胀性土壤吸水膨胀变形,具有复杂的水文特性及力学性质,其分布范围广泛,对国民经济有着重大影响,开展膨胀性土壤水分运动研究具有重要的实际意义和理论意义。目前的土壤水分运动研究多针对非膨胀性土壤,相关研究成果不适用于描述膨胀... 膨胀性土壤吸水膨胀变形,具有复杂的水文特性及力学性质,其分布范围广泛,对国民经济有着重大影响,开展膨胀性土壤水分运动研究具有重要的实际意义和理论意义。目前的土壤水分运动研究多针对非膨胀性土壤,相关研究成果不适用于描述膨胀性土壤水分运动过程。土壤膨胀变形主要是土壤膨胀力和自重应力综合作用的结果,土壤受力变形特征随土壤深度的变化而变化。为量化土壤膨胀变形对土壤水分运动参数的影响,采用土壤膨胀特征曲线和土壤应力-应变关系曲线建立包括饱和含水量、饱和导水系数、饱和比容积等在内的膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型。以黄绵土和娄土为典型膨胀性土壤,基于室内试验开展不同厚度土壤饱和水分运动参数的测定,验证所提出的参数计算模型的适用性和可靠性。结果表明:土壤饱和水分运动参数的计算值与实测值间的相对误差均小于10%,Nash效率系数均大于0.85,均方根误差均小于0.07,说明该模型可以较好地模拟计算膨胀性土壤饱和水分运动参数。研究成果既丰富了土壤水分运动理论研究,也为膨胀性土壤水分的利用和管理提供参考。未来研究将深入探讨不同初始含水量和初始容重下,土壤自重应力和膨胀力对饱和水分运动的影响,以期进一步提高模型性能。 展开更多

关键词 膨胀性土壤 土壤水分运动 饱和含水量 饱和导水率 饱和比容积

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑两流区影响的分布式水文模型及其应用 被引量：1

15

作者 甘永德 赵思远 郑丽萍 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第3期8-14,20,共8页

黄土塬区土层巨厚,土壤入渗过程包括优先流和基质流,但其两流区入渗过程不同于山区等区域。目前,分布式水文模型在黄土高原应用时未考虑优先流对降雨入渗过程的影响,造成模型在黄土高原应用时模拟失真,精度较低,大大限制了流域分布式水... 黄土塬区土层巨厚,土壤入渗过程包括优先流和基质流,但其两流区入渗过程不同于山区等区域。目前,分布式水文模型在黄土高原应用时未考虑优先流对降雨入渗过程的影响,造成模型在黄土高原应用时模拟失真,精度较低,大大限制了流域分布式水文模型的广泛适用性。基于传统降雨入渗模型(Green-Ampt模型),研究通过引入总土壤饱和含水量和土壤总饱和导水系数,改进分布式水文模型,构建黄土塬区两流区WEP分布式水文模型。选择黑河流域作为研究区域,分别利用改进前、后的WEP模型模拟研究区的降雨径流过程,对比验证WEP模型改进后的适用性。结果表明:与传统WEP模型相比,通过考虑两流区影响:对于月径流而言,流域断面逐月径流量相对误差绝对值均小于0.05%,Nash-Sutcliffe效率系数均大于0.69;而未改进模型的相对误差为0.06%~0.24%,Nash-Sutcliffe效率系数在0.66~0.70之间;改进后的模型率定期Nash-Sutcliffe效率系数由0.66升高至0.69,相对误差绝对值由0.24%降低到0.05%,在验证期内Nash-Sutcliffe效率系数由0.70提升到0.73,相对误差由0.06%减小到0.01%。针对日径流过程而言,模型改进后,Nash-Sutcliffe效率系数由-4.22提升到0.64,相对误差由57.17%降低到19.80%。通过考虑两流区对降雨入渗的影响,WEP模型对黑河流域断面月径流量以及日径流量过程的模拟效果明显改善,表明改进后的WEP模型在黄土塬区具有较好适用性,有助于增强对水分入渗过程的认识。 展开更多

关键词 基质流 优先流 水文模拟 降雨入渗 WEP模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于稳定同位素的黄土塬区地下水补给规律研究 被引量：6

16

作者 赵思远 贾仰文 +3 位作者 唐颖栋 牛存稳 龚家国 甘永德 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第8期63-69,77,共8页

选择典型黄土塬区——长武塬及长武塬边的王东沟小流域作为研究区,对研究区内降水、不同地表植被类型下0~15 m深度范围内的土壤水、井水和泉水样品进行采集,对比分析了各水体氢氧稳定同位素的组成特征,进而对黄土塬区地下水补给方式进... 选择典型黄土塬区——长武塬及长武塬边的王东沟小流域作为研究区,对研究区内降水、不同地表植被类型下0~15 m深度范围内的土壤水、井水和泉水样品进行采集,对比分析了各水体氢氧稳定同位素的组成特征,进而对黄土塬区地下水补给方式进行判定。结果发现:降水同位素组成与氘盈余呈现出“先减小后增大的趋势”的季节变化趋势;土壤水样氢氧同位素点样分布于当地大气降水线(Local Meteoric Water Line,LMWL)的右下方,分布较为离散,土壤水入渗过程中活塞流与优先流共同存在;地下水样氢氧同位素点样分布于LMWL和土壤水分蒸发线(Soil Water Euaporation Line,SWEL)之间,其离散程度远小于雨水与土壤水样品;黄土塬区地下水主要接受土壤水通过活塞流和优先流的双重入渗补给。 展开更多

关键词 黄土塬区 地下水补给 稳定同位素 活塞流 优先流

在线阅读 下载PDF 职称材料

黄土塬区不同土地利用方式土壤水分对降雨的响应研究 被引量：11

17

作者 赵思远 贾仰文 +2 位作者 牛存稳 龚家国 甘永德 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第3期174-182,188,共10页

以黄土塬区王东沟小流域塬面为研究对象,结合野外样品采集和室内外化验分析,探究不同土地利用方式下土壤水分、土壤水氢氧稳定同位素对次降雨事件的时空响应变化规律,为黄土塬区农业生产格局优化、生态修复提供科技支撑。结果表明:(1)... 以黄土塬区王东沟小流域塬面为研究对象,结合野外样品采集和室内外化验分析,探究不同土地利用方式下土壤水分、土壤水氢氧稳定同位素对次降雨事件的时空响应变化规律,为黄土塬区农业生产格局优化、生态修复提供科技支撑。结果表明:(1)在次降雨事件(降雨量47.6 mm)发生前及发生后7天,荒草地、苹果地和玉米地在0~3 m范围内土壤平均含水量分别为16.13%±1.23%、16.01%±1.38%、16.53%±1.43%。土壤水分对本次降雨事件响应的最大深度由大到小依次是玉米地、苹果地和荒草地,前二者存在响应滞后现象。采用有序聚类分析将土壤水分纵向变化层次划分为土壤水分活跃带、弱活跃带、相对稳定带,荒草地各层次深度范围分别为0~0.2、0.2~0.4和0.4~3 m,苹果地和玉米地均为0~0.2、0.2~0.6和0.6~3 m。(2)0~3 m土层蓄水能力由大到小依次是荒草地、玉米地和苹果地;(3)本次降雨事件下,雨水δ2H、δ18O分别为-81.30‰、-11.12‰;降雨后土壤表层的入渗能力大小依次为苹果地>玉米地>荒草地。0~3 m土层范围内土壤水氢氧稳定同位素随深度变化均表现出“多峰”的变化趋势,3种土地利用方式下雨水入渗均呈现“活塞流”和“优先流”交替进行的过程。 展开更多

关键词 黄土塬区 土地利用方式 土壤水分 稳定同位素

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于SHAW模型高寒区冻融土壤水热耦合过程数值模拟 被引量：7

18

作者 郑丽萍 甘永德 +3 位作者 魏加华 李润杰 吴玉帅 王冠楠 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第6期194-204,共11页

针对青海省这类高寒地区对其冻融土壤的水热耦合过程开展科学合理的研究,有利于水土流失的防治和生态环境的建设。试验于青海省德令哈市怀头他拉试验基地开展,采用TDR水分温度自动监测系统进行冻融土壤含水量和温度进行监测与记录。从2... 针对青海省这类高寒地区对其冻融土壤的水热耦合过程开展科学合理的研究,有利于水土流失的防治和生态环境的建设。试验于青海省德令哈市怀头他拉试验基地开展,采用TDR水分温度自动监测系统进行冻融土壤含水量和温度进行监测与记录。从2020年7月至2021年3月长达八个多月对土壤含水量和温度进行动态监测试验,结果表明:土壤在冻融阶段,其温度与空气温度具有同步变化的规律;外界环境变化对表层土壤含水量产生的影响较大,且土层越深影响越小;土壤含水量与温度具有相似的波动规律,都经历了一个下降、稳定、回升的过程。根据试验数据,利用SHAW模型进行该试验基地冻融土壤水热耦合过程的数值模拟,并对模拟结果展开分析,最后,根据Nash效率系数、标准差、平均偏差等指标对模型的模拟结果进行评价。模拟结果显示:地表下不同深度处土层温度的Nash效率系数(NSE)皆大于0.95,标准差(RMSE)在0.121~2.350之间,平均偏差(MBE)在0.001~0.678之间;不同土层含水量的Nash效率系数(NSE)都在0.83以上,标准差(RMSE)在0.001~0.0111之间,平均偏差(MBE)在0.001~0.006之间;根据模型模拟效率,可以认为土壤温度和含水量的模拟效果都是较为良好的,模拟结果都具有一定的可信度,能够较为真实地反映土壤各节点温度和含水量的动态运动规律和实际分布情况。 展开更多

关键词 冻融土壤 土壤含水量 土壤温度 水热耦合 SHAW模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Budyko假设的布哈河流域径流变化归因分析 被引量：5

19

作者 黄霄翔 李润杰 +1 位作者 甘永德 吴玉帅 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期480-490,共11页

以布哈河流域为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法和Pettitt检验法分析各水文气象要素的趋势变化并识别其突变特征,基于Budyko假设的水热耦合平衡Choudhury-Yang公式,分析量化不同因素对流域径流变化的贡献。结果表明:1958—2016年... 以布哈河流域为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法和Pettitt检验法分析各水文气象要素的趋势变化并识别其突变特征,基于Budyko假设的水热耦合平衡Choudhury-Yang公式,分析量化不同因素对流域径流变化的贡献。结果表明:1958—2016年研究区年径流深呈显著增加趋势,增加速率为0.536 mm/a;通过突变检验识别在2001年存在突变点,据此径流序列划分为基准期(1958—2001年)和变化期(2002—2018年);与基准期相比,变化期径流增加了32.7 mm,其主要影响因素为气候变化,贡献率为86.27%,气候变化中降水量变化的贡献率占97.12%,潜在蒸散发量变化起到负贡献作用,贡献率为−10.85%,而下垫面变化的贡献率为13.73%。可知,降水量的变化是影响布哈河流域径流增加的主要因素。 展开更多

关键词 布哈河 Budyko假设 归因分析 径流变化 弹性系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

土石山区山坡壤中流汇流界面研究——以太行山崇陵流域为研究区 被引量：2

20

作者 苏辉东 贾仰文 +3 位作者 龚家国 赵思远 牛存稳 甘永德 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期52-58,共7页

为促进山坡产汇流过程的精细化模拟,以河北省易县崇陵流域典型的土石山区不同坡位点(坡顶、坡中上、坡中、坡中下、坡脚)以及不同植被(油松和侧柏)为研究对象,采用亮蓝染色剂开展了野外双环入渗染色剂示踪试验,研究了山坡壤中流汇流界... 为促进山坡产汇流过程的精细化模拟,以河北省易县崇陵流域典型的土石山区不同坡位点(坡顶、坡中上、坡中、坡中下、坡脚)以及不同植被(油松和侧柏)为研究对象,采用亮蓝染色剂开展了野外双环入渗染色剂示踪试验,研究了山坡壤中流汇流界面的变化规律及其影响因子。结果表明:(1)山坡壤中流汇流界面埋深介于0. 6～1. 5 m之间,从坡顶到坡脚,汇流界面厚度逐渐减小;(2)植被覆盖对壤中流汇流界面的影响很大,在相同的坡位处,侧柏的壤中流汇流界面厚度大于油松的壤中流汇流界面厚度;(3)汇流界面的影响因素主要是土壤的结构和孔隙性、岩石风化层的层次结构,植被通过改变土壤的孔隙性引起汇流界面的变化。 展开更多

关键词 染色示踪法 汇流界面 亮蓝染色剂 山坡产汇流 崇陵流域 河北省易县

在线阅读 下载PDF 职称材料