简介:土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分重要作用。SVAT模型经过“水桶”模型、生物物理学模型以及生物化学模型3个阶段约半个世纪的发展,已由最初的单层模型发展到双层模型、多层模型,取得了很大的进展。该文总结了SVAT模型主要水热过程的参数化方案,模型的应用研究、比较以及参数化方案的改进,并提出下垫面不均匀性、模型的简化、模型的全面性、模型的验证和比较等亟待进一步改进和完善的问题。
简介:土壤侵蚀过程复杂,很难直接应用土壤侵蚀预报方程进行定量计算。作为一种新的机器学习算法,支持向量机在样本有限的情况下,采用结构风险最小化准则,把学习问题转化为一个二次规划问题,从而得到唯一的全局最优解。首次尝试将最小二乘支持向量机技术用于土壤侵蚀预测,并与BP神经网络的方法进行了对比,取得了较好的预测精度。
简介:山洪灾害常造成重大经济损失甚至人员伤亡。以湖南湘江武水流域为例,基于地理信息系统和遥感技术的水文模型集成系统为山洪预报提供了新的思路,在解译了研究流域2010年土地利用类型数据的基础上,采用HEC-HMS水文模型对武水流域各场次洪水进行模拟预报,利用DEM及流域出口信息划分子流域计算单元,利用遥感影像结合GIS技术提取流域信息,采用SCS径流曲线法进行产流计算,采用SCS单位线法计算直接径流,利用马斯京根法进行河道汇流演进,运用指数退水模型模拟流域基流,并以2000—2008年的17场实测洪水数据进行参数的率定,用2009—2014年的10场典型洪水进行验证。结果表明:模型率定期17场洪水洪峰流量相对误差绝对值均〈20%,模拟合格率达到100%,峰现时差均≤1h,绝对平均Nash效率系数为0.816,率定出的水文参数准确有效;验证期的10场洪水,洪峰流量相对误差合格率达90%,峰现时差均〈1h,Nash效率系数均〉0.7。HEC-HMS水文模型在武水流域模拟效果较好,可应用于该流域山洪预报工作,且相较于多峰洪水,单峰洪水的模拟效果更佳。
简介:实施种养结合,将农牧生产废弃物利用并回流坡耕地和开展地力恢复是长汀县水土保持的重要内容。应用能值分析法分析2014年长汀县循环农业产业联盟和长汀县农业生态系统(对照)的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数,以及循环农业模式能量流动特征。结果表明:2014年循环农业产业联盟的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为7.12、49.35、0.44和16.26。同期长汀县农业生态系统的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为1.20、3郾29、0.23和5.17。循环农业产业联盟净能值产出率和可持续发展指数分别髙于当地农业生态系统5.92和11.09个单位,对当地农业发展具明显带动作用。提出了有关优化循环农业产业联盟的建议:1)控制牧业生产规模;2)扩大有机肥厂生产规模;3)引进更多的种植企业,参与循环产业联盟,利用沼液;4)增加科技投人,提髙沼气和沼液利用率。通过项目引导构建循环农业产业联盟模式,分析循环农业模式能量流动特征,不仅有助于说明循环农业模式实施效果,也可为循环农业模式自身优化提供理论依据。
简介:为评价农业政策与环境拓展APEX模型在淮河中上游坡面尺度的适宜性,将其应用于淮河中上游的3个径流小区,在采用傅里叶幅度灵敏度检验扩展法进行灵敏度分析的基础上,利用蒙特卡罗模拟结合多目标函数技术自动校正模型,并使用1982—1986年日径流和产沙数据实测值与模拟值评价模型适宜性。结果表明:湿度条件2下的径流曲线数初始值(CN2)、损耗系数(CNIC)、水土保持措施因子(PEC)以及最大径流率-降雨能量调整因子(APM)对产沙模拟影响较大,CN2和CNIC对地表径流模拟影响较大;在模型校正阶段,径流和产沙日平均模拟值的百分误差绝对值(APE)小于20%,纳希-苏特克利夫有效系数(EF)和R2分别大于0.45和0.55;在模型验证阶段,径流和产沙日平均模拟值的APE小于25%,EF和R2分别大于0.4和0.5。这说明APEX模型适用于淮河中上游坡面尺度,可用于评价该地区不同土地管理措施下的水土流失。
简介:分布式水文模型的模拟精度受空间参数精度的影响。提升空间参数精度能较为精准描述流域空间特征,也会使空间数据量冗增,甚至影响模型运行效率。以分布式水文模型SWAT为例,分析DEM、子流域划分、土地利用、土壤、降水站点等空间数据精度对模型模拟精度的影响。结果表明:1)对不同对象(流量、泥沙、营养元素等)进行模拟时,大多数空间数据分辨率阈值不同,分辨率超出阈值可能降低模型模拟的精度;2)DEM分辨率降低,泥沙和总磷(TP)模拟结果的相对误差明显增加,而流量和硝态氮(NO3-N)模拟结果变化极小;3)DEM分辨率达到一定精度后,进一步提高并不会使地表径流模拟精度得到改善,低分辨率DEM获得的坡度较小,这会降低模型对流量的模拟,模拟的洪峰径流产生滞后现象;4)子流域划分对流域产流模拟影响较小,而对产沙模拟影响较大。子流域和水文响应单元的划分数量对流域上游产沙量影响较大,而对流域出口处泥沙荷载影响较小;5)土地利用和土壤图精度主要通过影响模型中HRU生成的数量而影响模拟结果;6)地表径流模拟上,能够体现对地表径流贡献较大的局地降水事件的分布式的降水数据要比利用气象站点获得的降水数据模拟结果的精度要高。研究结果可以为今后模型开发、利用、改进提供参考,提高模型模拟的精度。
简介:在对2000-2012年粮食产量数据与耕地面积数据进行动态分析的基础上,引入敏感度分析模型,对2000年以来云南粮食生产与耕地变化的动态关系进行定量评估,从而揭示粮食产量对耕地变化的敏感性特征。研究表明,2000-2003年粮食产量对耕地变化的敏感程度小于0,为不敏感状态;2004-2005年粮食产量对耕地变化的敏感程度为0.11,为低度敏感状态;2006-2012年粮食产量对耕地变化的敏感程度迅速增大到35.68,为高度敏感状态,说明2006年以来粮食产量对耕地变化的敏感度很高,耕地面积的较小变动会造成粮食产量的较大波动。因此,严格区域耕地保护,实行耕地“补占平衡”政策对于保证区域粮食安全具有重要意义。
简介:在完成模型调试的基础上,设定一系列的施肥和灌溉情景(N1、N2、N3、N4、N5,分别表示纯氮施用量100、200、300、400、500kg/hm2;M0、M1、M2、M3,分别表示有机肥料施用量为0、7500、15000、22500kg/hm2;I0、Ib、Ik、Ig,分别表示不灌溉,在春玉米拔节期、开花期、灌浆期分别灌水50mm),利用DSSAT模型在平水年2005年的光照、气温、降雨等条件下模拟不同情景下春玉米的生长情况。结果表明:1)在雨养条件(不进行灌水处理,生育期水分全部由降雨补充)下,可以在控制氮用量的同时通过增施有机肥料来弥补由于少使用氮肥而带来的产量损失;2)M1N4处理(7500kg/hm2的有机肥、400kg/hm2的纯氮处理)和M2N3处理(15000kg/hm2的有机肥、300kg/hm2的纯氮处理)下,春玉米产量前者为14313kg/hm2,后者为14711kg/hm2,生物量前者为24803kg/hm2,后者为24349kg/hm2,N的产量生产率前者为40.8kg/kg,后者为41.1kg/kg,N的干物质生产率前者为70.7kg/kg,后者为70.4kg/kg,均相差不大,且处于较高水平;3)在模拟灌溉条件下,肥料用量较小时,灌水对春玉米产量影响不大,此时产量的限制因素可能是肥料,肥料用量较大时,灌水的增产效果很明显,尤其在灌浆期,保证玉米水分供应对产量有着重要的意义。
简介:在北京市的发展过程中,高速增长的人口总量使北京市正遭遇着“水资源短缺、水环境污染”的发展困境.通过分析2004-2011年北京市人口以及水环境相关数据,研究人口变动及产业结构调整对北京市水资源利用的影响.结果表明:1)北京市人口从2004到2011年增长了115万人,外地入京人口增长了484.3万人,年均用水量增加了近1.41亿m^3,高速的人口发展是北京市水资源利用总量连年增长的根本原因;2)2011年末,第一产业从业人员总数仅为59.1万人,不足第三产业从业人员总数的1/10,第二产业的从业人员总数尚不足第三产业的1/3,第三产业取代了第一、二产业成为城市的经济支柱;3)8年间,人均年生活用水量减少了8.4m^3,人均年农业用水量减少了37.7m^3,人均年工业用水量减少了27.1m^3,产业结构调整使得北京市人均年用水量呈现连年下降的趋势.控制人口合理增长,深化产业结构调整,是实现北京市水资源可持续利用的有效途径.