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基于Budyko和abcd模型的黑河上游径流变化归因分析
1
作者 张苏娜 牛最荣 贾玲 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期69-79,共11页
[目的]探究变化环境下黑河流域径流演变规律和驱动因素,量化各影响因素对流域径流变化的贡献率,以期为黑河上游水资源开发利用提供科学依据。[方法]采用Mann-Kendall突变检验、Budyko和abcd水文模型等研究方法,分析了黑河上游1980—202... [目的]探究变化环境下黑河流域径流演变规律和驱动因素,量化各影响因素对流域径流变化的贡献率,以期为黑河上游水资源开发利用提供科学依据。[方法]采用Mann-Kendall突变检验、Budyko和abcd水文模型等研究方法,分析了黑河上游1980—2023年的径流量演变规律及其驱动因素。[结果](1)黑河上游径流集中期推迟,年内各月径流量差异性减小,径流年内分配渐趋均匀化,径流量在年尺度上经历了平枯期—平水期—丰平期的波动变化,但总体呈增加趋势。(2)祁连、札马什克、莺落峡站径流量分别在2003年、2005年、2005年发生了突变,突变后径流量较突变前分别增加11.33%,35.30%和19.54%;突变后降水、潜在蒸发对径流的贡献在减弱,气温对径流的贡献在增加。(3)径流对降水变化的敏感性最高,其次为下垫面和潜在蒸发;Budyko和abcd水文模型模拟得出气候变化对径流变化的贡献率分别为58.47%和86.85%,降水是导致径流增加的主要气候因素,人类活动中林地面积的减少对径流增加有促进作用。[结论]黑河上游径流量呈显著增加趋势,气候变化对径流变化的贡献率超过50%,气候变化是引起黑河上游径流变化的主要驱动因素。 展开更多
关键词 径流变化 气候变化 Budyko模型 abcd水文模型 黑河上游
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基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化 被引量：5
2
作者 康艳 伊丽 龚家国 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期458-467,共10页
针对水文模型参数多目标优化问题中计算复杂且多目标之间存在相互矛盾的问题,提出了基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化方法.以ABCD水文模型为月径流预报模型,构建径流总水量误差、平均相对误差、高水流量纳什效率系数和低... 针对水文模型参数多目标优化问题中计算复杂且多目标之间存在相互矛盾的问题,提出了基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化方法.以ABCD水文模型为月径流预报模型,构建径流总水量误差、平均相对误差、高水流量纳什效率系数和低水流量纳什效率系数4种目标函数,采用分期设权理想点法将多目标函数转化为单目标,并采用粒子群优化算法求解目标函数.以泾河流域月径流为例,设置全时期(A)、丰水期(B)、枯水期(C)、分期模拟-组合(D)4种模拟方案,分析不同方案下模型模拟效果,结果表明:在全时期模拟方案中,相较于单目标优化方案A1~A4,多目标优化方案A5能有效地表征多个水文过程特征,协调目标函数间的互斥关系,模拟效果更优;在分期模拟方案中,目标权重为0.75时的子方案B3、C3既能合理体现目标函数表征的水文特征,又能兼顾其他目标函数,模拟效果相对最佳;丰、平、枯水期分期模拟-组合方案D对高水流量与低水流量过程模拟效果较全时期多目标优化方案的模拟效果更优,评价指标决定系数R2、效率系数Ens均达到0.8以上,平均绝对百分误差APE小于1%,说明分期模拟-组合方案D能有效提高模型模拟精度. 展开更多
关键词 水文模型参数多目标优化 分期设权理想点法 abcd水文模型 径流模拟 泾河流域
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基于改进abcd模型的黄河源区径流变化与归因 被引量：7
3
作者 庄稼成 星寅聪 +8 位作者 李艳忠 刘晓聪 杨泽龙 赵紫春 王启素 谢雨初 王洁 白鹏 刘昌明 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS 北大核心 2022年第5期953-965,共13页
为改进模型对高寒地区融雪径流模拟不足的缺陷,将融雪模块耦合到传统abcd模型。利用1980—2018年逐月实测的径流数据和通过AnuSpline方法插值的格网气象要素,驱动改进后的abcd模型,分析三江源生态保护措施实施前后(1980—1999年和2000—... 为改进模型对高寒地区融雪径流模拟不足的缺陷,将融雪模块耦合到传统abcd模型。利用1980—2018年逐月实测的径流数据和通过AnuSpline方法插值的格网气象要素,驱动改进后的abcd模型,分析三江源生态保护措施实施前后(1980—1999年和2000—2018年)黄河源区径流的动态变化,并量化关键气象因素与人类活动对径流变化的影响程度,即相对贡献。结果表明:耦合融雪模块的abcd-snow模型完善了高寒地区水文过程的模拟,提高对径流的模拟性能,在黄河源区表现出较好的适用性;整个研究时段黄河源区的实测径流呈不显著减少趋势(-0.80 mm/a,p>0.05),但2000年前径流则呈现显著下降趋势(-4.12 mm/a,p<0.05),2000年后径流则呈显著增加趋势(3.16 mm/a,p<0.05);归因分析表明气候变化是源区径流变化的主导因素。2000年前,气候变化对径流减少的相对贡献率为62.8%,人类活动对径流的贡献为37.2%;2000年后,气候变化对径流增加的贡献率达到120.0%,人类活动对径流的贡献为-20.0%。其中:降水的变化是决定径流变化主导因素;其他气候因素的相对贡献较小;以人类活动为主的生态恢复可显著降低河川径流。本研究有助于理解气候变化和下垫面变化对黄河源区水资源变化的系统驱动机理,并为流域水资源合理配置提供科学参考依据。 展开更多
关键词 径流变化 黄河源区 度日模型 abcd水文模型 气候变化 归因分析
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黄河源实际蒸发和径流变化多时间尺度归因分析 被引量：2
4
作者 曹振江 姬广兴 +5 位作者 杨瑞婷 王雨欣 李凡 张亚丽 陈伟强 黄珺嫦 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期209-217,共9页
[目的]全面分析黄河源区变化环境下水文要素(实际蒸发和径流)变化的主要影响因素,为黄河源区水文循环机理研究和生态环境保护提供参考依据。[方法]基于黄河源区1967-2020年的水文气象数据,使用Mann-Kendall趋势检验法在年、季和月时间... [目的]全面分析黄河源区变化环境下水文要素(实际蒸发和径流)变化的主要影响因素,为黄河源区水文循环机理研究和生态环境保护提供参考依据。[方法]基于黄河源区1967-2020年的水文气象数据,使用Mann-Kendall趋势检验法在年、季和月时间尺度上分析黄河源区实际蒸发和径流的变化特征,采用ABCD水文模型和月尺度Budyko模型在多时间尺度上定量分离出人类活动和气候变化对黄河源区实际蒸发和径流变化的贡献率。[结果](1)1967-2020年黄河源区实际蒸发量在年、季和月时间尺度上都表现为显著增加的趋势;径流在年尺度、旱季、8月、9月表现为不显著减少趋势,在雨季和7月表现为不显著增加趋势。(2)在年尺度、旱季、8月和9月,气候变化对流域实际蒸发的影响较大,其对实际蒸发量变化的贡献率分别为59.61%,108.43%,50.71%,58.17%;在雨季和7月,人类活动对流域实际蒸发的影响较大,其贡献率为62.38%和53.34%。(3)无论是在年尺度、季尺度还是7月、8月、9月,都表现为气候变化对流域径流变化的贡献率较大,贡献率分别为55.58%,56.23%,59.92%,68.70%,51.51%和87.03%。[结论]黄河源区不同时间尺度实际蒸发和径流变化多受气候变化影响较大,但是气候因素和人类活动对它们的贡献率相差较小,未来仍应注重人类活动影响的加剧。 展开更多
关键词 黄河源区 实际蒸发 径流 多时间尺度 趋势分析 abcd水文模型 月尺度Budyko模型
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遥感降水产品对黄河源区水文干旱特征的模拟性能分析 被引量：4
5
作者 成硕 李艳忠 +3 位作者 星寅聪 于志国 王渊刚 黄曼捷 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2023年第7期1063-1072,共10页
遥感降水产品为稀缺资料地区水文气象灾害机理与预警研究提供了重要的数据资料,但不同遥感降水产品的性能存在较大区域异质性。利用遥感降水产品开展水文气象相关的研究和应用前,需要对其性能进行综合评估。基于此,以稀缺资料的黄河源... 遥感降水产品为稀缺资料地区水文气象灾害机理与预警研究提供了重要的数据资料,但不同遥感降水产品的性能存在较大区域异质性。利用遥感降水产品开展水文气象相关的研究和应用前,需要对其性能进行综合评估。基于此,以稀缺资料的黄河源区为研究区,利用1983—2018年的观测降水数据(CMA)驱动并率定ABCD水文模型,并利用标准化径流指数(SRI),评估3套典型遥感降水产品(PERSIANN-CDR、CHIRPS v2.0、MSWEP v2.0)对水文干旱的模拟性能。利用游程理论识别水文干旱事件,阐明遥感降水对水文干旱特征的捕捉能力。结果表明:(1)3套遥感降水产品均能较好地捕获CMA多年均值的时空分布格局。CHIRPS产品的水文模拟性能(纳什效率系数NSE=0.72)高于其他2套产品。(2)CMA和降水产品模拟的4个尺度的SRI(SRI1、SRI3、SRI6和SRI12)均呈显著增加趋势(P<0.01),表明近36 a源区河川径流增加,水文干旱趋缓,但降水产品均高估了SRI,表明对黄河源区降水产品的偏差校正有待开展。基本统计指标方面,MSWEP产品计算的SRI与CMA的最为一致,性能最佳,但在年尺度(SRI12)上,PERSIANN表现最优。(3)3套产品均高估了SRI1和SRI3的干旱历时和烈度,MSWEP产品对SRI6的模拟性能最优,PERSIANN对SRI12的模拟性能最优。研究结果可为黄河源区水文干旱研究的降水产品数据的选择提供科学决策支持。 展开更多
关键词 遥感降水 水文干旱 abcd水文模型 标准化径流指数(SRI) 黄河源区
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变化环境下渭河流域土壤水储量模拟及影响因素 被引量：3
6
作者 于坤霞 闫泽云 +4 位作者 李梦楠 李占斌 李鹏 赵阳 贾路 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期150-158,共9页
[目的]随着气候变化和人类活动影响加剧,流域气候和下垫面条件发生改变,为准确模拟土壤水分变化过程并分析其影响因素对于地区的水资源管理和植被建设的重要意义。[方法]以黄土高原地区渭河流域为研究对象,基于ABCD水文模型,采用EFAST... [目的]随着气候变化和人类活动影响加剧,流域气候和下垫面条件发生改变,为准确模拟土壤水分变化过程并分析其影响因素对于地区的水资源管理和植被建设的重要意义。[方法]以黄土高原地区渭河流域为研究对象,基于ABCD水文模型,采用EFAST法分析模型参数敏感性,构建常参数和时变参数模型,比较不同参数模型的径流深和土壤水储量模拟精度,探讨气候变化和植被恢复对渭河流域土壤水储量变化的影响,明确土壤水储量变化的主导因素。[结果]土壤水层补给地下水的比例参数c最为敏感,地下水储放系数d、流域实际蒸散发量与土壤蓄水量之和的上限参数b次之,表征土壤完全饱和前径流的倾向性参数a最不敏感;与ABCD常参数模型相比,时变参数模型将率定期径流深模拟结果的NSE、KGE、R^(2)分别提高19%,10%,19%,验证期的NSE、KGE、R^(2)分别提高7%,7%,9%,时变参数模型显著改善径流深模拟效果;基于时变参数模型模拟的渭河流域土壤水储量与ERA5-Land 0—100 cm土层土壤水储量的相关关系最强,二者的变化过程基本相同;不同影响因素对渭河流域土壤水储量变化的影响程度由强到弱依次为潜在蒸散发>降水>NDVI。[结论]研究成果为该地区水资源规划和管理、植被建设提供科学依据,也为其他类似地区的土壤水储量研究提供参考。 展开更多
关键词 渭河流域 abcd水文模型 时变参数 土壤水储量 影响因素
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