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淮北平原五道沟地区降雨产流影响因素及变化规律研究
1
作者 王婉婉 杜富慧 +6 位作者 朱信泽 周超 杜嘉阳 丁钰童 徐荣艳 张美娜 王振龙 《水电能源科学》 北大核心 2024年第12期6-9,18,共5页
利用五道沟实验站1972~2021年106场次降雨径流实测资料,采用回归分析法,开展了不同级别次降雨量P(暴雨、大雨、中雨)、雨前地下水埋深H_(0)(Ⅰ级(0~0.4 m)、Ⅱ级(0.4~0.8 m)、Ⅲ级(0.8~1.2 m)、Ⅳ级(>1.2 m))和前期影响雨量P_(a)(Ⅰ... 利用五道沟实验站1972~2021年106场次降雨径流实测资料,采用回归分析法,开展了不同级别次降雨量P(暴雨、大雨、中雨)、雨前地下水埋深H_(0)(Ⅰ级(0~0.4 m)、Ⅱ级(0.4~0.8 m)、Ⅲ级(0.8~1.2 m)、Ⅳ级(>1.2 m))和前期影响雨量P_(a)(Ⅰ级(17%~20%)、Ⅱ级(20%~23%)、Ⅲ级(23%~26%)、Ⅳ级(>26%))不同情景对产流的影响研究,并构建了多元回归计算模型。结果表明,次降雨量对降雨产流的影响起主要作用,其次为雨前地下水埋深和前期影响雨量;不同降雨级别下,暴雨情景次降雨量与径流呈二次曲线函数关系,大雨情景呈三次曲线函数关系,中雨情景在长时段连绵降雨型且P>35 mm、P_(a)>20%、H_(0)<1.0 m条件下才可产流,呈三次曲线函数关系;在Ⅰ、Ⅲ级雨前地下水埋深情景中,次降雨量与径流均呈三次曲线函数关系,Ⅱ级呈二次曲线函数关系,Ⅳ级呈线性函数关系;在Ⅰ级前期影响雨量情景中,次降雨量与径流呈幂函数关系,Ⅱ级呈三次曲线函数关系,Ⅲ、Ⅳ级均呈二次曲线函数关系;通过统计分析降雨实测数据,径流深最终可表示为次降雨量、雨前地下水埋深和前期影响雨量3因素的函数关系,并建立了暴雨、大雨及中雨情景径流计算模型,拟合优度R2均大于0.80,可用于淮北平原降雨径流预测。 展开更多
关键词 降雨产流 降雨级别 雨前地下水埋深 前期影响雨量 淮北平原
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五道沟地区1971—2020年地温月尺度变化及其对气温的响应 被引量：9
2
作者 刘明亮 王振龙 +3 位作者 吕海深 汪跃军 周超 赵雯颉 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期83-90,共8页
【目的】研究五道沟地区1971—2020年0~320 cm土层月平均地温变化及其对气温的响应。【方法】利用五道沟水文实验站1971—2020年月平均气温和月0~320 cm(0、10、40、80、160、320 cm)土层地温资料,采用线性倾向估计、M-K检验以及Morlet... 【目的】研究五道沟地区1971—2020年0~320 cm土层月平均地温变化及其对气温的响应。【方法】利用五道沟水文实验站1971—2020年月平均气温和月0~320 cm(0、10、40、80、160、320 cm)土层地温资料,采用线性倾向估计、M-K检验以及Morlet小波分析等方法,分析了该地区1971—2020年0~320 cm土层温度月尺度变化规律及其对气温的响应。【结果】①五道沟实验站1971—2020年各土层地温趋势变化,除6—9月,其余月份均呈增加的趋势,最大增幅在3月,最小增幅在10月;0~160 cm土层地温总体呈上升的趋势,0 cm增幅最大,160 cm增幅最小,320 cm总体呈下降趋势。②利用小波分析可知各层年均地温具有明显的3~6、8~12 a和15~25 a周期变化,其中以3~6 a和8~12 a尺度为主周期。③M-K突变检验表明,0、10、80、160 cm和320 cm各层年均地温均发生突变,突变的年份分别在2013、2016、2019、2017年和1972年,其中0、10 cm和80 cm土层突变后地温显著性上升。④不同深度的月平均地温对气温变化的响应存在明显的差异,0~80 cm地温对气温变化较为敏感;160 cm地温对气温变化敏感性较弱;320 cm地温基本不受气温变化影响。0~160 cm各层年平均地温间的相关性较好;320 cm地温与其余层地温相关性较差。【结论】各层月平均地温总体呈上升的趋势,不同月份地温具有不同的变化趋势;各层年平均地温序列具有明显的突变以及周期变化特征;随着土层深度的增加各层月平均地温与气温的相关性逐渐减小。 展开更多
关键词 地温 气温 月尺度 响应
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夏玉米生长期潜水蒸发量影响要素及计算模型研究
3
作者 徐荣艳 王怡宁 +5 位作者 江鹏 周超 丁钰童 张美娜 盖永伟 王振龙 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期179-186,共8页
为探究淮北平原砂姜黑土和黄潮土夏玉米潜水蒸发量变化规律与气象因子及埋深关系,选取五道沟实验站2011-2022年气象观测及蒸渗仪数据资料,对夏玉米生长期潜水蒸发量与气象要素进行相关性分析,采用步进法构建了多元线性回归模型;用获得... 为探究淮北平原砂姜黑土和黄潮土夏玉米潜水蒸发量变化规律与气象因子及埋深关系,选取五道沟实验站2011-2022年气象观测及蒸渗仪数据资料,对夏玉米生长期潜水蒸发量与气象要素进行相关性分析,采用步进法构建了多元线性回归模型;用获得的直接通径系数将模型自变量进行通径分析,揭示了夏玉米潜水蒸发量的主要影响要素,构建了回归模型;并提出潜水蒸发系数与0.2~5.0 m埋深非线性拟合函数。结果表明:①砂姜黑土埋深0.2 m、0.4 m潜水蒸发量与水汽压力差相关性显著,埋深0.6 m其与水汽压力差、绝对湿度相关性显著,埋深1.0 m其与水汽压力差、日照时数、相对湿度相关性显著;黄潮土埋深0.2、0.6和1.0 m潜水蒸发量与水汽压力差相关性显著,埋深0.4 m其与水汽压力差、绝对湿度和平均气温相关性显著。②构建夏玉米在不同土质及埋深下潜水蒸发量与各气象因素回归模型,模型均满足精度要求(砂姜黑土模型R^(2)>0.810,黄潮土模型R^(2)>0.800)。③潜水蒸发系数与埋深的非线性拟合表明,砂姜黑土玉米呈对数函数关系(R^(2)>0.75);黄潮土玉米初期和后期呈逆函数关系(R^(2)>0.800),发育期和中期呈指数函数关系(R^(2)>0.950)。④砂姜黑土夏玉米极限埋深Zm在2.7~3.1 m范围内;黄潮土夏玉米Zm在3.5~4.6 m范围内。研究揭示了夏玉米潜水蒸发量变化规律及不同土质间差异性,计算模型满足精度要求,可用于生长期潜水蒸发量计算。 展开更多
关键词 潜水蒸发量 气象因子 埋深 通径分析 夏玉米 淮北平原
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基于广义互补原理及线性回归的冬小麦生育期蒸散发估算及差异性研究
4
作者 徐荣艳 王怡宁 +4 位作者 江鹏 刘开磊 周超 丁钰童 张美娜 《节水灌溉》 北大核心 2025年第3期64-70,共7页
为准确预测淮北平原冬小麦蒸散发,选取五道沟实验站2017-2021年气象监测数据及埋深1m、2m称重式蒸渗仪数据,基于蒸散发广义互补原理,构建2种干旱系数(AI)下关键参数αe年值统计模型(Liu法和Brutsaert法)预测蒸散发;并对冬小麦生长期蒸... 为准确预测淮北平原冬小麦蒸散发,选取五道沟实验站2017-2021年气象监测数据及埋深1m、2m称重式蒸渗仪数据,基于蒸散发广义互补原理,构建2种干旱系数(AI)下关键参数αe年值统计模型(Liu法和Brutsaert法)预测蒸散发;并对冬小麦生长期蒸散发量与气象因子进行相关性分析,厘清了小麦各生育阶段蒸散发影响因子作用程度,采用步进法,通过逐步回归分析构建了蒸散量与气象因子的多元线性模型。基于实测蒸散发,评估两种模型预测精度。结果表明:Liu法和Brutsaert法均可适用于冬小麦生育期蒸散发预测,且使用Liu法建立的基于AI计算αe的统计模型精度较高;Liu法和Brutsaert法预测冬小麦各生育阶段蒸散量精度有所差别。1 m埋深及2 m埋深Liu法模型预测精度从高到低依次为抽穗-成熟期、返青-拔节期、出苗-分蘖期、分蘖-越冬期。2m埋深Brutsaert法测精度从高到低依次为抽穗-成熟期、出苗-分蘖期、返青-拔节期、分蘖-越冬期。构建的小麦日蒸散发量与各气象因素的多元回归模型精度在各生育期均大于0.7,可用于蒸散发量计算。所构建冬小麦2种埋深下生育期日蒸散量与气象因子线性回归模型精度低于广义非线性互补相关模型,尤其在可利用气象数据有限的情况下,可以通过广义互补原理构建小麦蒸散发预测模型。 展开更多
关键词 广义互补 Liu法 Brutsaert法 逐步回归 冬小麦 淮北平原
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基于SPEI指数的淮北地区气象干旱时空特征研究 被引量：4
5
作者 陈雨 章启兵 +4 位作者 吕海深 陈小凤 李杰 蒋鑫平 王振龙 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第2期67-77,共11页
【目的】研究淮北地区1961—2022年气象干旱时空特征。【方法】采用淮北地区21个站点1961—2022年实测气象资料,计算月、季、年尺度各站点及区域平均标准化降水蒸散指数(SPEI),分析该区干旱发生频次、干旱趋势及干旱发生强度时空变化特... 【目的】研究淮北地区1961—2022年气象干旱时空特征。【方法】采用淮北地区21个站点1961—2022年实测气象资料,计算月、季、年尺度各站点及区域平均标准化降水蒸散指数(SPEI),分析该区干旱发生频次、干旱趋势及干旱发生强度时空变化特征。【结果】(1)1961—2022年淮北地区月、季、年尺度SPEI呈下降趋势。(2)月尺度干旱场次及干旱平均持续时间呈逐年上升趋势,淮北站年均干旱场次最多(0.73次/年),泗县站干旱平均持续时间最长(4.61月/次),淮北站月尺度干旱风险最高。(3)春季、秋季呈不显著干旱化趋势,夏季、冬季呈不显著湿润化趋势;冬季干旱频率和干旱发生强度最高,分别为34.43%、21.86%;夏季局域性及其以上干旱频率最高;冬季全域性及其以上干旱频率最高;中东部及西南部春季干旱频率较高,东南部夏季干旱频率较低,东部和北部秋季干旱频率较高,西部和东北部、东南部边缘地区冬季干旱频率较高。(4)年尺度淮北地区呈不显著干旱化趋势(-0.01/10 a),干旱站次比逐年增加(1.4%/10 a);北部干旱化倾向较高,西部及东南部干旱发生强度较高,东北部及西南部干旱频率较高。【结论】淮北地区整体呈干旱化趋势,区域间干旱频率、干旱发生强度差异明显。 展开更多
关键词 标准化降水蒸散指数 气象干旱 干旱特征 淮北地区
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标准化降水指数(SPI)和Z指数在淮北平原适用性研究 被引量：2
6
作者 张美娜 王发信 +4 位作者 吕海深 丁钰童 徐荣艳 王婉婉 王振龙 《节水灌溉》 北大核心 2024年第9期82-88,95,共8页
淮北平原是我国重要的粮食生产基地,分析其干旱时空变化特征和不同干旱指数的适用性,提高淮北平原抗旱风险能力,对农业生产和旱情监测具有重要意义。利用淮北平原20个气象站1962-2021年降水资料,计算了年尺度和季尺度的标准化降水指数(S... 淮北平原是我国重要的粮食生产基地,分析其干旱时空变化特征和不同干旱指数的适用性,提高淮北平原抗旱风险能力,对农业生产和旱情监测具有重要意义。利用淮北平原20个气象站1962-2021年降水资料,计算了年尺度和季尺度的标准化降水指数(SPI)和Z指数,分析了两指数在淮北平原的一致性以及时空变化特征的差异性,并结合历史旱情资料对比分析,进一步研究两种干旱指数的适用性。结果表明,两指数在年、季尺度下的淮北平原均呈现较好一致性,并与该区降雨存在极强相关性;时间尺度上,两指数均在年以及夏冬两季呈缓慢湿润化趋势,春秋两季呈不显著干旱化趋势;空间尺度上,Z指数监测的干旱发生面积和发生频率均高于SPI指数;与历史旱情资料对比分析结果表明,与SPI指数相比Z指数监测结果具有一定持续性,不易出现异常现象,且与实际较为一致。综合分析表明,Z指数在淮北地区的干旱监测适用性较好。 展开更多
关键词 标准化降水指数 Z指数 干旱指数 适用性 淮北平原
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淮北平原36种参考作物蒸散量估算方法适用性研究 被引量：1
7
作者 陈雨 章启兵 +4 位作者 吕海深 陈小凤 李杰 蒋鑫平 王振龙 《节水灌溉》 北大核心 2024年第6期102-110,共9页
为分析不同参考作物蒸散量估算方法在淮北平原的适用性,以FAO56 Penman-Monteith(FAO56PM)模型为标准,基于五道沟实验站2009-2022年气象观测数据,选取6种统计指标,从日、月尺度综合分析。结果表明,所有方法中,日尺度下FAO24Penman(FAO24... 为分析不同参考作物蒸散量估算方法在淮北平原的适用性,以FAO56 Penman-Monteith(FAO56PM)模型为标准,基于五道沟实验站2009-2022年气象观测数据,选取6种统计指标,从日、月尺度综合分析。结果表明,所有方法中,日尺度下FAO24Penman(FAO24PM)法、1996 KiM-Berly Penman(K-P)法、Pristley-Taylor(P-T)法最优,月尺度下FAO24PM法、P-T法、Debruin-Keijman(D-K)法最优;综合法最优,其次依次为辐射法、质量传输法和温度法;综合法中FAO24PM法最优,辐射法中P-T法最优,温度法中FAO24BC法最优,质量传输法中Mahringer法日尺度下最优,Trabert法月尺度下最优。因此,当数据资料充足时推荐FAO24PM法,资料不齐全时推荐P-T法、FAO24BC法、Mahringer法(日尺度)或Trabert法(月尺度)。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量(ET0) 估算方法 适用性 淮北平原
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淮北平原近57年多尺度水面蒸发悖论差异性研究 被引量：5
8
作者 王玥 王怡宁 +3 位作者 雷晓辉 胡永胜 赵雯颉 鞠琴 《节水灌溉》 北大核心 2022年第11期59-65,共7页
基于淮北平原五道沟水文实验站1964-2020年实测气象资料,采用气候倾向率和完全相关系数方法开展了近57年水面蒸发量汛期(6-9月)、非汛期(10-5月)、年(1-12月)和年代多尺度变化特征及其差异性研究,并分析其成因。结果表明:(1)在全球气候... 基于淮北平原五道沟水文实验站1964-2020年实测气象资料,采用气候倾向率和完全相关系数方法开展了近57年水面蒸发量汛期(6-9月)、非汛期(10-5月)、年(1-12月)和年代多尺度变化特征及其差异性研究,并分析其成因。结果表明:(1)在全球气候变暖大背景下,近57年五道沟地区年均气温以0.27℃/10a速率上升,而蒸发皿实测蒸发量以85.8 mm/10a速率下降,该地区存在明显“蒸发悖论”现象;汛期、非汛期气温分别以0.05、0.27℃/10a速率上升,蒸发以41.49、30.39 mm/10a速率下降;“蒸发悖论”规律显著性排序为汛期>年>非汛期。(2)近5个年代中,20世纪80年代气温上升幅度最小且蒸发量下降幅度最大,“蒸发悖论”规律最显著;21世纪以来,较20世纪末悖论现象较不显著。(3)该地区“蒸发悖论”主要成因是风速减小、相对湿度增加以及日照时数减少。与1964-1989年基准期相比,1990-2020年各影响因子对蒸发量下降的贡献率为:年尺度上,风速(49.1%)>相对湿度(35.4%);汛期日照时数(34.9%)>相对湿度(32.3%)>风速(22.0%);非汛期相对湿度(73.6%)>风速(32.1%)。 展开更多
关键词 水面蒸发悖论 汛期 非汛期 年尺度 五道沟地区
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不同土质条件下小麦生长期潜水蒸发量影响因素研究 被引量：1
9
作者 徐荣艳 戴丽纳 +5 位作者 傅国圣 江鹏 丁钰童 张美娜 王婉婉 王振龙 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期19-23,30,共6页
【目的】揭示砂姜黑土与黄潮土条件下的气象因子和潜水埋深对小麦生长期潜水蒸发量的影响。【方法】基于五道沟实验站2010—2022年的逐日观测数据,采用相关分析和回归拟合方法,分析了砂姜黑土与黄潮土2种土质条件下的小麦生长期潜水蒸... 【目的】揭示砂姜黑土与黄潮土条件下的气象因子和潜水埋深对小麦生长期潜水蒸发量的影响。【方法】基于五道沟实验站2010—2022年的逐日观测数据,采用相关分析和回归拟合方法,分析了砂姜黑土与黄潮土2种土质条件下的小麦生长期潜水蒸发量与7个气象因子之间的相关性,提出了潜水蒸发系数与0.2~5.0 m潜水埋深之间的非线性拟合函数。【结果】砂姜黑土潜水蒸发量与气象因子之间的相关程度从大到小依次为:地表温度、平均气温、水面蒸发量、日照时间、降水量、风速;黄潮土潜水蒸发量与气象因子之间的相关程度从大到小依次为:地表温度、日照时间、平均气温、水面蒸发量、降水量、风速。潜水蒸发系数与潜水埋深的非线性拟合结果表明,砂姜黑土小麦返青前呈逆函数关系(R^(2)>0.95),返青后呈对数函数关系(R^(2)>0.85);黄潮土小麦呈对数函数关系(R^(2)>0.75)。【结论】砂姜黑土潜水蒸发量临界埋深(Zm)介于2.0~3.5 m,黄潮土潜水蒸发量的Zm介于4.0~5.1 m。本研究构建的模型满足精度要求,可用于砂姜黑土与黄潮土小麦生长期潜水蒸发量的估算。 展开更多
关键词 潜水蒸发量 气象因子 潜水埋深 小麦 淮北平原
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