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基于融知发酵模型的水灾害应急情报生成机理研究 被引量:1
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作者 徐绪堪 郭书宏 《现代情报》 北大核心 2025年第2期52-61,共10页
[目的/意义]近年来,全球水灾害频繁发生,我国每年因水灾害导致的人员伤亡和财产损失巨大。我国水灾害应急各阶段存在情报传递滞后、情报失真、利用不足等问题,因此有必要从多视角探讨水灾害应急情报,尤其是各类情报采集、处理和生成的... [目的/意义]近年来,全球水灾害频繁发生,我国每年因水灾害导致的人员伤亡和财产损失巨大。我国水灾害应急各阶段存在情报传递滞后、情报失真、利用不足等问题,因此有必要从多视角探讨水灾害应急情报,尤其是各类情报采集、处理和生成的全过程,服务于水灾害事件高效应对。[方法/过程]针对水灾害特征和各阶段的决策要求,基于生物发酵与情报生成的相似性,创新地引入融知发酵模型理论,解构水灾害应急管理中应急情报发酵的发酵要素机理、发酵功能机理,进而构建了水灾害应急情报生成模型,并通过实证分析验证了模型的适用性。[结果/结论]从融知发酵的视角,根据水灾害应急情报生成模型,从3个方面提出了应急情报管理的改进策略,所构建的水灾害应急情报生成模型可显著提升水灾害应急情报管理效率和效果。 展开更多
关键词 水灾害应急 应急情报 情报生成 融知发酵模型 生成机理
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基于WEAP模型的丰乐河灌区渠系配水优化
2
作者 邓建伟 张新民 +1 位作者 李昂 降亚楠 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期505-514,共10页
以甘肃省酒泉市丰乐河灌区为研究区域,在选取典型水文年、概化灌区配水工程、精细识别灌区种植结构和确定不同渠道灌溉控制面积作物需水量的基础之上,以灌溉需水缺水量最小为目标函数,构建了基于WEAP模型的精细时空尺度灌区渠系配水优... 以甘肃省酒泉市丰乐河灌区为研究区域,在选取典型水文年、概化灌区配水工程、精细识别灌区种植结构和确定不同渠道灌溉控制面积作物需水量的基础之上,以灌溉需水缺水量最小为目标函数,构建了基于WEAP模型的精细时空尺度灌区渠系配水优化模型.在考虑了作物空间分布和各生育期需水的基础上,选取并对比了6种不同的渠道配水优先次序方案下灌区的配水过程以及产生的灌溉效益.研究结果表明:在极端干旱的典型水文年,灌区渠系经验配水方式与作物实际需水不匹配的问题十分突出,会造成配水次序靠后区域的作物减产;在保障河道内生态流量的前提下,给偏好作物优先配水的配水次序与对应作物需水的耦合度更高,配水结果更合理;考虑优先供给灌区玉米种植区域的配水次序方案能在保证灌区灌溉效益公平性的同时获取更高的作物产量和经济效益,产量高出其他方案均值的6.9%,经济效益高出其他方案均值的10.5%;考虑优先次序相同的方案渠道缺水率的偏差仅为0.067,优于灌区习惯配水单年次序的0.163和双年次序的0.164.研究结果为提高灌区水资源利用效率和效益等提供重要技术依据. 展开更多
关键词 渠系优化配水 WEAP模型 种植结构 配水优先级
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基于水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型
3
作者 张运鑫 郭邦 +3 位作者 樊煜 高占义 杨芸 刘洁 《节水灌溉》 北大核心 2025年第5期39-44,50,共7页
在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的... 在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的影响,建立了基于水力响应时间的实时优化配水模型。当供水流量变大或变小时,模型提供2种配水方式:方式1为优先调节流量,再调节配水渠道数量;方式2为增加或减少下级配水渠道的数量。模型以各配水支渠的配水流量、开始配水时间和结束配水时间为决策变量,以配水历时最短和渠道输水损失最小为目标函数,通过精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。结果表明:2种方式的配水流量均在流量上下限之间,满足配水要求,响应时间的计算提供了更精准的配水时间;方式1可以保证所有渠道不间断配水,但出现了部分渠道配水流量较小的情况,配水历时为128.66 h;方式2中所有渠道均大流量配水,且配水流量大小能保持稳定,配水历时为122.13 h,但部分渠道会中断配水。水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型能够在供水流量变化时提供配水方案,方式1比方式2的配水流量波动大,渠道输水损失大,且配水时间多6.54 h。2种方式都考虑了水力响应时间对配水方案的影响,从而增加配水时间的准确性,可为灌区的配水工作提供指导。 展开更多
关键词 渠系配水 水力响应时间 优化配水模型 遗传算法 实时配水
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渭河流域主要作物对干旱胁迫的响应及关键期水分阈值 被引量:1
4
作者 彭郅雯 畅建霞 +4 位作者 郭爱军 王义民 牛晨 黄梦迪 王振 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期163-172,共10页
干旱是造成干旱区农业减产的一个重要因素。为探究农业产量在干旱胁迫下的损失特性,该研究以渭河流域的泾惠渠灌区为研究区域,选择区域内主要农作物(夏玉米与冬小麦)为研究对象,以各农作物模拟产量与统计产量差值最小为目标对AquaCrop-O... 干旱是造成干旱区农业减产的一个重要因素。为探究农业产量在干旱胁迫下的损失特性,该研究以渭河流域的泾惠渠灌区为研究区域,选择区域内主要农作物(夏玉米与冬小麦)为研究对象,以各农作物模拟产量与统计产量差值最小为目标对AquaCrop-OSPy模型的敏感性参数进行率定;采用率定好的模型模拟2种农作物在不同干旱胁迫场景下的产量;采用“S”型增长曲线拟合缺水率与减产率的变化关系,同时使用方差分析方法量化不同月份缺水率对农作物减产率的影响。结果表明:当缺水率较小或较大时,减产率受限于供水总量,此时通过优化灌溉过程缩小减产率的效果不佳;“S”型曲线能够表示农业产量受旱胁迫时三阶段、多拐点的响应特征;当夏玉米与冬小麦生育期总缺水率分别为23%、25%时,两农作物的减产率开始增加,缺水率分别为32%、35%时,减产率增加速度达到最大,缺水率分别为41%、45%时,减产率趋于极值;6月与11月的缺水率分别对夏玉米和冬小麦的影响最大,且当6月与11月缺水率大于75%时,农作物的减产率趋于极大值的可能性变大。研究结果可为揭示干旱胁迫下农作物产量响应规律,优化农业抗旱减灾策略提供了科学依据。 展开更多
关键词 干旱胁迫 水分 作物生长模型 农业产量模拟 “S”型曲线
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水位、水量、产量联控的华北平原地下水超采区节水灌溉多目标优化 被引量:2
5
作者 井淼 张江江 +4 位作者 刘瑾 杨思敏 谢一凡 孙梦雅 鲁春辉 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期184-192,共9页
为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东... 为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东部的沧州市作为研究区,通过收集实地资料,进行了地下水数值模型校正、作物需水模型构建以及NSGA-Ⅱ多目标优化模型配置,获得了限水灌溉条件下灌溉方案的帕累托非劣解集,并优选了代表性的地下水压采和水源置换方案。结果表明:若将灌溉用水中地下水的比例压减42.13%,并将15.28%的地下水置换为替代水源,可实现深层地下水位回升2.36 m,灌溉水量减少26.86%,冬小麦产量下降3.94%;若禁止开采地下水用于灌溉,且将现状开采量的37%置换为替代水源,有望实现深层地下水位回升8.95 m,灌溉水量减少62.87%,冬小麦减产12.70%,且产量仍在约束范围内。 展开更多
关键词 限水灌溉 地下水超采 地下水位 地下水数值模型 多目标优化 粮食产量 华北平原
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宁夏引黄灌区玉米吸收水分溯源及水分利用效率研究 被引量:1
6
作者 王雨欣 毛舒月 +4 位作者 马国荣 马永成 庄淏然 许德浩 冯克鹏 《节水灌溉》 北大核心 2025年第1期9-20,共12页
研究干旱区作物水分供应与利用效率问题对优化农田灌溉制度和提升水资源的高效利用具有重要意义。本文以宁夏青铜峡引黄灌区玉米为研究对象,采用稳定氢氧同位素技术定量化追踪大气降水、土壤水和玉米木质部水的同位素特征,综合运用直接... 研究干旱区作物水分供应与利用效率问题对优化农田灌溉制度和提升水资源的高效利用具有重要意义。本文以宁夏青铜峡引黄灌区玉米为研究对象,采用稳定氢氧同位素技术定量化追踪大气降水、土壤水和玉米木质部水的同位素特征,综合运用直接对比法、MixSIAR模型和蒸散分离技术,深入剖析了玉米在其生育期内的主要吸水深度、各阶段的相对贡献率以及水分利用效率(WUE)及其受环境因素的影响。结果表明:玉米主要吸收0~30 cm的浅层土壤水分,其在不同生育阶段的平均贡献率分别为:44.10%(出苗期)、35.44%(拔节期)、41.54%(抽穗期)、41.66%(灌浆期)和48.10%(成熟期);在整个生育期,WUE呈现波动上升趋势,受到饱和水汽压差、土壤温度和空气温度等环境因素的显著影响。结果揭示了该地区玉米生长发育过程中,对浅层土壤水分的高度依赖性和随着生育期发展水分利用效率显著提升的特性。 展开更多
关键词 氢氧稳定同位素 蒸散分离 TG模型 总初级生产力 作物蒸腾 根系水分来源 吸水深度
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膜下滴灌水源矿化度对棉花生长的影响及AquaCrop模拟 被引量:9
7
作者 杨广 雷杰 +6 位作者 孔春贤 何新林 李鹏飞 王春霞 李小龙 李毅 李发东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期83-92,共10页
利用微咸水灌溉是缓解干旱区灌溉淡水资源短缺的有效途径。为探讨膜下滴灌水源矿化度对棉花植株体内盐分累积、生长及产量的影响,该研究开展了2 a(2020-2021年)测坑试验,共设置6个灌溉水矿化度,分别为1、2、3、4、5和6 g/L,分析了棉花... 利用微咸水灌溉是缓解干旱区灌溉淡水资源短缺的有效途径。为探讨膜下滴灌水源矿化度对棉花植株体内盐分累积、生长及产量的影响,该研究开展了2 a(2020-2021年)测坑试验,共设置6个灌溉水矿化度,分别为1、2、3、4、5和6 g/L,分析了棉花生育期内不同土层盐分累积规律,构建了不同矿化度水源膜下滴灌棉花的AquaCrop作物生长模型。结果表明:1)不同矿化度水源膜下滴灌棉花土壤盐分在40~60 cm土层积累量达到峰值,80~100 cm土层盐分积累较少。不同矿化度水源膜下滴灌棉花2 a末40~60 cm土层盐分分别累积44.29%、42.68%、43.40%、34.92%、35.69%、39.32%。2)灌溉水源矿化度为3~4 g/L时棉花生长指标和产量优于其他处理,且不会造成盐分累积过高,灌溉水源矿化度为4 g/L与1 g/L相比棉花各生长指标和产量受到影响较小,综合考虑棉花适宜灌溉水源为3~4 g/L之间。3)通过构建AquaCrop作物生长模型模拟冠层覆盖度、地上干物质量模拟值与实测值的决定系数大于等于0.812,标准均方根误差不大于24.1,一致性指数不小于0.984,模拟效果较好。棉花产量模拟值与实测值的相对误差RE小于9.28%,可见AquaCrop作物生长模型能较好地模拟不同矿化度水源膜下滴灌棉花生长发育过程,可用于产量预测和农业水资源优化管理。研究结果可为干旱区咸水资源膜下滴灌技术可持续利用提供依据。 展开更多
关键词 盐分 灌溉 棉花 咸水 矿化度 膜下滴灌 作物生长模型
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基于CROPWAT模型的玉米水分盈亏及灌溉制度研究 被引量:8
8
作者 杜崇 王天倚 +2 位作者 聂堂哲 戴长雷 李铁成 《节水灌溉》 北大核心 2020年第8期91-97,共7页
为研究黑龙江省中部地区玉米生育期内需水量、水分盈亏指数(CWSDI)、干旱等级变化和不同水文年灌溉制度,基于哈尔滨市1955-2014年气象数据、土壤数据和玉米作物参数,利用CROPWAT模型计算玉米生育期内需水量、有效降雨量和灌溉需水量,计... 为研究黑龙江省中部地区玉米生育期内需水量、水分盈亏指数(CWSDI)、干旱等级变化和不同水文年灌溉制度,基于哈尔滨市1955-2014年气象数据、土壤数据和玉米作物参数,利用CROPWAT模型计算玉米生育期内需水量、有效降雨量和灌溉需水量,计算水分盈亏指数并划分干旱等级,采用Mann-Kendall趋势检验分析以上因素变化趋势,针对不同典型水文年制定灌溉制度。结果表明,该地区1955-2014年生育期内玉米需水量以9.41 mm/10 a的速率下降;丰水年、平水年,枯水年和特枯水年需水量分别为407.80、423.80、452.00和485.60 mm;多年平均CWSDI没有明显变化,生育期内每月CWSDI变化较为明显,干旱等级分析表明在玉米生长初期和生长后期较干旱;不同水文年干旱情况不同,除丰水年外,有效降雨量均难以满足玉米生育期内需水量,不同典型水文年应建立不同的灌溉制度。特枯水年、枯水年和平水年的灌水净定额分别为151.30、117.10和39.70 mm。 展开更多
关键词 玉米 需水量 水分盈亏指数 cropWAT模型 灌溉制度
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作物生产智能装备潜在安全风险分析
9
作者 李文罡 马自飞 +3 位作者 万傲霆 李彤 李靖 冯迪 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第10期318-324,共7页
作物生产智能装备以其精准化、高效化的作业优势,极大地提升农业生产效率和质量,为现代农业的发展注入强大动力。然而,在带来诸多益处的同时,作物生产智能装备也潜藏着数据泄露、智能模型不透明、设备故障等诸多安全风险,若不加以重视... 作物生产智能装备以其精准化、高效化的作业优势,极大地提升农业生产效率和质量,为现代农业的发展注入强大动力。然而,在带来诸多益处的同时,作物生产智能装备也潜藏着数据泄露、智能模型不透明、设备故障等诸多安全风险,若不加以重视和应对,可能会对农业生产造成严重的不良影响。但是,针对作物生产智能装备安全风险分析方面的研究尚未发现。鉴于此,深入分析作物生产智能装备的潜在安全风险,如数据安全风险、智能模型安全风险、智能装备故障风险以及智能装备操作人员安全风险。同时,针对这些安全风险提出相应的应对策略:应用新兴技术保障数据安全、加强模型的可靠性与可解释性、提升智能装备的软硬件系统以及操作人员的专业培训等。旨在为保障作物生产的安全和可持续发展提供有益的参考和借鉴,具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 农业智能装备风险 作物 数据安全风险 智能模型风险 模型偏差 风险应对策略
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基于LMDI模型的四川盆地作物水足迹时空演变及驱动因素分析 被引量:2
10
作者 阳君 肖作林 徐伟峰 《水资源保护》 北大核心 2025年第1期160-169,共10页
为探究四川盆地农业水足迹演变特征及驱动因素,分析了2001—2021年四川盆地主要农作物蓝水、绿水、灰水和白水足迹时空演变特征。利用LMDI模型从技术、环境和社会维度识别了作物水足迹变化的驱动因素,并从全局与局部视角探讨了不同驱动... 为探究四川盆地农业水足迹演变特征及驱动因素,分析了2001—2021年四川盆地主要农作物蓝水、绿水、灰水和白水足迹时空演变特征。利用LMDI模型从技术、环境和社会维度识别了作物水足迹变化的驱动因素,并从全局与局部视角探讨了不同驱动因素的差异性。结果表明:2001—2021年四川盆地作物水足迹呈现先上升后下降的趋势;各市作物水足迹在空间上表现为北高南低的分布特征;从全局看,不同驱动因素对作物水足迹变化的影响程度由大到小依次为经济效应、人口变化效应、技术效应、水足迹强度效应、节水效应、生产效应,经济效应和人口变化效应是最强的促进和抑制因素,贡献值分别为82.90亿m^(3)和-51.55亿m^(3);从局部看,技术效应与人口变化效应在空间上存在错位现象,生产效应、节水效应和水足迹强度效应在空间上表现为双向驱动作用。 展开更多
关键词 农业水足迹 作物水足迹 LMDI模型 四川盆地
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深水大直径桥墩水下振动台试验研究
11
作者 王磊 吕忠达 +1 位作者 王飞 赵卓 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期110-116,共7页
为研究水深和地震动特性对深水大直径桥墩动力响应和动水压力的影响,按1∶60缩尺比设计、制作1组桥墩模型进行水下振动台试验,研究不同水深及地震激励幅值下桥墩基频、动力响应和动水压力的变化规律。结果表明:随水深增大,桥墩基频呈加... 为研究水深和地震动特性对深水大直径桥墩动力响应和动水压力的影响,按1∶60缩尺比设计、制作1组桥墩模型进行水下振动台试验,研究不同水深及地震激励幅值下桥墩基频、动力响应和动水压力的变化规律。结果表明:随水深增大,桥墩基频呈加速下降趋势;桥墩应变、位移峰值和动水压力随水深增大而增大,且桥墩应变增幅呈加速增大趋势,相较无水工况,高水位时墩底应变增幅可达19.1%。深水桥墩应变和动水压力随地震激励幅值的增大呈线性增大趋势;动水压力与桥墩表面加速度成正比,可将动水压力表示成桥墩表面加速度与水体附加质量乘积形式,其中水体附加质量与输入地震波频谱特性相关。 展开更多
关键词 深水大直径桥墩 水下振动台 墩-水耦合 基频 动力响应 动水压力 模型试验
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基于Aqua Crop的南宁市甘蔗响应气象干旱情景模拟 被引量:2
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作者 杨云川 程禹灏 +5 位作者 梁丽青 廖丽萍 王婷艳 张会娅 杨星星 胡甲秋 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1900-1912,共13页
南宁市多低山丘陵、岩溶发育,甘蔗种植以雨养为主,气象干旱造成的土壤水分亏缺一直是影响该区域甘蔗生长和产量累积的主要因子,多年来旱灾造成的甘蔗产量损失巨大。为此,本文基于1979—2018年0.1°格点逐日气象数据,计算逐日标准化... 南宁市多低山丘陵、岩溶发育,甘蔗种植以雨养为主,气象干旱造成的土壤水分亏缺一直是影响该区域甘蔗生长和产量累积的主要因子,多年来旱灾造成的甘蔗产量损失巨大。为此,本文基于1979—2018年0.1°格点逐日气象数据,计算逐日标准化加权平均降水指数(SWAP)并分析了南宁市气象干旱特征及其在甘蔗生育期的可能发生情景,并采用水分要素驱动的Aqua Crop作物模型,开展了该区域甘蔗生长、生物量及产量累积过程对不同强度、历时的气象干旱的响应机制模拟研究。结果表明:经扩展傅里叶幅度检验法(EFAST)对作物模型参数进行敏感性分析和本地化率定后,该模型模拟研究区的甘蔗产量拟合精度达0.92、均方根误差百分率为3.84%。历时典型气象干旱年情景模拟表明:产量和生物量累积对各强度气象干旱均有显著响应,蒸腾量变化只有在分蘖期和伸长期对气象干旱的响应敏感,而冠层覆盖度对气象干旱的响应具有显著的滞后递减特征。甘蔗各生育期的气象干旱情景模拟发现:萌芽期发生轻、中旱历时达15 d及以上时甘蔗的上述4个要素开始出现显著响应,伸长期发生轻、中和重旱历时为5 d及以上时,甘蔗各要素即出现显著响应,而成熟期基本不受气象干旱影响。各强度气象干旱情景下,甘蔗的产量、生物量、蒸腾量的减少率随干旱历时的变化分别为0~24.0%、0~18.5%及0~15.9%(轻旱历时5~35 d),25.0%~37.0%、20.0%~29.3%及8.0%~24.4%(中旱历时15~45 d),33.5%~40.0%、26.2%~31.7%及18.9%~25.7%(重旱历时35~50 d)。上述成果揭示了研究区甘蔗生长过程及累计产量等与各强度、历时气象干旱之间的定量映射关系,可为南宁市解析气象干旱-土壤水分-甘蔗长势的旱灾链式传递机理、多阶段旱灾预警及旱灾动态风险智慧调控等奠定科学基础。 展开更多
关键词 干旱响应机制 Aqua crop模型 甘蔗 蔗茎产量 生物量 蒸腾量
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白洋淀上游山区典型流域水源涵养林不同植被优化配置
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作者 邓雅元 王美琪 +4 位作者 闫烨琛 杨建英 张广英 王洁 杨瑾 《浙江农林大学学报》 北大核心 2025年第3期457-467,共11页
【目的】基于水文过程模拟分析,研究白洋淀上游山区水源涵养林优化配置,提升该区水源涵养林建设质量。【方法】以2016年为例,利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型验证了白洋淀上游山区安各庄流域本地化过程的适用性,根据安各... 【目的】基于水文过程模拟分析,研究白洋淀上游山区水源涵养林优化配置,提升该区水源涵养林建设质量。【方法】以2016年为例,利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型验证了白洋淀上游山区安各庄流域本地化过程的适用性,根据安各庄流域立地条件共划分63种立地类型并进行立地质量等级评价。根据立地条件进行水源涵养林空间配置,再利用SWAT模型情景分析模拟不同水源涵养林空间配置下的径流量。【结果】在以调整混交林、针叶林为主的情景下,流域丰水期径流量比实测值减少15.79%,枯水期径流量比实测值增加15.83%。在空间配置上,阔叶林主要配置在缓坡和斜坡地,以阳坡为好;混交林主要配置在斜坡地和陡坡地;针叶林主要配置在陡坡地,以阴坡为好;灌木林主要配置在斜坡地和陡坡地,尤其是在土层薄的部位。【结论】在以混交林、针叶林为主的空间配置下,水源涵养林涵养水源功能发挥最好。 展开更多
关键词 水源涵养林 立地类型 SWAT模型 敏感性分析 空间优化配置 水文响应
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凝汽器水位扰动下火电机组调节过程的动态响应特性
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作者 冯福媛 梁惠勋 +3 位作者 张淇钧 陈衡 徐钢 刘彤 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第6期229-237,共9页
在“双碳”目标与新能源大规模并网的时代背景下,传统火电机组亟需提升运行灵活性以满足电网调峰调频需求。凝结水节流技术通过调节凝结水流量改变汽轮机低压缸的进汽量,实现机组输出功率的快速响应。为研究凝汽器水位扰动下火电机组调... 在“双碳”目标与新能源大规模并网的时代背景下,传统火电机组亟需提升运行灵活性以满足电网调峰调频需求。凝结水节流技术通过调节凝结水流量改变汽轮机低压缸的进汽量,实现机组输出功率的快速响应。为研究凝汽器水位扰动下火电机组调节过程的动态响应特性,基于Modelica语言环境下的Dymola仿真平台,构建了某600 MW超临界再热机组的动态热力模型。模型以质量守恒、能量守恒及传热学基本定律为理论基础,对锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、高压加热器及低压加热器等设备进行模块化建模,并在模型中加入了汽温控制系统和水位控制系统,前者通过调节减温水流量维持主、再热蒸汽温度稳定,后者根据水位偏差动态调整泵的转速或阀门开度。通过在100%、90%、50%、40%额定负荷4个典型工况下,对凝汽器水位进行+0.1~+0.5 m的阶跃扰动,以分析凝结水质量流量和机组功率等关键参数的动态响应特性。结果表明:同一运行负荷下,凝汽器水位扰动量越大,相应的机组输出功率的增量越大;不同运行负荷下,相同的凝汽器水位扰动量下,机组在高负荷运行时,凝结水质量流量超调量较小,且更容易达到稳定,同时,高负荷运行时,机组输出功率响应速度较快,且机组输出功率的增量更大,高负荷时机组输出功率增量为0.85~5.68 MW,相比于低负荷下0.36~2.26 MW的功率增量更加明显。 展开更多
关键词 超临界再热机组 动态模型 控制系统 凝汽器水位扰动 动态响应
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经济-水足迹-碳汇目标下不同水文年农作物种植结构的优化——以山西省和顺县为例
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作者 陆晓蓝 李永强 +4 位作者 郭青霞 申永恒 贾一堃 韦月涵 张浚哲 《生态学报》 北大核心 2025年第13期6194-6206,共13页
气候变化、水资源短缺及耕地分配不合理对粮食生产影响显著。调整作物种植结构对增强区域粮食安全、生态保护和促进农业可持续发展至关重要。以山西省和顺县为例,构建基于经济、作物水足迹和农田碳汇的多目标优化模型,旨在实现最小化作... 气候变化、水资源短缺及耕地分配不合理对粮食生产影响显著。调整作物种植结构对增强区域粮食安全、生态保护和促进农业可持续发展至关重要。以山西省和顺县为例,构建基于经济、作物水足迹和农田碳汇的多目标优化模型,旨在实现最小化作物水足迹、最大化净经济收益和农田净碳汇,使用遗传算法Ⅱ求解获得不同水文年份的种植面积优化方案。研究结果显示,优化后三种水文年(丰水年、平水年和枯水年)区域净收益均有所增加,总净收益分别增长了17.76%、44.06%和87.79%;农田净碳汇分别提升5.85%、9.74%和12.46%。具体而言,在丰水年,玉米和高粱的种植面积显著增加;在枯水年,玉米和谷子的种植面积增加最多;在平水年,则是豆类和其他谷物的种植面积增加最大;薯类作物经过优化后的种植面积均有所减少。因此,降水量大区域可适当降低旱作物种植比例,降雨量小区域则适当增加旱作物种植比例。模型结果表明,可以在保持经济效益的同时,提高土壤碳储量和减少水资源消耗,从而提升耕地的综合效益。通过优化作物种植面积,旨在提高粮食安全和生态安全,保障山西省和顺县的农业向更加可持续的方向发展,为对未来进一步探讨作物种植优化研究奠定基础。 展开更多
关键词 作物水足迹 农田碳汇 优化模型 NSGAⅡ 种植结构优化
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基于SWAT模型的葫芦河流域气候变化对水沙的影响分析
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作者 赵汉文 曾海涛 马金珠 《水电能源科学》 北大核心 2025年第7期1-6,共6页
为深入认识葫芦河流域气候变化对水沙的影响过程,构建葫芦河流域SWAT模型,对流域下游秦安站2011~2020年的逐月径流量、输沙量进行模拟,通过设置多种气候变化情景,从年、月尺度和空间尺度分析流域水沙对气候变化的响应特征。结果表明,SWA... 为深入认识葫芦河流域气候变化对水沙的影响过程,构建葫芦河流域SWAT模型,对流域下游秦安站2011~2020年的逐月径流量、输沙量进行模拟,通过设置多种气候变化情景,从年、月尺度和空间尺度分析流域水沙对气候变化的响应特征。结果表明,SWAT模型在葫芦河流域水沙模拟中有良好的适用性;降水增加10%,水沙分别增加13.81%、19.43%左右;气温升高1℃,水沙分别减少1.75%、2.06%左右;水沙年内丰枯差距随降水增加而减小,随气温升高而增大;各气候情景下,产沙空间格局变化较产流空间格局变化更为明显;流域上游产水、产沙对气候变化响应较下游更加敏感。气候变化对水沙时空变化的影响一致,且降水作用大于气温作用。 展开更多
关键词 葫芦河流域 SWAT模型 气候变化 水沙响应
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基于校正WOFOST模型的枣树生长模拟与水分利用评价 被引量:5
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作者 白铁成 王涛 张楠楠 《智慧农业(中英文)》 2021年第2期55-67,共13页
为实现定量化分析温、光和水资源对果树生长的影响,本研究以成龄骏枣树为研究对象,提出了基于校正WOFOST模型的枣树生长和水分运移模拟方法。利用2016和2017年的田间试验观测数据,重点校正WOFOST模型的物候学发育、初始化、绿叶、CO_(2... 为实现定量化分析温、光和水资源对果树生长的影响,本研究以成龄骏枣树为研究对象,提出了基于校正WOFOST模型的枣树生长和水分运移模拟方法。利用2016和2017年的田间试验观测数据,重点校正WOFOST模型的物候学发育、初始化、绿叶、CO_(2)同化、干物质分配、呼吸作用和水分利用参数。在田间尺度,完成总地上生物量(TAGP)、叶面积指数(LAI)和土壤水分含量的动态模拟和精度验证;在县域尺度,使用55个果园的最大LAI、单产、实际蒸散量(ET_(a))和水分利用效率(WUE)数据评价模型区域尺度的模拟性能。结果表明,在田间尺度,校正模型模拟不同灌溉梯度TAGP的决定系数R^(2)范围为0.92~0.98,归一化均方根误差NRMSE为8.7%~20.5%;模拟LAI的R^(2)范围为0.79~0.97,NRMSE为8.3%~21.1%;模拟土壤水分含量的决定系数R^(2)范围为0.29~0.75,NRMSE为4.1%~6.1%。在县域尺度,两年模拟最大LAI与实测LAI的R^(2)分别为0.64和0.78,NRMSE分别为13.3%和10.7%;模拟单产的R^(2)分别为0.48和0.60,NRMSE分别是12.1%和11.9%;模拟ET_(a)均方根误差分别为36.1 mm(7.9%)和30.8 mm(7.4%);模型也表现了较高的WUE模拟精度(10%<NRMSE<20%),均方根误差RMSE值分别为0.23和0.28 kg/m³。WOFOST模型在田间和县域尺度都取得了较高的枣树生长和水分运移模拟精度,可为土壤、气象、灌溉管理和枣树生长耦合影响的定量化分析提供新思路。 展开更多
关键词 作物生长模型 参数校正 WofOST 枣树 水分利用效率
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波流耦合作用下深水桥墩群桩基础动力响应研究
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作者 金仁贵 吴文兵 陈力博 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期136-142,共7页
为探明深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的动力响应特征,选用会战谱模拟波浪的非线性作用,运用MATLAB软件编程求解波流力时程曲线,基于ANSYS数值分析软件建立泰和赣江特大桥3#桥墩结构的三维有限元模型,模拟深水桥墩群桩基础在波流耦... 为探明深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的动力响应特征,选用会战谱模拟波浪的非线性作用,运用MATLAB软件编程求解波流力时程曲线,基于ANSYS数值分析软件建立泰和赣江特大桥3#桥墩结构的三维有限元模型,模拟深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的响应规律,并开展瞬态动力分析。结果表明:桥墩基础墩顶处位移表现出累积趋势,墩身、墩底和桩顶处的位移、应力、应变呈现非线性波动特征;横桥向变形量在墩顶处最大,向下逐渐减小,最小值在桩顶处;墩身的应力、应变的最大值分别位于静水面处和墩底与承台相交处,最小值位于墩顶、桩顶处。该研究结果可为深水桥墩基础的设计与运营维护提供理论指导。 展开更多
关键词 深水桥墩 群桩基础 动力响应 波流耦合作用 数值计算 三维有限元模型
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亚热带4个水土保持树种幼苗光响应和CO_(2)响应模型拟合
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作者 张冲 刘芳梅 +3 位作者 彭铁双 刁文颖 陈楚湘 何功秀 《湖南林业科技》 2025年第2期1-9,共9页
筛选闽楠、香樟、赤皮青冈、红榉等4个水土保持树种幼苗光响应与CO_(2)响应曲线的最适模型,分析光合特性差异,为苗木培育与林分经营提供依据。在测定幼苗光合参数的基础上,采用直角双曲线(RH)、非直角双曲线(NRH)、修正直角双曲线(MRH)... 筛选闽楠、香樟、赤皮青冈、红榉等4个水土保持树种幼苗光响应与CO_(2)响应曲线的最适模型,分析光合特性差异,为苗木培育与林分经营提供依据。在测定幼苗光合参数的基础上,采用直角双曲线(RH)、非直角双曲线(NRH)、修正直角双曲线(MRH)和指数函数(EF)模型拟合光响应过程,采用RH、Michaelis-Menten(M-M)和MRH模型拟合CO_(2)响应过程。结果表明:(1)光响应与CO_(2)响应模型拟合的R2均达0.98以上,其中NRH模型对闽楠光响应拟合最优,MRH模型对香樟、红榉和赤皮青冈的光响应及4个树种的CO_(2)响应拟合最优;(2)MRH模型对闽楠、香樟、红榉的光响应参数及4个树种的CO_(2)响应参数拟合值最接近实测值,EF模型则对赤皮青冈的光响应参数拟合最优;(3)红榉和香樟的最大净光合速率与暗呼吸速率显著高于闽楠和赤皮青冈的,香樟的光补偿点最低,闽楠的光饱和点最高且具有高羧化能力(高CO_(2)饱和点)和低CO_(2)补偿点。建议采用MRH模型评价香樟与红榉的光合能力,采用NRH+MRH组合评价闽楠的,采用MRH+EF组合评价赤皮青冈的。 展开更多
关键词 光响应曲线 CO_(2)响应曲线 模型 光合参数 水土保持树种
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基于SWAT的马渡河流域水文模拟及环境响应分析
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作者 吴帆 张利华 +1 位作者 陈俊宏 陈佩佩 《华中师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期247-258,共12页
环境变化对于流域水文循环产生了巨大影响,土壤含水量和地下水补给量是水文循环中关键的要素.该研究基于多种数据建立SWAT模型模拟马渡河流域1981—2018年土壤含水量(SW)、地下水补给量(GW),分析流域多年GW、SW时空变化特点,并探究其与... 环境变化对于流域水文循环产生了巨大影响,土壤含水量和地下水补给量是水文循环中关键的要素.该研究基于多种数据建立SWAT模型模拟马渡河流域1981—2018年土壤含水量(SW)、地下水补给量(GW),分析流域多年GW、SW时空变化特点,并探究其与环境因子之间的响应关系.研究结果如下:1)建立马渡河流域SWAT模型,使用遥感数据进行模型参数率定,选取的7个子流域在率定期精度均表现良好(均R^(2)>0.5,NSE>0.5),使用遥感ET数据以及房县实测数据进行精度验证,精度均满足要求.2)流域多年SW、GW平均值为分别为18.7%和50.93mm每年,流域GW多年年内呈现双峰分布特征,而流域SW呈现单峰分布特点.3)空间上,流域SW、GW分布均呈现出“北低南高”的特点,且均表现出微弱的下降趋势.4)不同土壤类型和不同土地利用类型均对于流域GW和SW表现出一定的影响.土地利用类型中耕地类型具有流域最大GW和SW平均值;土壤类型中,艳色高活性淋溶土具有最大的SW、石灰性疏松岩性土具有最大的GW;流域SW对于不同坡度等级变化响应不显著,GW呈现出坡度越小GW值越大的特点.5)流域SW、GW在年月尺度上分别对于降雨和风速表现出显著相关,延迟一年的GW对于降雨表现出显著相关. 展开更多
关键词 SWAT模型 土壤含水量 地下水补给量 环境响应 水文模拟
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