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GOSAT-2和Sentinel-5p卫星XCH_(4)数据的多维度评价与不确定性分析
1
作者 陈明修 张丽丽 +3 位作者 余涛 张文豪 王春梅 郭凡 《航天返回与遥感》 北大核心 2025年第1期94-108,共15页
卫星遥感对大气甲烷浓度监测是目前为止成本较低且有效的方法,为了解XCH_(4)数据在不同观测系统中的细微差异,文章对GOSAT-2和Sentinel-5p卫星XCH_(4)数据进行多维度评价,将卫星数据与地面站数据进行时空匹配开展不确定性分析,并对两颗... 卫星遥感对大气甲烷浓度监测是目前为止成本较低且有效的方法,为了解XCH_(4)数据在不同观测系统中的细微差异,文章对GOSAT-2和Sentinel-5p卫星XCH_(4)数据进行多维度评价,将卫星数据与地面站数据进行时空匹配开展不确定性分析,并对两颗卫星XCH_(4)数据在不同纬度带的分布及典型研究区的有效覆盖进行了定量分析。研究结果表明:1)Sentinel-5p卫星数据相较于GOSAT-2卫星数据,与TCCON数据之间具有更高的相关性(Sentinel-5p:R^(2)=0.8494;GOSAT-2:R^(2)=0.7707);2)两颗卫星数据在中低纬度带(50°S~50°N)数据分布比例高达70%;3)典型研究区Sentinel-5p卫星数据在典型研究区15 d累积覆盖效果优于GOSAT-2卫星(GOSAT-2:0.81%;Sentinel-5p:36.85%)。文章对两颗碳卫星XCH_(4)观测数据进行的多维度评价分析可为多源碳卫星时空融合及相关研究等提供参考。 展开更多
关键词 大气甲烷柱浓度(XCH_(4)) 温室气体观测卫星-2 哨兵-5P 不确定性分析 空间分布 覆盖度分析
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1981-2020年陕西省暖季不同历时强降水时空变化特征 被引量：1
2
作者 蔡新玲 蔡依晅 +3 位作者 叶殿秀 李茜 户元涛 胡琳 《干旱区地理》 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
利用1981—2020年陕西省暖季(5—9月)95个国家气象观测站小时降水量资料,结合多种数理统计方法分析4个历时(1h、3h、6h、12h)强降水的时空变化。结果表明:(1)陕西省短历时强降水主要集中在7—8月,4个历时强降水高发区均位于陕南秦巴山区... 利用1981—2020年陕西省暖季(5—9月)95个国家气象观测站小时降水量资料,结合多种数理统计方法分析4个历时(1h、3h、6h、12h)强降水的时空变化。结果表明:(1)陕西省短历时强降水主要集中在7—8月,4个历时强降水高发区均位于陕南秦巴山区,稀发区位于关中平原中部和陕北长城沿线。(2)各历时降水极值的空间差异均较大,历时越短,极值分布的局地性越强。(3)近40a,陕西省各历时强降水均呈增多增强趋势,尤以3h强降水的增加最为显著。(4)各历时强降水的趋势变化在空间上表现为非均一性,陕北黄河沿线和陕南中南部强降水呈增多趋势,陕北南部和关中平原中部呈减少趋势,且历时越短,强降水呈增多趋势的范围越大。(5)强降水日变化南北不同,历时越短,强降水的日变化越明显,特别是陕北短历时强降水日变化最为突出,且在傍晚或夜间易发生强降水事件,其危害更大。 展开更多
关键词 短历时强降水 变化趋势 时空分布 陕西省
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降雨量等级与空间分布不均匀性对降雨空间插值方法精度的影响
3
作者 胡龙颂 曾建玲 +4 位作者 王艳艳 李娜 周昌明 陈光杰 刘士余 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第3期73-79,共7页
不同的降雨空间插值方法会导致面雨量估算结果的差异,进而影响洪水预报的准确性。为探讨降雨量等级与空间分布不均匀性对插值精度的影响,基于江西省濂水流域2015—2023年的日降雨数据,选取小雨、中雨、大雨和暴雨各10场典型降雨事件。... 不同的降雨空间插值方法会导致面雨量估算结果的差异,进而影响洪水预报的准确性。为探讨降雨量等级与空间分布不均匀性对插值精度的影响,基于江西省濂水流域2015—2023年的日降雨数据,选取小雨、中雨、大雨和暴雨各10场典型降雨事件。在对每场降雨进行不均匀性分析的基础上,分别采用反距离加权法(IDW)、普通克里金法(OK)和样条函数法(SF)进行空间插值,并对比分析降雨量等级与空间分布不均匀性对插值结果的影响。结果表明:随着降雨量等级的增加,降雨空间分布的不均匀程度总体呈下降趋势;在小雨、大雨及暴雨条件下,反距离加权法表现最优,而在中雨条件下时,普通克里金法具有更高的插值精度;3种方法的插值精度均随降雨空间分布不均匀性的降低而提高;当降雨变差系数C v<0.3时,推荐使用反距离加权法,而当C v>0.3时,则建议采用普通克里金法进行插值。 展开更多
关键词 降雨量等级 降雨空间分布 不均匀性 降雨插值方法 精度 濂水流域
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基于多源融合降水数据的雨量站网适用性评估方法
4
作者 秦鼎超 张行南 +3 位作者 张自航 李佳 牟时宇 方园皓 《人民长江》 北大核心 2025年第3期106-115,共10页
面雨量计算精度对水文预报结果有重要影响,雨量站分布是否合理决定面雨量计算的可靠性。传统雨量站网评价主要基于站网密度指标,缺少完整的指标体系。因此,基于多源融合降水数据CMPAS提供的降水空间分布信息,考虑降雨因素、下垫面因素... 面雨量计算精度对水文预报结果有重要影响,雨量站分布是否合理决定面雨量计算的可靠性。传统雨量站网评价主要基于站网密度指标,缺少完整的指标体系。因此,基于多源融合降水数据CMPAS提供的降水空间分布信息,考虑降雨因素、下垫面因素等特征,提出了一套评估流域雨量站网适用性的方法。从站点实测降雨数据质量、站点分布、面雨量计算精度3个方面对雨量站网的适用性进行评估,并基于构建的评价体系对大渡河流域现有雨量站网进行论证。结果表明:①大渡河流域当前站网的面雨量计算精度受站网密度和降雨空间分布的综合影响,有9个分区面雨量计算相对误差大于10%,其中有5个分区位于下游区域。②上游区域面雨量整体小且分布均匀的分区即使站网稀疏,面雨量计算精度仍较高;中下游地区面雨量估计误差普遍较高,这与降雨空间变异性大以及站网整体沿河谷地带的不均匀分布有关。相较于传统重点分析雨量站分布密度的站网评估手段,该评价体系能更综合地评估流域站网分布情况。 展开更多
关键词 雨量站网 降雨空间分布 降水数据 CMPAS 大渡河流域
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出露基岩形态及空间分布对喀斯特坡地水土流失的影响
5
作者 张心印 戴全厚 +1 位作者 严友进 徐小金 《水土保持学报》 北大核心 2025年第2期21-29,共9页
[目的]通过研究出露基岩形状及空间分布对喀斯特区坡地水土流失的影响,为进一步认识喀斯特坡地自然降雨条件下侵蚀规律提供科学依据。[方法]以喀斯特不同岩土覆被坡地为研究对象,通过自然降雨监测,研究自然降雨、出露基岩形状及空间分... [目的]通过研究出露基岩形状及空间分布对喀斯特区坡地水土流失的影响,为进一步认识喀斯特坡地自然降雨条件下侵蚀规律提供科学依据。[方法]以喀斯特不同岩土覆被坡地为研究对象,通过自然降雨监测,研究自然降雨、出露基岩形状及空间分布对喀斯特坡地产流产沙的影响。[结果] 1)基岩形态在雨中降雨强度下对地表径流影响显著,小雨、中雨条件下K型格局(2.01、4.79 L)>L型格局(1.75、3.34 L),大雨及以上降雨时,此趋势出现反转;空间分布对地表产流无明显影响。2)基岩形态在5种降雨条件下对坡地壤中流影响显著,呈K型格局>L型格局;5种雨强条件下,空间分布对壤中流影响为R型格局>M型格局>L型格局。3)基岩形态对地下径流的影响中,小雨、中雨下K型格局<L型格局,大雨及以上K型格局>L型格局;空间分布在暴雨、大暴雨2种雨强条件下地下径流量L型格局(2.31、2.5 L)、R型格局(2.95、2.36 L)>M型格局(0.47、1.21 L)。4)大暴雨条件下出露基岩的形态及空间分布变化均能显著影响地表侵蚀产沙量(p<0.05),产沙量为L型格局(11.17 t/hm^(2))>R型格局(8.99 t/hm^(2))>M型格局(7.93 t/hm^(2))、L型格局>K型格局(7.06 t/hm^(2))。[结论]出露基岩形态及空间分布对喀斯特坡地产流产沙有显著影响,且该影响受到降雨类型的调控。今后在水土流失防治中应根据不同降雨类型进行重点治理。 展开更多
关键词 喀斯特坡地 自然降雨 出露基岩形状 出露基岩空间分布
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考虑空间异质性的降雨滑坡易发性预测研究
6
作者 张幸福 姜元俊 阿比尔的 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期12-28,共17页
现有滑坡易发性预测方法未能充分考虑地形、土壤和植被等环境因素的空间异质性,也无法准确反映极端降雨对滑坡易发性的影响。为了克服这些限制,引入了一种结合深度嵌入聚类(DEC)的动态雨量阈值分区方法,通过深度学习技术,根据环境因素... 现有滑坡易发性预测方法未能充分考虑地形、土壤和植被等环境因素的空间异质性,也无法准确反映极端降雨对滑坡易发性的影响。为了克服这些限制,引入了一种结合深度嵌入聚类(DEC)的动态雨量阈值分区方法,通过深度学习技术,根据环境因素将研究区域划分为具有相似特征的子区域,实现了滑坡预测模型的精细化空间异质性分析;在此基础上,提出基于混合分布的动态雨量阈值模型以区分非极端降雨与极端降雨,并采用贝叶斯方法动态更新模型参数,提高了模型对不同降雨类型的适应性和预测的时效性。以通江县为案例,采用多任务学习自适应神经树模型(MLANT),结合深度嵌入DEC模型与混合分布阈值模型,对滑坡易发性进行预测。结果表明,本文方法在精确度、F1分数及受试者工作特征曲线下面积AUC值等关键性能指标上显著优于传统依赖统一阈值的模型。特别是与传统的基于前期有效降雨量方法相比,预测效果提升显著,预测滑坡密度和数量由0.038事件/km^(2)和44个滑坡事件提升至0.044事件/km^(2)和59个滑坡事件,充分证实了在滑坡易发性预测中使用深度嵌入聚类(DEC)的动态雨量阈值分区考虑空间异质性和区分不同降雨事件的重要性和有效性。 展开更多
关键词 滑坡易发性 深度嵌入聚类(DEC) 空间异质性 混合分布降雨阈值 多任务学习自适应神经树模型
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四川盆地耕地土壤全磷空间分布特征及其主控因素
7
作者 陈鑫怡 毛雅若 +2 位作者 宋靓颖 王童瑶 李启权 《生态环境学报》 北大核心 2025年第10期1569-1578,共10页
深入了解土壤全磷的空间分布特征及其主控因素,对于制定科学的施肥策略、提高磷肥利用率以及防控面源污染和促进农业可持续发展具有重要意义。基于2017-2019年在四川盆地内实地采集获得的4409个表层土壤(0-20 cm)样点数据,应用地统计学... 深入了解土壤全磷的空间分布特征及其主控因素,对于制定科学的施肥策略、提高磷肥利用率以及防控面源污染和促进农业可持续发展具有重要意义。基于2017-2019年在四川盆地内实地采集获得的4409个表层土壤(0-20 cm)样点数据,应用地统计学方法、随机森林模型、方差分析、回归分析等方法分析该区域内土壤全磷含量空间分布特征及不同影响因素对耕层土壤全磷含量的影响程度。结果表明,四川盆地土壤全磷含量变幅在0.30-3.92 g·kg^(-1)之间,平均值为1.59 g·kg^(-1),属于一级(极高)水平。盆地内耕地表层土壤全磷含量整体呈现西北高、东南低的空间分布趋势。降雨是控制四川盆地耕地表层土壤全磷含量空间分布的主控因素,其主要通过调控土壤pH、促进土壤磷素淋失等影响土壤全磷含量的空间分布格局;其次为土壤砂粒含量。在未来施肥和秸秆还田等农业活动中,应充分考虑气候因素及土壤质地、pH等土壤性质,合理控制施肥用量;在降雨量小、土壤砂粒含量低的地区应提高肥料利用率,避免磷素过量积累;在降雨量大、土壤砂粒含量高的地区采取水土保持措施,以减少磷素流失至水体中,降低环境污染风险,推动农业可持续发展。 展开更多
关键词 土壤全磷 四川盆地 空间分布 主控因素 降雨
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中国月尺度降雨型滑坡发生概率研究
8
作者 许冲 代克滨 +10 位作者 薛智文 黄远东 谢晨晨 李涛 张志强 朱登杰 赵斌滨 刘毅 孔小昂 高会然 邵霄怡 《地质力学学报》 北大核心 2025年第5期960-971,共12页
降雨是中国山区滑坡的主要触发因子,滑坡在时间上具有显著的季节性集中特征。为实现对中长期地质灾害风险的定量识别,构建适用于全国尺度的月尺度降雨型滑坡发生概率评估框架,揭示降雨与滑坡发生的时空响应规律。基于全国1 km分辨率月... 降雨是中国山区滑坡的主要触发因子,滑坡在时间上具有显著的季节性集中特征。为实现对中长期地质灾害风险的定量识别,构建适用于全国尺度的月尺度降雨型滑坡发生概率评估框架,揭示降雨与滑坡发生的时空响应规律。基于全国1 km分辨率月度降雨数据,采用Patch分块的长短时记忆网络(LSTM)构建月降雨预测模型,验证其在月尺度的时空连续性与精度表现。以云南省4次典型强降雨事件(德宏州2020年、大关县2021年、贡山县2020年与2022年)为样本,建立包含8503条滑坡数据的降雨触发滑坡数据库,融合地形、地质、水文与气候等多源因子,采用逻辑回归与梯度提升树模型构建降雨–滑坡发生概率模型。利用全国月度降雨预测结果进行概率映射,形成全国月尺度滑坡发生概率分布图,并通过AUC、PR-AUC与Brier分数等指标开展精度评估。全国月度降雨预测结果与台站观测数据的平均绝对误差为14.6 mm,均方根误差为35.1 mm,决定系数R^(2)为0.51,表明Patch-LSTM模型在月尺度预测中表现良好。概率模型的AUC值达到0.83,PR-AUC为0.78,Brier分数为0.17,显示预测稳定性较高。结果表明,滑坡发生概率呈现“前后低、中间高”的年变化趋势,6—8月为高发期;空间上高风险区集中于西南(藏东南、四川中部、云南南部)、华南(桂东北、粤中)及华东(浙南、闽北)等地。滑坡概率与月降雨量呈显著正相关,说明降雨是主控驱动力,地形起伏与地层破碎度对其具有放大作用。建立的月尺度降雨型滑坡概率评估框架实现了从典型事件到全国尺度的可推广应用,揭示了降雨驱动下滑坡发生的时空规律。研究成果可为地质灾害风险普查、汛期防灾准备与中期风险预警提供科学依据,并为构建中国国家地质灾害中长期风险预测体系提供技术支撑。 展开更多
关键词 月尺度 降雨型滑坡 发生概率 数据驱动建模 空间分布特征 地质灾害危险性评估
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基于数值试验的降雨径流过程对不透水面空间分布的响应分析 被引量：8
9
作者 梅超 石虹远 +5 位作者 李瑞栋 李玉龙 刘家宏 栾清华 王浩 王佳 《水资源保护》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期86-92,共7页
为解析降雨径流过程对不透水面空间分布的响应关系,构造了一个3 km×3 km的假想试验区域,面向试验区域构建了包含6个不透水率的36种不透水面空间分布,并建立相应的数值试验模型,模拟了重现期分别为2、5、10、20、50、100 a共6种不... 为解析降雨径流过程对不透水面空间分布的响应关系,构造了一个3 km×3 km的假想试验区域,面向试验区域构建了包含6个不透水率的36种不透水面空间分布,并建立相应的数值试验模型,模拟了重现期分别为2、5、10、20、50、100 a共6种不同重现期短历时设计降雨下的降雨径流过程,基于模拟结果对不同不透水面空间分布情景下的降雨径流过程进行了分析。结果表明:在同一不透水率下,不同不透水面空间分布的径流系数差异相对较小,不透水面空间分布对径流特征的影响主要体现在径流峰值和峰现时间上;在同一降雨条件下,不透水率变化是径流过程变化的主导因素,径流系数与不透水率呈线性相关关系,随着不透水率的增加,径流过程线逐渐由“矮胖”变得“尖瘦”。 展开更多
关键词 不透水面 空间分布 不透水率 降雨径流 数值试验
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“23.7”华北特大暴雨过程小时强降水时空分布特征 被引量：13
10
作者 唐永兰 徐桂荣 +2 位作者 唐国瑛 张文 闵爱荣 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期778-788,共11页
由于西北太平洋副热带高压、2023年第5号台风“杜苏芮”、第6号台风“卡努”等共同作用,2023年7月29日08时—8月2日08时(北京时)华北地区发生极端特大暴雨,造成了重大社会影响。利用中国气象局国家气象信息中心提供的国家级气象站逐小... 由于西北太平洋副热带高压、2023年第5号台风“杜苏芮”、第6号台风“卡努”等共同作用,2023年7月29日08时—8月2日08时(北京时)华北地区发生极端特大暴雨,造成了重大社会影响。利用中国气象局国家气象信息中心提供的国家级气象站逐小时降水资料,分析了此次特大暴雨过程中的小时强降水(Hourly Heavy Rainfall,HHR)时空分布特征,并对不同历时类型强降水事件(Heavy Rainfall Event,HRE)的统计特征进行了对比。结果表明:1)此次特大暴雨HHR强度高、局地性明显,其对总降水量的贡献超过20%,北京西部、河北中部和西南部等太行山东麓为HHR降水量大值区和降水频次活跃区,双台风将水汽源源不断地输送到华北平原,受到太行山等山脉阻挡抬升,利于HHR增幅和持续。2)HHR降水量、降水频次经历6次峰值后减弱,其中第3次峰值时段的HHR降水量最大、降水频次最多、持续时间最长;而在“杜苏芮”残涡螺旋影响、暖式切变线和偏东风影响以及偏南或西南急流影响的3个主要降水阶段中,“杜苏芮”残涡螺旋影响阶段HHR最为活跃,共发生257次HHR,HHR最大降水量达73.5 mm。3)在3种类型HRE中,长历时(>12 h)最多,占比54.5%,短历时(1~6 h)次之,占比32.9%,中历时(7~12 h)最少,占比12.6%;长历时HRE降水量多>180 mm,短历时、中历时HRE的降水量多为[20,60)mm;HRE的最大降水量表现为短历时<中历时<长历时,而最大降水强度表现正相反,3种历时HRE的最大小时降水量多为[20,30)mm。4)不同类型HRE降水量、频次和平均降水强度的空间分布显示,长历时HRE因频次高于短历时和中历时,加之历时长,其降水量也高于后两种类型,北京、河北等地是长历时HRE降水量和频次大值区。 展开更多
关键词 华北 特大暴雨 小时强降水 强降水事件 时空分布 台风 地形
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降雨时空不确定性对小流域洪峰模拟的影响评估 被引量：3
11
作者 王雪梅 郭良 翟晓燕 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第4期49-54,共6页
山丘区小流域洪峰模拟结果与降雨时空分布密切相关。以河南省荥阳市王宗店流域“7·20”山洪灾害为例,构建了15种时空分布的10 min尺度降雨情景,综合采用中国山洪水文模型和方差分析理论评估降雨时空情景变化对洪峰模拟的影响。结... 山丘区小流域洪峰模拟结果与降雨时空分布密切相关。以河南省荥阳市王宗店流域“7·20”山洪灾害为例,构建了15种时空分布的10 min尺度降雨情景,综合采用中国山洪水文模型和方差分析理论评估降雨时空情景变化对洪峰模拟的影响。结果表明:中国山洪水文模型可以较好地模拟“7·20”暴雨洪水过程。不同时间情景下10 min降雨量均匀分布模拟得到的洪峰流量较小、峰现时间较晚;非均匀分布时最大10 min降雨量发生时间越晚,模拟得到的洪峰流量越大、峰现时间越晚。空间情景变化主要影响洪峰流量模拟,采用泰森多边形法模拟得到的洪峰流量最大。时间情景变化是洪峰流量和峰现时间模拟结果不确定性的最主要来源,空间情景变化和时空情景耦合变化仅影响洪峰流量模拟。 展开更多
关键词 暴雨山洪模拟 降雨时空不确定性 中国山洪水文模型 方差分析 王宗店流域
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1958—2017年江西省水稻需水量与有效降雨量耦合关系分析 被引量：1
12
作者 李娜 袁成福 +3 位作者 罗凤春 胡龙颂 周昌明 王艳艳 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期206-216,共11页
基于江西省15个气象站点1958—2017年逐日气象数据,利用Penman-Monteith方法、Mann-Kendall趋势检验、气候倾向率和ArGIS空间插值分析等方法,分析了早稻和晚稻生育期内有效降雨量(P_(e))、需水量(ET_(c))及需水量与有效降雨量耦合度(λ... 基于江西省15个气象站点1958—2017年逐日气象数据,利用Penman-Monteith方法、Mann-Kendall趋势检验、气候倾向率和ArGIS空间插值分析等方法,分析了早稻和晚稻生育期内有效降雨量(P_(e))、需水量(ET_(c))及需水量与有效降雨量耦合度(λ)时空分布特征。结果表明:江西省早稻和晚稻生育期内平均有效降雨量分别为186.69和119.26 mm,早稻和晚稻有效降雨量分别以1.00和1.31 mm/10a的平均速度增加,赣北有效降雨量及其上升趋势均大于赣南;早稻和晚稻生育期多年平均需水量分别为335.77和381.20 mm,早稻和晚稻需水量最大值均出现在赣州、吉安站附近区域,最小值均出现在庐山、修水站附近区域,早稻需水量和晚稻需水量变化趋势分别为-3.09和-7.95 mm/10a;早稻和晚稻需水量与有效降雨量耦合度多年平均值分别为0.57和0.33,早稻和晚稻耦合度均以0.01/10a呈不显著增加趋势。早稻和晚稻耦合度最大值均出现在庐山站,早稻和晚稻耦合度较小值均在赣州、吉安、南昌和波阳站,总体上,早、晚稻耦合度及耦合度倾向率均为赣北大于赣南,赣南地区水稻缺水情况比赣北更严重,尤其要关注赣南地区晚稻缺水情况,并做好水资源规划及制定灌溉措施。 展开更多
关键词 有效降雨量 需水量 耦合度 时空分布 水稻 江西省
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基于降雨时空变化的山洪预警临界雨量 被引量：5
13
作者 王元疆 江善虎 +3 位作者 凌子涵 陈宏新 张晓祥 任立良 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期90-98,共9页
为提高山洪灾害预警精度,以彭坊小流域为例,基于概率分布等控制条件生成随机雨型,探究不同前期影响雨量下随机雨型对山洪预警临界雨量的影响,进一步分析降雨空间分布对山洪预警临界雨量的影响。结果表明:在雨峰位置偏后、雨峰峰值较大... 为提高山洪灾害预警精度,以彭坊小流域为例,基于概率分布等控制条件生成随机雨型,探究不同前期影响雨量下随机雨型对山洪预警临界雨量的影响,进一步分析降雨空间分布对山洪预警临界雨量的影响。结果表明:在雨峰位置偏后、雨峰峰值较大的雨型集下,临界雨量波动较大,有较高的不确定性;雨型对临界雨量的影响小于前期影响雨量对临界雨量的影响,在前期土壤较干燥时,雨峰位置系数较小,临界雨量值相对较大,雨型峰值倍比较大时,临界雨量值相对较小,更容易致灾;在降雨空间分布上,当降雨集中在下游时,临界雨量值最小,越容易达到警戒流量,但降雨空间分布对临界雨量的影响小于前期影响雨量的影响,且这种影响会随前期影响雨量的增加而不断减小。 展开更多
关键词 山洪 临界雨量 前期影响雨量 随机雨型 降雨空间分布
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北京市近40年来降雨侵蚀力时空变异特征 被引量：8
14
作者 冯笛珂 符素华 +4 位作者 丁建新 颜婷燕 徐发军 腾润平 张大勇 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期132-142,共11页
[目的]降雨侵蚀力可以反映降雨对土壤侵蚀的潜在作用,是评价区域土壤侵蚀风险的重要指标。分析北京市1981—2020年降雨侵蚀力时空变异特征,对科学评估和防治区域水土流失风险具有重要意义。[方法]基于1981—2020年北京市及周边地区119... [目的]降雨侵蚀力可以反映降雨对土壤侵蚀的潜在作用,是评价区域土壤侵蚀风险的重要指标。分析北京市1981—2020年降雨侵蚀力时空变异特征,对科学评估和防治区域水土流失风险具有重要意义。[方法]基于1981—2020年北京市及周边地区119个雨量站点逐日降水数据,采用Kriging插值、Mann-Kendall非参数检验、小波分析等方法对北京市年降雨侵蚀力和中雨(10~25 mm)、大雨(25~50 mm)、暴雨(≥50 mm)降雨侵蚀力的空间分布、趋势变化以及周期变化特征进行分析。[结果]北京市1991—2020年年降雨侵蚀力范围为1691.51~3914.89(MJ·mm)/(hm^(2)·h·a),年降雨侵蚀力与大雨和暴雨的降雨侵蚀力的空间分布特征相似,与中雨的降雨侵蚀力的空间分布特征有所差异。空间整体上表现为从东北向周围递减的趋势。近40年来,北京中雨侵蚀力呈显著增加趋势,年降雨侵蚀力、大雨、暴雨以及夏季7,8月的降雨侵蚀力变化趋势均不显著,且均没有发生显著的突变。局部区域如密云、平谷一带的年降雨侵蚀力下降趋势相对较大。年降雨侵蚀力以及中、大、暴雨的降雨侵蚀力变化的主周期约为25年,且存在2~3次“低-高”交替变化。[结论]研究结果可为北京开展水土保持工作、农业和生态保护等工作提供科学依据。 展开更多
关键词 降雨侵蚀力 MANN-KENDALL检验 小波分析 时空分布
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基于机器学习的雨型分类研究:以淠河流域为例 被引量：3
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作者 付晓娣 阚光远 +1 位作者 刘荣华 梁珂 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第2期101-111,共11页
【目的】为了提升洪水预报方案的科学性和精度,开展降雨雨型分类,制定不同雨型的预报方案并实施作业预报是一条有效的技术路线。【方法】基于淠河流域2003—2021年37个雨量站逐小时降雨观测数据,利用业界公认的动态时间规划(DTW)算法进... 【目的】为了提升洪水预报方案的科学性和精度,开展降雨雨型分类,制定不同雨型的预报方案并实施作业预报是一条有效的技术路线。【方法】基于淠河流域2003—2021年37个雨量站逐小时降雨观测数据,利用业界公认的动态时间规划(DTW)算法进行场次降雨雨型分类并作为基准分类结果。在此基础上,分别选取决策树(DT)、长短期记忆神经网络(LSTM)、LightGBM、支持向量机(SVM)四种机器学习方法建立分类模型并检验分类效果。通过调整样本规模,分析不同样本容量对分类效果的影响。【结果】结果表明:四种分类模型中,LightGBM分类精度最高且训练速度快,LSTM和SVM分类精度良好但训练效率相对较低,DT方法分类速度较快但分类精度相对较低。随着样本规模的增大,分类结果逐步稳定,四种方法的分类效果和训练效率逐步提升。【结论】结果验证了机器学习方法在降雨序列雨型分类中具有较强的适用性,可为洪水预报方案分类构建提供技术支撑。 展开更多
关键词 降雨雨型 时空分布特征 动态时间规划 LightGBM LSTM 降雨 机器学习
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库布其沙漠人工沙柳灌丛降雨再分配特征及其抚育时间的影响 被引量：6
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作者 韩青池 裴志永 +7 位作者 孙小添 韩兆敏 王海超 刘文娟 朱心宇 张世纪 张钧尧 王伟龙 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第19期8661-8674,共14页
植被的降水再分配过程在维护林分水文循环及开展区域林水调控等方面发挥着重要作用。然而,当前研究主要集中于探讨同质同龄林降雨特征对降水再分配的效应影响,对于林分内部不同抚育时间下降雨再分配差异分析相对缺乏,这对科学评估每4—... 植被的降水再分配过程在维护林分水文循环及开展区域林水调控等方面发挥着重要作用。然而,当前研究主要集中于探讨同质同龄林降雨特征对降水再分配的效应影响,对于林分内部不同抚育时间下降雨再分配差异分析相对缺乏,这对科学评估每4—6年即需平茬的灌木林分降水调配带来困难。对此,以库布齐沙漠鄂尔多斯造林总场内2a、3a和5a沙柳林为研究对象,同步监测计算不同抚育时间下沙柳降水分配特征,分析其内部降雨分配差异及影响因素,并根据区域林分分配、抚育时间与平茬期进行综合分析,对未来5年林分降水再分配进行预测。结果表明:(1)不同抚育时间下沙柳穿透雨表现为2a>3a>5a的变化趋势,树干茎流与冠层截留则表现为5a>3a>2a的变化趋势,降雨量与降雨历时是影响降雨再分配的关键因素。(2)穿透雨空间分布特征受到植被抚育时间与降雨特征双重影响,当雨量为小雨时,2a沙柳“雨极”、“中间极”与“旱极”分界均匀,3a沙柳穿透雨率空间分布较统一;当雨量为大雨时,2a沙柳穿透雨率空间分布较统一,3a和5a沙柳“雨极”与“中间极”分界相对更明显。(3)通过对当年林分降雨进行综合计算,发现当年降水再分配的综合评估值与3a沙柳最相近。通过区域林分分配、抚育时间与平茬期综合对未来5年林地降水再分配进行预测,建议于2025年在沙柳丛内混植小型林下植被,以确保在2026、2027年等预估穿透雨量较大年份同具防沙固土与植被生长双重效益。此外,研究发现每年降雨再分配格局主要贴近中林龄林分,故而不方便进行林龄差异处理时,优先选择中龄林分进行研究,以减少抚育时间差异干扰。结果以期对开展水源涵养研究的林分林龄选择提供理论指导,为世界其他地区开展林水资源调控与灌木防护林建设提供科学依据。 展开更多
关键词 不同抚育时间 降雨再分配 空间分布特征 预测评估
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站点特征及插值方法对山地城市面雨量推求的影响 被引量：2
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作者 庄子孟 张伟 +2 位作者 刘方华 孔烨 孙慧超 《人民长江》 北大核心 2024年第11期127-137,共11页
面雨量是考虑降雨空间异质性下城市降雨径流模拟不可或缺的输入数据,而面雨量推求与雨量站点特征、推求方法以及地形等因素密切相关。为量化分析雨量站点特征和空间插值方法对面雨量推求的影响,以典型山地城市重庆市为例,设置6种站点密... 面雨量是考虑降雨空间异质性下城市降雨径流模拟不可或缺的输入数据,而面雨量推求与雨量站点特征、推求方法以及地形等因素密切相关。为量化分析雨量站点特征和空间插值方法对面雨量推求的影响,以典型山地城市重庆市为例,设置6种站点密度,利用最邻近指数评价站点空间特征,并探究6种空间插值方法对城市不同降雨等级下面雨量计算的适用性。结果表明:随着雨量站点密度增大,面雨量推求误差呈下降趋势,且降雨等级越高,雨量站点密度对面雨量推求的影响越显著;当雨量站点数量小于25时,面雨量模拟误差基本呈现随站点空间分布均匀程度增大而增大的趋势,但当站点数量达到25后,站点分布越均匀,误差越小;东北部山区面雨量采用反距离权重法和径向基函数法模拟时误差较小,而普通克里金法对东南部面雨量模拟更为准确,从降雨空间分布特征的表现能力来看,径向基函数法是最适宜重庆市的面雨量插值方法,尤其在山区表现出良好的模拟效果。研究成果可为不同降雨等级下雨量站点数据和面雨量推求方法的选择提供参考。 展开更多
关键词 面雨量 降雨空间分布 降雨等级 雨量站点 地形 空间插值方法 重庆市
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青藏高原东南部-川西地区夏季小时极端降水事件特征研究 被引量：1
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作者 李若莹 姚秀萍 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第5期1113-1124,共12页
利用2005-2020年6-8月109个测站的小时降水资料,分析了高原东南部-川西地区(28°N-33°N、90°E-105°E)夏季小时极端降水事件的年降水量、发生次数、降水强度和持续时间等指标的时空分布,并进一步探讨了高原东南部-川... 利用2005-2020年6-8月109个测站的小时降水资料,分析了高原东南部-川西地区(28°N-33°N、90°E-105°E)夏季小时极端降水事件的年降水量、发生次数、降水强度和持续时间等指标的时空分布,并进一步探讨了高原东南部-川西地区夏季小时极端降水事件的降水量、降水强度和降水频率的日变化特征。结果表明:高原东南部-川西地区夏季小时极端降水事件的小时极端降水阈值、年降水量、降水强度和持续时间均具有高原东南部地区小、川西地区大的特点,但发生次数反之。高原东南部地区夏季小时极端降水事件的年降水量、发生次数和持续时间整体均呈随时间增加的趋势,但川西地区夏季小时极端降水事件年降水量、发生次数也呈增加的趋势,而持续时间在川西地区的变化并不显著。高原东南部-川西地区夏季小时极端降水事件降水量、降水强度和降水频率的峰值时间呈现自西向东延迟的分布,川西地区的峰值时间比高原东南部地区分别延迟了3h、4h和2h,这种延迟特征在6月降水强度方面最为明显,川西地区比高原东南部地区延迟了11h。然而,高原东南部地区和川西地区小时极端降水事件降水量、降水强度和降水频率的峰值时间均未表现出显著的年际变化。 展开更多
关键词 青藏高原东南部 川西地区 小时极端降水 时空分布 日变化
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考虑降雨空间分布的城市内涝对模式雨型响应特征分析 被引量：7
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作者 梁鑫 侯精明 +5 位作者 陈光照 李东来 潘鑫鑫 吕佳豪 马越 姬国强 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期44-54,共11页
短历时暴雨是形成城市内涝的主要原因,其雨型对内涝致灾影响显著。以陕西省西咸新区沣西新城为研究区域,基于模式雨型设计了具有不同集中度的典型暴雨过程,并考虑了降雨空间分布的不均匀性,应用城市雨洪模型(GAST-SWMM耦合模型)对7种模... 短历时暴雨是形成城市内涝的主要原因,其雨型对内涝致灾影响显著。以陕西省西咸新区沣西新城为研究区域,基于模式雨型设计了具有不同集中度的典型暴雨过程,并考虑了降雨空间分布的不均匀性,应用城市雨洪模型(GAST-SWMM耦合模型)对7种模式雨型在不同重现期下的致涝特征进行模拟分析。结果表明:(1)单峰雨型比双峰雨型具有更强的致涝性,雨峰为中后峰的单峰雨型致涝性更强,雨峰为中峰的单峰雨型在小于50 a重现期下淹没量最大,而在大于50 a重现期下雨峰为后峰的单峰雨型淹没量最大,100 a重现期下其淹没量较雨型Ⅳ增大6.58%;(2)双峰雨型中雨型Ⅴ的致涝性最强,在100 a重现期时,其淹没量较雨型靠前的单峰雨型增加1912.42 m^(3);在大于20 a重现期时,雨型Ⅴ在中风险区的积水面积较雨峰靠前的单峰雨型增大1.81%~2.29%;(3)各雨型在高风险区的积水面积峰现时间随重现期的变化而不同,雨型Ⅵ的峰现时间始终在降雨结束时出现,雨型Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ的峰现时间随着重现期增大而提前;雨型Ⅰ、Ⅲ的峰现时间在小于20 a重现期时随着重现期增大,分别从105 min延后至120 min、110 min,在大于20 a重现期时随着重现期增大,分别从120 min、110 min提前到100 min。城市内涝特征对不同模式雨型条件下的响应规律的研究,可为相关部门抗涝救灾提供参考。 展开更多
关键词 模式雨型 降雨空间分布 城市内涝 GAST-SWMM耦合模型 基尼系数
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“双高”配电系统的挑战与应对措施探讨 被引量：13
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作者 孙秋野 于潇寒 王靖傲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7115-7135,I0006,共22页
随着风光等可再生能源及多变流器等电力电子设备在配电系统中渗透率逐步提高,“双高”配电系统面临诸多问题与挑战。高比例可再生能源出力的不确定性及波动性,高比例电力电子设备大量存在于控制环节带来的低惯性及弱阻尼等新问题均为配... 随着风光等可再生能源及多变流器等电力电子设备在配电系统中渗透率逐步提高,“双高”配电系统面临诸多问题与挑战。高比例可再生能源出力的不确定性及波动性,高比例电力电子设备大量存在于控制环节带来的低惯性及弱阻尼等新问题均为配电系统安全运行带来了新的挑战。该文从“双高”特性对配电系统影响的不同时空尺度出发,归纳配电系统新形势下面临的问题,分析这些新问题的产生机理,并针对现有的解决方案展开探讨。最后尝试对“双高”配电系统的发展进行展望。 展开更多
关键词 “双高”配电系统 可再生能源 电力电子 不确定性 时空尺度
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