摘要：天气雷达在观测过程中,通常会受到非气象因子的干扰,产生非气象回波,从而严重影响雷达定量降水估计的精度和短临降水预报的性能。本文使用陕西省西安、延安等7部C波段多普勒天气雷达的体扫观测,构建了基于贝叶斯分类器和回波物理特征的质量控制方法:首先人工提取每部雷达的降水回波、地物回波和晴空回波的反射率因子,并基于提取的不同类型雷达回波,分析了陕西省7部雷达不同类型雷达回波的反射率因子、反射率因子水平纹理、反射率因子沿径向的变化梯度、5 dBZ回波高度、反射率垂直梯度的变化特征,统计得到不同类型雷达回波对应特征量的概率密度分布函数;然后基于统计的概率密度分布函数建立贝叶斯分类器,对雷达回波进行初步识别;在此基础上,结合雷达回波物理特征设计了太阳尖峰识别方法、孤立点去除方法和回波空洞填补方法,进一步识别雷达回波;最后去除非气象回波,得到质量控制后的降水回波数据。利用2019年7~9月陕西省7部雷达的体扫观测数据,系统地分析了雷达质量控制方法的性能,同目前陕西省业务运行的雷达数据质量控制结果进行了对比分析,并使用HSS评分(Heidke skill score)评估了质量控制结果的准确率。结果表明,研发的基于贝叶斯分类器和回波物理特征的雷达质量控制方法能够较好地识别降水回波和非降水回波,识别效果优于业务使用结果,7部雷达数据质量控制结果的HSS评分均在0.75以上。

摘要：多源径流数据是理解地表水资源分布格局和演变规律的基础,径流数据的比较和筛选是其应用和推广的前提,但中国范围内的径流数据比较研究仍相对缺乏。本研究在中国九大流域片,选取控制范围不重叠、1961—2014年天然径流资料连续的82个水文站,从多年平均径流量和径流变化趋势两个方面,评价了CMIP6地球系统模式、ISIMIP3a全球水文模型、基于陆面模型的GLDAS和CNRD、基于机器学习的GRUN等四类33套径流数据集的质量。研究表明:(1)百分比偏差的评价结果显示,经过偏差校正的CMIP6、ISIMIP3a、GLDAS、GRUN、CNRD均能较好模拟大部分流域的平均径流;综合标准差、均方根误差、皮尔逊相关系数3个评价角度的泰勒图分析结果显示,CNRD在松辽河流域,长江、珠江、东南诸河流域,西北、西南诸河流域表现最优,偏差校正后的CMIP6和GLDAS多模型平均结果在黄淮海流域表现最优。(2)多源径流数据对多年平均径流量的模拟普遍较好,而对年径流变化趋势的模拟结果较差,特别是CMIP6和GRUN严重低估了径流趋势,约10个流域的趋势模拟结果与天然径流资料的趋势相反。(3)多源径流数据在相对干旱区域模拟结果较差,亟需提高驱动数据质量、改进模型结构、优化模型参数,以提升模型对干旱区水循环过程模拟的精度。这项工作为研究中国河川径流及地表水资源时空演变规律,提供了数据筛选的重要依据,为多源径流数据在中国不同流域的更新与发展,明确了可能的问题和改进方向。

摘要：探讨了小流域水循环地理信息系统(G IS)的研究和构建:其中包括G IS在水文水资源系统中的应用模式,小流域水循环地理信息系统的系统设计的原则,系统架构设计和系统功能设计。应用组件式技术,采用新一代组件式G IS开发平台A rcO b jects与可视化开发语言VB,以黄土高原六道沟小流域为例,设计建立小流域水循环空间数据库和属性数据库,并在此基础上,建立了小流域水循环地理信息系统。系统能够采集、表达和输出小流域水循环过程各类数据,系统还提供实现水文模型与系统的集成接口,为黄土高原小流域水循环过程研究提供数据采集、表达和分析支持。

摘要：研究了基于组件式GIS的小流域水土保持信息系统的设计与实现;讨论了GIS在水土保持中的应用、小流域水土保持信息系统的系统架构设计、系统功能设计与数据库设计;以六道沟小流域为例,利用组件式GIS平台ArcGIS Engine构建了基于GIS的小流域水土保持信息系统。该系统充分利用了GIS强大的空间分析、直观的信息表达功能和数据存储、处理功能,并能够采集、表达和输出小流域水土保持各类数据,利用地图、文字、表格、影像等多种手段进行信息表达,并提供了与空间分析和土壤流失计算模型集成的接口。

摘要：滨海盐碱地是滨海地区重要的土地资源,随着滨海地区城镇化进程及生态文明建设的发展,迫切需要低成本、快速、可持续的滨海盐碱地原土植被构建技术。针对滨海盐碱地原土建植与咸水/微咸水资源的利用,该研究以月季(Rosa chinensis)为例,采用微咸水滴灌技术进行滨海盐碱地水盐调控植被构建。试验在渤海湾曹妃甸区吹沙造田形成的典型沙质滨海盐渍土上进行,设计了灌溉水电导率(ECiw)为0.8、3.1、4.7、6.3、7.8 dS/m的5个处理,研究滴灌水盐调控对土壤盐分淋洗及月季根系生长和分布特征的影响。结果表明:在渤海湾滨海地区气候条件下,先进行淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗灌溉,随后采用<7.8 dS/m的微咸水滴灌,0~100 cm土层土壤盐分得到了有效的淋洗,尤其是根层0~40 cm土壤盐分经过一个月左右,由初始28.33 dS/m降低到均小于4 dS/m,一个低盐适生的土壤环境得到快速营造;随着ECiw的增加,0~40 cm土层土壤最终趋于稳定的盐分呈增加趋势,土壤脱盐过程可以被logistic方程描述,脱盐过程可划分为快速脱盐、缓慢脱盐和盐分趋于稳定3个阶段;94%以上的月季根系主要分布在0~20cm的表层土壤中,随着ECiw的增加,根系生物量显著降低,根系受盐分胁迫生理干旱影响向土壤深处生长以扩大水分空间。研究认为,采用短期淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗淡水滴灌、随后进行微咸水滴灌的方法,可以实现土壤盐分的快速淋洗并维持在较低水平,但受盐分对根系生长的影响会作用于植物地上部分生长及植物存活,因此需要结合植物耐盐性及生产目标(产量、景观)确定适宜灌溉水矿化度阈值。

摘要：海绵城市是低影响开发模式（Low Impact Development,LID）的重要途径,也是解决我国城市水问题的重要举措。论文从良性水循环理念的角度,针对城市防洪排涝、面源污染控制以及雨洪资源化利用等三大核心问题,以城市雨洪模拟技术和LID优化技术方法为重点,探讨了支撑海绵城市实施的关键技术方法,构建了具有自主知识产权的城市雨洪模型;并以首批海绵城市试点常德市为例进行了应用研究。研究得出：现状常德城区径流系数在0.33~0.81之间,平均值为0.64;按确保年径流总量控制目标的实现,采用渗、滞和蓄等多种LID消纳各地块径流,城区90%的地块均能达到控制目标,下沉式绿地、透水铺装和绿色屋顶总面积分别为496.75、1 338.15和613.21 hm2,占各地块面积的3.9%~31.4%之间。污染负荷SS削减率在45.0%~47.7%之间,平均削减率为46.1%。常德城区通过实施LID措施,雨洪径流和污染负荷的输出量将显著降低,基本能够达到控制目标。研究为常德海绵城市规划设计提供了重要技术支撑和理论依据,为我国海绵城市规划方法和技术研究提供了参考。

摘要：水资源短缺影响黄淮海平原农业稳定和可持续发展。气候变化情景下,农业用水紧张的问题可能进一步加剧,种植制度和作物品种区域布局将面临调整。论文利用IPCC 5三种代表性温室气体浓度排放路径（RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5）的多模式集成数据,基于VIP（soilVegetation-atmosphere Interface Processes）生态水文模型,模拟了2011—2059年黄淮海平原二级子流域的水资源盈亏变化。在此基础上,针对水分亏缺最严重的子流域,设计无外来调水和维持2000—2010年调水总量水平的两种流域地下水采补均衡情景,对冬小麦种植区域的合理布局及其对产量的影响进行评估。结果表明,2050年代黄淮海平原农作物蒸散量增幅大于降雨量增幅,北部地区水分亏缺量将增加,南部地区水分盈余量则减少。在低到高的排放情景下,全区域水分盈余量下降0.1%-14.1%。两种地下水采补均衡情景下,2050年代黄淮海平原冬小麦种植面积应分别减少9.8%-11.3%和7.0%-8.8%,相应产量分别增加0-11.9%和3.0%-15.9%。适当减少冬小麦种植面积,可有效减缓黄淮海地区农业水资源的不足,保护生态环境,促进农业可持续发展。

摘要：针对包含微灌设备的农田中电子地图获取成本高的问题,提出了一种基于微灌工程设计成果数据快速构建起农田电子地图的方法.考虑到微灌工程设计成果数据和农田电子地图2种数据的数据模型和对不同空间要素的表达方式之间存在着一定的差异,在微灌工程设计成果数据中存在着对微灌设备等空间要素的夸张、简化和省略等情况,而且数据中往往缺乏对微灌设备等空间要素的地理空间位置信息描述.在对微灌工程进行系统了解的基础上,通过深入分析设计成果数据和农田电子地图2种数据之间数据模型和要素表达方式之间的差异性,提出了采用***类库和ArcGIS Engine二次开发相结合进行解析转换的方法,将CAD格式的设计成果数据转换为GIS所支持的Geodatabase格式,初步构建起微灌工程农田电子地图,为微灌工程施工作业提供参考,同时也为精准农业提供农田电子地图基础数据.

摘要：由于水文循环过程的复杂性和空间变异性,集成不同的水循环模型,基于模块化结构、构建面向多目标的水文模拟系统已经成为当今水文模拟技术发展的一个重要方向。本文从科学研究和水资源管理的实际需要,首次研发国内基于模块化的分布式水文模拟系统,并提出了“信息化水文模拟系统(HydroInformaticModelingSystem,简称HIMS)”。HIMS是一个以水循环信息平台为基础,基于组件式结构设计的开放式综合水循环模拟系统,侧重于分布式水文过程的模拟与应用。文中对HIMS的设计思路,主要功能与结构进行了详细介绍,包括基于国产GIS软件SuperMap的水循环信息系统、模型数据前／后处理系统和水文模型方法库系统。其中,HIMS的水文模型方法库系统集成了水文过程方法库和多种水文模型,并提供定制水文模型的功能。HIMS的提出发展了水文模型理论和建模技术,拓宽了国内分布式水文模型的研究思路。

摘要：运用模糊c均值聚类方法初步研究了我国典型干旱区黑河下游的土壤属性空间分布规律。通过分析该地区的地形参数(坡度,沿剖面曲率和沿等高线曲率),植被指数(NDVI)及地质数据,设计了16个野外典型样本采集点及9个独立样本用于结果验证。应用室内试验,测定土样的3个属性特征(饱和导水率、土壤容重及土壤含水量)。以模糊隶属度作为权重,运用加权平均法计算得到三组土壤属性的空间分布,结果与9个独立采样点进行对比,无显著性差别。表明该方法在极端干旱区黑河下游地形较平缓地区适用性较强,结果能够满足应用需求,为该区域的地表过程研究提供宝贵的数据支持。