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基于CMIP6的气候变化对南水北调西线工程水源区径流的影响 被引量:1
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作者 樊迪 曾思栋 +2 位作者 刘欣 阳林翰 夏军 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期194-202,共9页
探讨未来气候变化对南水北调西线工程水源区水文过程的影响对其调水规划及开发利用具有重要意义。利用4种SSPs-RCPs情景下CMIP6中12个全球气候模式的输出结果,驱动DTVGM模型研究21世纪气候变化对西线工程水源区径流的影响。结果表明,在S... 探讨未来气候变化对南水北调西线工程水源区水文过程的影响对其调水规划及开发利用具有重要意义。利用4种SSPs-RCPs情景下CMIP6中12个全球气候模式的输出结果,驱动DTVGM模型研究21世纪气候变化对西线工程水源区径流的影响。结果表明,在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,2021—2100年南水北调西线工程3个水源区气温、降水量、径流量均较基准期呈现不断增加的趋势,增幅随着辐射强度的升高而增大,其中金沙江水源区年径流量及年代际径流量变化较大,对气候变化的响应更为明显。未来各月平均径流也呈现出随年代增加的趋势,但不同月份增幅存在差异,枯水期月径流量相对基准期的变化较小,丰水期增量较大。根据径流与气温、降水相关分析结果,径流量对降水的改变更为敏感,降水量的变化始终对径流具有显著影响,气温对径流量的影响程度随辐射强度的升高而逐渐变大。研究结果可为南水北调西线工程水源区适应气候变化影响及水资源综合管理提供参考依据。 展开更多
关键词 气候变化 径流变化 dtvgm模型 CMIP6 南水北调西线工程水源区
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分布式水资源配置模型DTVGM-WEAR的开发及应用 被引量:6
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作者 曾思栋 夏军 +2 位作者 黄会勇 李波 杜鸿 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期1-6,共6页
构建了一个系统描述自然及人类活动作用下水循环路径的分布式水资源系统配置模型。通过将水文及其伴随过程与水资源配置过程进行"在线"或"离线"形式的耦合,基于抽象概化规则框架的规则集合进行水资源配置模拟,形成... 构建了一个系统描述自然及人类活动作用下水循环路径的分布式水资源系统配置模型。通过将水文及其伴随过程与水资源配置过程进行"在线"或"离线"形式的耦合,基于抽象概化规则框架的规则集合进行水资源配置模拟,形成较为通用的水文-水质-水生态-水资源系统配置模型。该模型能够较好地反映不同配置规则下的水资源分配过程,实现水量、水质、水生态要求的水资源综合配置。实例证明,模型能够根据区域供用水结构特征及用水需求灵活地调整配置规则,为水资源系统合理配置提供较为可靠的模拟结果。 展开更多
关键词 水资源系统 水资源配置 dtvgm-WEAR 综合配置 规则框架
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Runoff of arid and semi-arid regions simulated and projected by CLM-DTVGM and its multi-scale fluctuations as revealed by EEMD analysis 被引量:4
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作者 NING Like XIA Jun +1 位作者 ZHAN Chesheng ZHANG Yongyong 《Journal of Arid Land》 SCIE CSCD 2016年第4期506-520,共15页
Runoff is a major component of the water cycle, and its multi-scale fluctuations are important to water resources management across arid and semi-arid regions. This paper coupled the Distributed Time Variant Gain Mod... Runoff is a major component of the water cycle, and its multi-scale fluctuations are important to water resources management across arid and semi-arid regions. This paper coupled the Distributed Time Variant Gain Model (DTVGM) into the Community Land Model (CLM 3.5), replacing the TOPMODEL-based method to simulate runoff in the arid and semi-arid regions of China. The coupled model was calibrated at five gauging stations for the period 1980-2005 and validated for the period 2006-2010. Then, future runoff (2010-2100) was simulated for different Representative Concentration Pathways (RCP) emission scenarios. After that, the spatial distributions of the future runoff for these scenarios were discussed, and the multi-scale fluctuation characteristics of the future annual runoff for the RCP scenarios were explored using the Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) analysis method. Finally, the decadal variabilities of the future annual runoff for the entire study area and the five catchments in it were investigated. The results showed that the future annual runoff had slowly decreasing trends for scenarios RCP 2.6 and RCP 8.5 during the period 2010-2100, whereas it had a non-monotonic trend for the RCP 4.5 scenario, with a slow increase after the 2050s. Additionally, the future annual runoff clearly varied over a decadal time scale, indicating that it had clear divisions between dry and wet periods. The longest dry period was approximately 15 years (2040-2055) for the RCP 2.6 scenario and 25 years (2045-2070) for the RCP 4.5 scenario. However, the RCP 8.5 scenario was predicted to have a long dry period starting from 2045. Under these scenarios, the water resources situation of the study area will be extremely severe. Therefore, adaptive water management measures addressing climate change should be adopted to proactively confront the risks of water resources. 展开更多
关键词 Community Land Model (CLM) Distributed Time Variant Gain Model (dtvgm) Ensemble EmpiricalMode Decomposition (EEMD) decadal variability arid and semi-arid regions
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基于分布式时变增益水文模型和CN05.1降水数据的赣江流域径流模拟研究
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作者 钟奇 付晓雷 +3 位作者 蒋晓蕾 章雨晨 胡乐怡 章丽萍 《人民珠江》 2024年第3期18-29,108,共13页
水文模型是径流模拟的重要手段,降水是水文循环的重要组成部分,模型的选择和降水数据的质量对流域径流模拟都具有重要意义。以赣江流域为研究区域,通过对比CN05.1降水数据与站点线性插值降水数据,分析CN05.1降水数据的可靠性,评估基于... 水文模型是径流模拟的重要手段,降水是水文循环的重要组成部分,模型的选择和降水数据的质量对流域径流模拟都具有重要意义。以赣江流域为研究区域,通过对比CN05.1降水数据与站点线性插值降水数据,分析CN05.1降水数据的可靠性,评估基于分布式时变增益水文模型(DTVGM)和CN05.1降水数据在赣江流域径流模拟的适用性。研究表明:(1)CN05.1降水和站点插值降水多年月平均降水年内变化过程类似,空间分布相关性很高,R均值为0.90,CN05.1日降水与站点插值日降水相关性较高,RMSE均小于等于7.52 mm,R均大于等于0.81;(2)基于CN05.1降水和站点插值降水数据模拟了赣江流域新田等6个水文站1961—2009年的流量,模拟流量在多数大流量处大于实测流量,表明模型对于大流量的模拟存在高估现象;(3)无论是日径流还是月径流,基于CN05.1降水数据的径流模拟精度均较高,且月径流模拟要优于日径流。因此,基于DTVGM模型和CN05.1降水数据在赣江流域径流模拟具有较高的适用性。 展开更多
关键词 CN05.1降水数据 分布式时变增益水文模型 适用性评估 径流模拟 赣江流域
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水文变异条件下潦河生态流量计算研究 被引量:8
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作者 王强 夏瑞 +4 位作者 邹磊 陈焰 张远 刘成建 陈明昊 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期607-617,共11页
气候变化和高强度人类活动改变了流域的自然水文循环过程,导致水文序列出现变异,严重影响了流域水文生态系统的稳定性.目前,基于水文变异条件下的河道内生态流量计算已成为当前变化环境下生态水文学研究的热点问题之一.以江西鄱阳湖西... 气候变化和高强度人类活动改变了流域的自然水文循环过程,导致水文序列出现变异,严重影响了流域水文生态系统的稳定性.目前,基于水文变异条件下的河道内生态流量计算已成为当前变化环境下生态水文学研究的热点问题之一.以江西鄱阳湖西北部的潦河为例,采用水文时间序列变异检验方法分析径流变异性及成因,应用水文模型对水文变异后的径流进行还原,以Kolmogorov-Smirnov(K-S)、Anderson Darling(A-D)和概率点据相关系数(PPCC)3种检验法确定月径流的最优概率分布函数,进而提出水文变异条件下最适宜的潦河生态流量计算方法.结果表明:①潦河万家埠站径流在1972年发生水文变异,突变点后流域年径流增加了12%,降水量的增加和蒸发量的减少是其主要驱动要素.②采用分布式时变增益模型(DTVGM)对径流进行还原,率定期和验证期的相关系数和Nash-Sutchliffe效率系数均大于0.78,径流模拟值和实测值拟合程度较高,表明基于DTVGM进行径流还原是可行的.③基于还原后的径流,对5种概率分布函数进行拟合优度综合检验,确定逐月最优分布函数,并估算月河道生态流量.与Tennant法、最枯月平均流量法、7Q10法等方法比较,基于最优分布函数的生态流量结果更具确定性与合理性.在气候变化和人类活动引起径流变异的背景下,考虑水文变异的河道内生态需水计算方法能够更科学地体现水文变异对生态需水过程的影响,研究结果可为潦河流域水生态保护和水资源管理提供数据支撑,也可为变化环境下水资源规划和配置提供科学依据. 展开更多
关键词 水文变异 径流还原 生态流量 分布式时变增益模型(dtvgm) 潦河流域
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高强度人类活动影响下永定河北京段水质水量模拟 被引量:4
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作者 夏军 Hung Hoang Nghia 曾思栋 《水文》 CSCD 北大核心 2013年第5期1-6,27,共7页
自然条件下的河流水质模型在高强度人类活动影响的城市河流应用中存在局限性,构建耦合人类活动影响的水质模型是识别城市河流水质变化的关键。针对永定河北京段自然水循环与再生水、循环管线回水及外调水等人类活动相互作用的特点,构建... 自然条件下的河流水质模型在高强度人类活动影响的城市河流应用中存在局限性,构建耦合人类活动影响的水质模型是识别城市河流水质变化的关键。针对永定河北京段自然水循环与再生水、循环管线回水及外调水等人类活动相互作用的特点,构建了基于分布式时变增益水文模型与一维稳态的水质过程耦合的模型,分析了不同调水情景下永定河北京段水质变化过程。应用表明该模型在永定河北京段具有良好的适用性,不仅能描述过去天然条件、现状条件下水质过程,同时能应用于未来规划情景下的水质预测,同时表明外调水工程对永定河北京段的水量水质有显著的改善作用。 展开更多
关键词 永定河北京段 分布式时变增益模型 水质模拟 人类活动
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生态水文双向耦合模型的研发与应用:Ⅰ模型原理与方法 被引量:8
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作者 曾思栋 夏军 +1 位作者 杜鸿 陈向东 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期33-43,共11页
陆地生态水文耦合的关键过程是以植被气孔行为调控的植物蒸腾-光合作用的双向耦合,并共同影响着水、能量通量、碳的收支平衡,构建陆地生态水文双向紧密耦合模型是研究其相互作用与反馈的重要基础。本研究基于分布式时变增益模型(DTVGM)... 陆地生态水文耦合的关键过程是以植被气孔行为调控的植物蒸腾-光合作用的双向耦合,并共同影响着水、能量通量、碳的收支平衡,构建陆地生态水文双向紧密耦合模型是研究其相互作用与反馈的重要基础。本研究基于分布式时变增益模型(DTVGM),改进并发展了其中水、能量通量、光合作用及植物生长等关键模块,耦合以CASACNP为基础的生物地球化学模型,提出了耦合模型的架构、模拟方法及模型主要原理和计算方法,构建了一个耦合陆面水文与生物地球化学循环的生态水文双向紧密耦合模型,为陆面水文-生物地球化学过程的模拟及应用提供基础。 展开更多
关键词 生态水文 dtvgm CASACNP 模型原理 双向耦合
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汉江上游流域水文循环过程对气候变化的响应 被引量:20
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作者 陈婷 夏军 邹磊 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第9期1-7,共7页
气候变化对水资源的时空格局及水循环产生了不同程度的影响。以汉江上游流域为例,采用线性回归法、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析了1961-2013年的水文气象要素变化特征;构建了分布式时变增益模型(DTVGM),验证了模型在该流域的适用... 气候变化对水资源的时空格局及水循环产生了不同程度的影响。以汉江上游流域为例,采用线性回归法、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析了1961-2013年的水文气象要素变化特征;构建了分布式时变增益模型(DTVGM),验证了模型在该流域的适用性;根据CMIP5多模式集合平均的结果,分析了RCP4.5和RCP8.5情景下2011-2099年的降水、气温及径流的响应过程。结果表明,1961-2013年汉江上游流域年降水量随时间缓慢减少,气温显著上升,年均径流量显著减少;在两种气候情景下,未来该流域降水量较基准期有所增加,气温随时间将显著上升,径流量较基准期减少但是随时间呈现增加趋势。结果预示着在未来气候变化的情况下,汉江上游流域水文循环将受到较大影响,可能出现一定程度的水资源短缺。 展开更多
关键词 汉江上游流域 气候变化 水文循环 dtvgm模型
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生态水文双向耦合模型的研发与应用:Ⅱ.模型应用 被引量:5
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作者 曾思栋 夏军 +1 位作者 杜鸿 李浩 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期439-447,457,共10页
陆地生态水文过程的耦合集中体现在水碳循环的相互作用与反馈,研究这种耦合关系以及变化环境下水文、能量通量、碳收支过程的响应特征对于理解生态水文过程的作用机理具有重要意义。本研究基于构建的生态水文双向紧密耦合模型DTVGM-CASA... 陆地生态水文过程的耦合集中体现在水碳循环的相互作用与反馈,研究这种耦合关系以及变化环境下水文、能量通量、碳收支过程的响应特征对于理解生态水文过程的作用机理具有重要意义。本研究基于构建的生态水文双向紧密耦合模型DTVGM-CASACNP,选取Ameriflux Duke森林生态系统站点,验证了该耦合模型的适用性。结果表明,该模型在水、能量通量及碳通量的模拟方面均取得了较好的效果。水碳耦合关系结果表明植被生产力与蒸散发具有较强的正相关关系;气孔对蒸腾的调控结果显示在冬季蒸腾受到气孔的控制作用强,在夏季蒸腾受到外界环境因子的控制作用更强;日内变化中日间蒸腾受到环境因子的控制作用较夜间高。双倍CO2浓度条件下,植物蒸腾减小,但截留蒸发增加,感热通量增加显著,碳汇作用将加强。 展开更多
关键词 生态水文 dtvgm-CASACNP 模型验证 耦合特征
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Evaluating the suitability of TRMM satellite rainfall data for hydrological simulation using a distributed hydrological model in the Weihe River catchment in China 被引量:12
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作者 ZHAO Haigen 《Journal of Geographical Sciences》 SCIE CSCD 2015年第2期177-195,共19页
The objective of this study is to quantitatively evaluate Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) data with rain gauge data and further to use this TRMM data to drive a Dis- tributed Time-Variant Gain Model (DT... The objective of this study is to quantitatively evaluate Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) data with rain gauge data and further to use this TRMM data to drive a Dis- tributed Time-Variant Gain Model (DTVGM) to perform hydrological simulations in the semi-humid Weihe River catchment in China. Before the simulations, a comparison with a 10-year (2001-2010) daily rain gauge data set reveals that, at daily time step, TRMM rainfall data are better at capturing rain occurrence and mean values than rainfall extremes. On a monthly time scale, good linear relationships between TRMM and rain gauge rainfall data are found, with determination coefficients R2 varying between 0.78 and 0.89 for the individual stations. Subsequent simulation results of seven years (2001-2007) of data on daily hydro- logical processes confirm that the DTVGM when calibrated by rain gauge data performs better than when calibrated by TRMM data, but the performance of the simulation driven by TRMM data is better than that driven by gauge data on a monthly time scale. The results thus suggest that TRMM rainfall data are more suitable for monthly streamfiow simulation in the study area, and that, when the effects of recalibration and the results for water balance components are also taken into account, the TRMM 3B42-V7 product has the potential to perform well in similar basins. 展开更多
关键词 RAINFALL TRMM distributed hydrological model dtvgm hydrological simulation Weihe River catchment
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