基于VIC模型构建的综合干旱指数在黄河流域的应用 被引量：12

1

作者 朱悦璐 畅建霞 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第2期203-212,共10页

【目的】研究黄河流域年内和年际尺度的干旱特征,为评估干旱、半干旱地区极端气候提供参考。【方法】基于VIC模型划分0.5°×0.5°经纬网,结合黄河流域多年降水资料,将子流域所有网格日径流取均值,采用GPP(Gringorten plott... 【目的】研究黄河流域年内和年际尺度的干旱特征,为评估干旱、半干旱地区极端气候提供参考。【方法】基于VIC模型划分0.5°×0.5°经纬网,结合黄河流域多年降水资料,将子流域所有网格日径流取均值,采用GPP(Gringorten plotting position)算法构建非参数多变量综合干旱指数(Non-parametric multivariate standardized drought index,NMSDI),并在黄河流域进行了实例应用。【结果】(1)在6个月尺度上,干旱初期NMSDI指数与标准化降水指数(Standardized precipitation index,SPI)类似,末期与标准化流量指数(Standardized streamnow index,SSI)类似。(2)黄河上游及北部干旱较其他区域更为严重,旱灾风险春夏高、秋冬低。(3)黄河流域年内和年际的NMSDI指数以降低为主,但R/S分析表明,降低的趋势在未来有所减缓。(4)黄河流域年际NMSDI系列趋于稳定,仅渭河流域在1991年出现突变,可能是气候变化与人类活动耦合的结果。【结论】与传统的干旱指标相比,NMSDI综合了气象、水文干旱指标的特点且不依赖于假设的分布函数,可以有效捕获干旱状态,同时避免了不同指标之间不能直接比较的不足,在研究流域有较好的适用性。 展开更多

关键词 综合干旱指数 非参数方法 vic模型 标准化降水指数(SPI) 黄河流域

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基于格子涡(VIC)方法的烟雾仿真研究

2

作者 姚亮 陈国栋 《贵州大学学报（自然科学版）》 2016年第1期70-74,共5页

烟雾仿真一直是计算机图形学研究的难点,基于欧拉法的烟雾仿真存在严重的数值耗散的问题,导致仿真的细节表现不尽如人意,基于纯拉格朗日的方法计算量大实时性难以保证。为了达到较好的效果并且控制计算量提高计算速度,本文使用基于格子... 烟雾仿真一直是计算机图形学研究的难点,基于欧拉法的烟雾仿真存在严重的数值耗散的问题,导致仿真的细节表现不尽如人意,基于纯拉格朗日的方法计算量大实时性难以保证。为了达到较好的效果并且控制计算量提高计算速度,本文使用基于格子涡(VIC)的方法对烟雾进行仿真。在欧拉框架下计算速度场,然后在拉格朗日框架下追踪涡粒子沿迹线的运动。在欧拉框架下使用FFT(快速Fourier变换)快速求解Poisson方程,得到涡量输运方程中从涡量到速度的转换,加快计算速度。对于粘性扩散项中的粒子涡量交换,本文使用粒子强度交换法(PSE)来求解方程。最终实现了对烟雾的仿真,细节效果保留较好,实时性可以接受,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 涡量输运方程 格子涡(vic)方法 快速Fourier变换(FFT) 粒子强度交换(PSE)

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基于SMI-P法的人民胜利渠灌区农业水资源安全评价

3

作者 王贻森 白瑞林 +1 位作者 张修宇 陈卓 《人民黄河》 北大核心 2025年第9期157-162,共6页

为了解人民胜利渠灌区农业水资源安全现状,构建河南省人民胜利渠灌区农业水资源安全评价指标体系,采用序关系分析法和变异系数法确定综合权重,基于单指标量化、多要素综合和多准则集成的SMI-P法,从灌区子系统、生态子系统和水资源子系统... 为了解人民胜利渠灌区农业水资源安全现状,构建河南省人民胜利渠灌区农业水资源安全评价指标体系,采用序关系分析法和变异系数法确定综合权重,基于单指标量化、多要素综合和多准则集成的SMI-P法,从灌区子系统、生态子系统和水资源子系统3个维度对农业水资源安全进行量化评价。结果表明:2011—2020年,人民胜利渠灌区农业水资源安全指数呈波动增大趋势,安全等级为“基本安全”与“安全”,从2016年开始农业水资源安全状况显著改善;灌区子系统与生态子系统安全指数因设施升级、管理优化和生态保护力度加大而总体增大,但受制于当地水资源禀赋,水资源子系统安全指数相对较小且波动较大。未来应继续加强水资源科学调度与节水灌溉技术推广,优化渠系管理与生态保护措施,提升农业水资源利用效率,确保灌区农业可持续发展与粮食安全。 展开更多

关键词 农业水资源安全 SMI-P法 序关系分析法 变异系数法 人民胜利渠灌区 河南省

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深度学习与响应曲面替代在分布式模型率定的对比

4

作者 王雪佳 孙若辰 +1 位作者 段青云 李佳慧 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第6期1401-1412,共12页

为解决分布式水文模型参数率定时参数维度高且计算效率低的问题,提出一种结合深度学习替代模型与多尺度参数区域化(multiscale parameter regionalization,MPR)方法的参数优化方案。以淮河流域为研究区域,利用全球陆地蒸发阿姆斯特丹模... 为解决分布式水文模型参数率定时参数维度高且计算效率低的问题,提出一种结合深度学习替代模型与多尺度参数区域化(multiscale parameter regionalization,MPR)方法的参数优化方案。以淮河流域为研究区域,利用全球陆地蒸发阿姆斯特丹模型(global land evaporation Amsterdam model,GLEAM)遥感蒸散发数据对可变下渗容量(variable infiltration capacity,VIC)模型的参数进行率定,通过MPR方法将下垫面物理特征与VIC模型参数进行关联,降低参数维度,采用基于深度学习的长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)替代模型近似原始模型的模拟过程,通过洗牌复合形进化算法(shuffled complex evolution-University of Arizona,SCE-UA)对VIC模型参数进行优化。此外,利用传统基于自适应替代模型的优化算法(adaptive surrogate modeling based optimization,ASMO)进行率定,并对2种方法的优化效果进行对比分析。结果表明:LSTM替代模型能较好模拟蒸散发的时空变化,2011−2013年平均纳什效率系数为0.919,平均偏差为0.074,相关系数为0.923。LSTM-SCE率定方案在蒸散发精度、误差分布稳定性及克林-古普塔效率系数、相关系数等指标上均优于ASMO,在验证期的均方根误差为0.849,较ASMO降低6.1%,低于0.9的网格比例达76.7%,较ASMO提高约52%。 展开更多

关键词 替代模型 vic模型 参数优化 MPR方法 LSTM SCE-UA 蒸散发

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汉江流域未来降水径流预测分析研究 被引量：19

5

作者 郭靖 郭生练 +2 位作者 张俊 陈华 陈桂亚 《水文》 CSCD 北大核心 2009年第5期18-22,共5页

本文应用统计降尺度法将全球气候模式和VIC分布式水文模型进行耦合,研究未来A2气候情景下汉江流域降水径流变化情况。首先应用基于光滑支持向量机的统计降尺度法在全球气候模式CGCM2和HadCM3的A2气候情景下,分别预测未来汉江流域日降水... 本文应用统计降尺度法将全球气候模式和VIC分布式水文模型进行耦合,研究未来A2气候情景下汉江流域降水径流变化情况。首先应用基于光滑支持向量机的统计降尺度法在全球气候模式CGCM2和HadCM3的A2气候情景下,分别预测未来汉江流域日降水、气温过程,然后将预测降水过程作为VIC模型的输入,模拟预测未来汉江流域径流过程。研究结果表明,在CGCM2气候模式下,2020s(2011～2040年)时期汉江流域径流小于基准年,2050s(2041～2070年)时期与基准年基本相当,2080s(2071～2100年)时期大于基准年;在HadCM3气候模式下,2020s时期汉江流域径流小于基准年,2050s和2080s时期均比基准年增加;降水、气温预测结果与径流基本一致。 展开更多

关键词 气候变化 统计降尺度法 vic模型 GCM 降水 径流 汉江流域

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不同订正方法下CFSR再分析数据在天山西部山区径流模拟中的应用 被引量：2

6

作者 高瑞 穆振侠 +3 位作者 彭亮 周育琳 尹梓渊 汤瑞 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2017年第6期342-352,共11页

以天山西部山区喀什河流域为典型研究区,基于1990-2000年的水文气象站点实测资料、2005年喀什河流域遥测降水数据及各时间段对应的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析数据,通过实测站与其最近CFSR站多年月平均降水的比值,C... 以天山西部山区喀什河流域为典型研究区,基于1990-2000年的水文气象站点实测资料、2005年喀什河流域遥测降水数据及各时间段对应的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析数据,通过实测站与其最近CFSR站多年月平均降水的比值,CFSR站点处2005年的年降水量与同期遥测年降水量的比值,以及基于实测站点降水数据和各CFSR站点与实测站点最近的CFSR站点的空间关系3种方法对CFSR降水数据进行订正。借助VIC模型,分析不同订正方法下研究区径流的模拟效果。降水时间序列分析结果表明,CFSR降水数据能够较好地在时间和空间上反应喀什河流域内月降水的变化情况。径流模拟结果表明,(1)CFSR降水数据的不同订正方法对径流结果影响较为明显;(2)基于实测站点降水数据以及各CFSR站点与实测站点最近的CFSR站点的空间关系订正的所有CFSR降水,在径流模拟中表现最好,模型率定期和验证期的模型效率系数均在0.80以上,多年径流相对误差在15.0%以内。该订正方法不仅考虑了降水在时间维度上的变化,还考虑其在地理空间维度的变化,较其它两种方法在径流模拟中具有更好的应用前景。 展开更多

关键词 CFSR降水数据 降水订正方法 vic模型 稀缺资料地区

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基于数字图像相关技术的鼓风机叶片动态应变试验 被引量：2

7

作者 刘越 周志卫 +1 位作者 刘艳欣 宋子辉 《理化检验（物理分册）》 CAS 2023年第1期19-23,共5页

针对鼓风机叶片在共振中因大变形而引起的裂纹或断裂问题,基于双目立体视觉原理和数字图像相关法,并结合振动学理论,研究了小尺寸风机叶片在振动过程中的变形及动态应变。结果表明:叶片的最大应变位于叶根处,且整体应变随着正弦振动的... 针对鼓风机叶片在共振中因大变形而引起的裂纹或断裂问题,基于双目立体视觉原理和数字图像相关法,并结合振动学理论,研究了小尺寸风机叶片在振动过程中的变形及动态应变。结果表明:叶片的最大应变位于叶根处,且整体应变随着正弦振动的激励呈现交变状态;与应变片法测得的应变和激光测振仪测得的位移相比,采用VIC-3D数字图像相关法测得叶片根部的应变和位移相对误差分别约为4.0%和3.5%,该测量方法易于操作,测量精度高。 展开更多

关键词 鼓风机叶片 振动试验 双目立体视觉原理 vic-3D数字图像相关法 动态应变

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黄河流域1961—2012年蒸散发时空变化特征及影响因素分析 被引量：34

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作者 童瑞 杨肖丽 +2 位作者 任立良 刘懿 马明卫 《水资源保护》 CAS CSCD 2015年第3期16-21,共6页

基于黄河流域1 500个0.25°×0.25°网格,应用可变下渗能力模型VIC-3L计算1961—2012年黄河流域水文过程,获得日尺度的实际蒸散发量和潜在蒸散发量数据。运用Mann-Kendall趋势检验方法和Budyko水分能量平衡公式,分析了实际... 基于黄河流域1 500个0.25°×0.25°网格,应用可变下渗能力模型VIC-3L计算1961—2012年黄河流域水文过程,获得日尺度的实际蒸散发量和潜在蒸散发量数据。运用Mann-Kendall趋势检验方法和Budyko水分能量平衡公式,分析了实际蒸散发量、潜在蒸散发量、蒸散发率和干燥指数的时空变化趋势及蒸散发受水分能量供应条件限制情况。结果表明:总体上实际蒸散发量和潜在蒸散发量呈减小趋势,其中潜在蒸散发量减小趋势显著,但在流域不同区域的增减趋势不同;蒸散发率和干燥指数的变化不明显;黄河流域上游蒸散发主要受能量供应条件限制影响,而中下游受水量供应条件限制影响较大。 展开更多

关键词 水文过程 蒸散发 干燥指数 可变下渗能力模型 Budyko 水分能量平衡公式 Mann-Kendall趋势检验法 黄河流域

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拉萨河流域TRMM降水数据统计降尺度及其有效性研究 被引量：2

9

作者 嵇浩宇 彭定志 +3 位作者 赵珂珂 梁雅琪 古玉 邓陈宁 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第3期40-48,共9页

利用2001—2014年TRMM 3B43、MODIS等数据,采用“统计降尺度+GDA校正”的方法对拉萨河流域TRMM 3B43降水数据进行降尺度校正,构建高分辨率TRMM降水数据。在对TRMM 3B43降水数据进行适用性检验的基础上,构建了TRMM月降水量与气温、NDVI... 利用2001—2014年TRMM 3B43、MODIS等数据,采用“统计降尺度+GDA校正”的方法对拉萨河流域TRMM 3B43降水数据进行降尺度校正,构建高分辨率TRMM降水数据。在对TRMM 3B43降水数据进行适用性检验的基础上,构建了TRMM月降水量与气温、NDVI因子间的多元线性回归关系,获得更为精细的0.05°×0.05°TRMM 3B43降水数据。结合实测数据,通过GDA法对0.05°×0.05°降水数据进行误差校正,提升TRMM降水数据精度。并与实测数据进行相关分析和误差检验,验证“统计降尺度+GDA校正”方法对于获得高分辨率TRMM降水数据的可行性。最后应用降尺度校正数据驱动VIC模型作为降水数据未来使用潜力的的初步探究。结果表明:实测数据与TRMM 3B43降水数据具有较高的相关关系,但整体上有高估现象存在;降尺度校正模型模拟的降水在提高空间分辨率的基础上具有较高的精度,与实测站点的相关系数均在0.91以上,均值达到0.95;在月尺度上,降尺度校正模型模拟的降水月相关系数较TRMM原始数据均有所提升,其中6—10月明显好于其他月份;降尺度校正后的降水数据在径流模拟中有较好的表现,NSE率定期0.75,验证期0.72,在无资料地区径流模拟中具有良好前景。 展开更多

关键词 TRMM 统计降尺度 GDA校正 vic

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高寒区多源降水产品精度与水文模拟效果评估——以雅鲁藏布江流域和拉萨河流域为例 被引量：5

10

作者 班春广 左德鹏 +3 位作者 徐宗学 董义阳 王静 达瓦次仁 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期159-168,226,共11页

卫星降水产品在缺资料地区开展水文气象研究及径流模拟中发挥着至关重要的作用,然而卫星降水产品的精度可能会影响径流模拟效果。采用多种统计指标和VIC水文模型综合评估5种卫星降水产品(CMORPH-BLD、GSMaP_Gauge、CMFD、MSWEP和PERSIAN... 卫星降水产品在缺资料地区开展水文气象研究及径流模拟中发挥着至关重要的作用,然而卫星降水产品的精度可能会影响径流模拟效果。采用多种统计指标和VIC水文模型综合评估5种卫星降水产品(CMORPH-BLD、GSMaP_Gauge、CMFD、MSWEP和PERSIANN-CDR)在雅鲁藏布江流域的精度和拉萨河流域的水文模拟效果。结果表明:(1)CMORPH_BLD和GSMaP_Gauge在少雨季存在低估,CMFD在少雨季与观测值具有很好的一致性。MSWEP和PERSIANN-CDR在多雨季和少雨季存在高估。降水量方面,CMORPH-BLD和CMFD均较为接近观测值,其他降水产品存在不同程度的高估。(2)日尺度上,除CMFD外其他卫星降水数据与观测值具有较小的相关性(0.26~0.45),CMORPH-BLD和CMFD和观测值具有较好的一致性,CMFD和MSWEP探测小降水事件(0.1,0.5,1 mm/d)的能力优于GSMaP_Gauge。各卫星降水产品在探测强降水(2,5,10 mm/d)方面能力不足。日降水2 mm/d的降水阈值为各分类指数的变化点。(3)月尺度上,各降水产品与观测值具有很强的相关性(0.73~0.99),CMFD和CMORPH_BLD的精度较高,其他产品稍微偏低。(4)CMFD水文模拟效果最好,CMORPH-BLD次之,MSWEP产生令人满意的模拟结果,GSMaP_Gauge和PERSIANN-CDR表现不佳。CMFD和CMORPH-BLD在雅鲁藏布江地区水文气象研究及径流模拟中具有较大优势。研究结果对该地区的水文气象应用及水文水资源研究具有重要意义。 展开更多

关键词 卫星降水产品 vic模型 SCE-UA算法 径流模拟 雅鲁藏布江流域

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人类活动对水文干旱影响的量化评估方法 被引量：5

11

作者 江善虎 王孟浩 +2 位作者 崔豪 刘亚婷 任立良 《黑龙江大学工程学报》 2022年第4期1-10,F0002,共11页

人类活动对全球水资源及水文过程的影响与日俱增,其对区域水文干旱的影响成为目前水文学领域研究的热点。提出基于“实测-模拟”对比的评估框架,定量分析人类活动对水文干旱过程的影响。首先利用趋势及突变检验方法,分析流域内降水、气... 人类活动对全球水资源及水文过程的影响与日俱增,其对区域水文干旱的影响成为目前水文学领域研究的热点。提出基于“实测-模拟”对比的评估框架,定量分析人类活动对水文干旱过程的影响。首先利用趋势及突变检验方法,分析流域内降水、气温、径流等水文气象要素的变化情况;然后基于水文模型还原自然径流过程,结合变阈值方法与游程理论对实测和自然径流序列进行水文干旱识别,并通过比较两序列干旱特征值量化人类活动对水文干旱过程的影响。选取中国北方受人类活动影响明显的老哈河流域对量化评估框架开展应用研究,结果表明:自1979年以来,人类活动导致老哈河流域水文干旱历时、水分亏缺量、峰值较自然条件下分别增加了173.2%~309.1%,38.4%~53.8%和34.0%~99.3%。 展开更多

关键词 水文干旱 人类活动 vic模型 变阈值方法

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基于VIC模型的黄河上游未来径流变化分析 被引量：16

12

作者 魏洁 畅建霞 陈磊 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期65-74,共10页

为研究变化环境下黄河上游流域降水、气温与径流的变化特征,采用Delta方法对大气环流模式（GCMs）中BCC-CSM1.1模式数据进行降尺度处理,建立未来时期的气候变化情景,应用VIC分布式水文模型,对流域未来径流过程进行预估。结果表明,与基... 为研究变化环境下黄河上游流域降水、气温与径流的变化特征,采用Delta方法对大气环流模式（GCMs）中BCC-CSM1.1模式数据进行降尺度处理,建立未来时期的气候变化情景,应用VIC分布式水文模型,对流域未来径流过程进行预估。结果表明,与基准期（1971—2010年）相比,三种情景下黄河上游未来（2011—2050年）多年平均降水增加4.31%-5.74%;多年平均最高气温和最低气温升高1.04-1.61℃,其中冬季升温最为明显;多年平均径流量分别增加2.65%、2.66%和8.07%,且增加幅度随时间推移逐渐减小,长期呈下降趋势;就年内分配来看,径流在冬季有所增加,夏季略有减少。 展开更多

关键词 水文预报 气候变化 径流 Delta方法 vic模型 黄河上游

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基于水文模型模拟的边坡稳定研究 被引量：6

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作者 肖耀廷 朱悦璐 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期187-198,共12页

针对传统边坡稳定研究中土体含水率在长时间序列上难于连续获得的问题,提出以水文模型VIC(variable infiltration capacity model)为工具,结合研究区降水、气温、植被覆盖等资料,输出土体含水率的逐日变化,以此作为边坡稳定分析的计算... 针对传统边坡稳定研究中土体含水率在长时间序列上难于连续获得的问题,提出以水文模型VIC(variable infiltration capacity model)为工具,结合研究区降水、气温、植被覆盖等资料,输出土体含水率的逐日变化,以此作为边坡稳定分析的计算要素。结果表明:1970—2010年间,渭河流域土体含水率时空分布总体上呈增加趋势,土体抗剪强度呈降低趋势,但幅度稳定在2‰左右;基于M-C等面积圆DP3准则的强度折减法计算结果表明,边坡安全系数k在40年间有上升趋势,其中k值大于1.2的时段在85%以上,k值在1～1.2之间的时段占9%左右,k值小于1的时段占5.5%左右;土体抗剪强度时间序列R/S分析结果表明,τ-t曲线和k-t曲线Hurst系数分别为0.5568、0.5888,属于无变异;综合上述因素判断,该滑坡体现状和未来均处于稳定状态。这种方案是基于水文学角度的边坡稳定研究,为土体抗剪强度计算及地质灾害评估提供了一种新的选择。 展开更多

关键词 vic模型 土的含水率 抗剪强度 有限元 R/S分析

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