生态水文模型与应用(杨胜天等著)思维导图
常用洪水预报模型介绍
段
Ⅲ
EL=C×(EP-EU)，ED=0 若WL<C×WLM 且 WL<C×(EP-EU) 则
EL=WL，ED=C×(EP-EU)-WL
Ⅰ上够蒸；Ⅱ上不够下够；Ⅲ上下都不够蒸深
产流计算
蓄满产流模式
降水在满足田间持水量以前不产流，所有的降水都被土壤所 吸收（补充张力水，用于蒸发）；降水在满足田间持水量以 后，所有的降水（扣除同期蒸发量，变为自由水）都产流。
输入：产流量R 参数：自由水蓄水容量SM
地下水出流系数KG 壤中流出流系数KI 输出：地面径流RS 壤中流RI 地下径流RG
水源划分
由于产流面积是不断变化的，而且在产流面积上自由水蓄水容 量分布也是不均匀的。因此，采用类似流域张力水蓄水容量面积 分布曲线的流域自由水蓄水容量面积分配曲线来考虑上述不均匀 性。所谓流域自由水蓄水容量面积分配曲线是指：部分产流面积 随自由水蓄水容量而变化的累计频率曲线
（7）EX：自由水蓄水容量面积分布曲线指数，反映流域自由 水蓄水分布的不均匀程度，大体反映了饱与坡面流产流面积的 发展过程。其值一般取1.0～1.5，由于不敏感且变幅不大，可取 定值1.5。
参数意义
（8、9）KG、KI：自由水蓄水库对地下径流与壤中流的出流 系数，是并联的。KG反映基岩与深层土壤的渗透性，KI反映表 层土的渗透性。KG+KI代表自由水出流的快慢，KG/KI代表地下 径流与壤中流之比（RG/RI），对具体流域一般都为固定值。
参数意义
（6）SM：流域平均自由水蓄水容量，反映表层土（即腐植 土层）的蓄水能力，植被越好土层越厚，值越大。但受降雨资 料时段均化影响明显，时段越短SM越大，因为时段越短越不容 易产生地表径流。其不但决定了地表径流的多少，影响洪峰形 态，且对地表径流与地下径流的比重起决定作用。
高中地理一轮复习课件+微专题3+湖泊面积的动态变化
解析 由材料可知，该闭
合流域年均降水量仅为
210 毫 米 ， 水 下 已 形 成 较
厚盐层，因此湖泊水量的
(1)盐湖面积多年稳定，表明该流域的多年平均实际 蒸发量( )
A．远大于2000毫米
B．约为2000毫米
C．约为210毫米
D．远小于210毫米
损失不用考虑湖水的下渗。 盐湖面积多年稳定，说明 湖水实际蒸发量和降水量 一致，因此答案选C。
微专题系列之三 湖泊面积的动态变化
【思维导图】
水量平衡原理P71 水量平衡：某个地区在某一段时期内,水量收入和支出的差额,等于该地区的储水变化
量。这就是水平衡原理。即水在循环过程中，总体上收支平衡。
水量平衡原理基本公式
W入 = W出 ± △u
①收入——大气降水；地下水 的输入；人工调水等。 ②支出——蒸发、植物蒸腾； 径流输出；下渗；人工取水等。
B．②③ 由于该月降水异常增多，因此到第5次降水时，土壤含水量 D．①④ 达到饱和，下渗减少，地表径流增大，从而产生洪峰；
(2018·全国卷Ⅱ)地处黄土高原的汾川河流域多年来植被覆盖率大幅度提高。 2013年7月，汾川河流域降水异常增多。下表为当月6次降水过程的时长、降水 量和汾川河洪峰情况。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水 含沙量极高。据此完成1～3题。
) 已经饱和，入湖水量减 少不会影响湖泊盐度， 同时种植植被也不能导 致湖水的富营养化，因
注意：某一区域的降水量和蒸发量在一段时期内几乎保持不变
此答案选B。
(2018·全国卷Ⅱ)地处黄土高原的汾川河流域多年来植被覆盖率大幅度提高。 2013年7月，汾川河流域降水异常增多。下表为当月6次降水过程的时长、降水 量和汾川河洪峰情况。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水 含沙量极高。据此完成1～3题。
水文模型知识图谱构建与应用
２０２４年１月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５５卷 第１期文章编号：０５５９－９３５０（２０２４）０１－００８０－１２收稿日期：２０２３－０７－０３基金项目：科技创新２０３０重大项目（２０２１ＺＤ０１１３６０２）；中国工程科技知识中心项目（ＣＫＣＥＳＴ－２０２１－２－１２，ＣＫＣＥＳＴ－２０２２－１－３５）作者简介：周逸凡（２０００－），硕士生，主要从事水利信息化研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：１２１９８２９１５２＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：赵红莉（１９７３－），正高级工程师，主要从事水利信息化和水资源遥感研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｈｌ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ水文模型知识图谱构建与应用周逸凡１，２，段 浩１，２，赵红莉１，２，赵慧子１，２，李 豪１，２，韩 昆１（１．中国水利水电科学研究院，北京 １０００３８；２．水利部数字孪生流域重点实验室，北京 １０００３８）摘要：针对水利垂直领域缺少知识组织和结构化表达的场景案例，以及通用知识抽取模型在水利垂直领域中难以达到预期精度等问题，本文以水文模型方案推荐为例，提出了知识图谱的构建框架与流程，构建了包含模型继承发展关系、应用流域、模型精度等内容的知识模型，形成基于期刊文献类非结构化数据源的多策略知识抽取方法，以及实体对齐与知识融合的规则与方法等。
对水文模型领域期刊文献进行了知识抽取、融合，构建水文模型知识图谱实例，共包含节点实体１４２９８个，属性实体３９１３３个，关系３６２５４条，实体识别的准确率、召回率、Ｆ１值均在９０％以上。
对建立的图谱实例进行了可视化表达和知识应用，结果表明：该图谱实现了基于期刊文献的水文模型知识快速采集学习、组织管理，支持模型检索推荐，提高了水文模型知识的发现与使用能力，对相似场景的水利知识图谱构建具有参考价值。
关键词：知识图谱；水文模型；知识抽取；知识应用 中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０３９５１ 研究背景数据急剧增长后，如何高效获取、管理和利用知识逐渐成为热点问题。
北京师范大学地图学与地理信息系统专业杨胜天水资源与水环境遥感
北京师范大学地图学与地理信息系统专业杨胜天水资源与水环境遥感考博真题-参考书-状元经验一、专业的设置北京师范大学地理学与遥感科学学院每年招收博士生26人，下设课程与教学论、自然地理学、人文地理学、地图学与地理信息系统，共3个专业。
地图学与地理信息系统专业下设柏延臣、张立强的遥感与地理信息系统；阎广建的光学遥感机理与信息处理；李小文的热红外遥感；蒋玲梅的微波遥感；王锦地的定量遥感与数据同化；刘素红的3S技术集成应用；杨胜天的水资源与水环境遥感；刘绍民的水文气象遥感；孙睿的生态与环境遥感；刘慧平的地理信息系统方法与应用；张吴明的三维信息数字化。
二、考试的科目水资源与水环境遥感的考试科目为：①1101英语②2003遥感原理或2243自然地理学或2272大气物理③3004地理信息系统原理或3750数字图像处理或3751地统计学或3752摄影测量与遥感三、导师介绍杨胜天，1965年10月出生，博士，北京师范大学地理学与遥感科学学院院长，教授，博士生导师。
主要从事水资源与水环境、环境遥感、地理信息系统研究。
四、参考书目专业课信息应当包括一下几方面的内容：第一，关于参考书和资料的使用。
这一点考生可以咨询往届的博士学长，也可以和育明考博联系。
参考书是理论知识建立所需的载体，如何从参考书抓取核心书目，从核心书目中遴选出重点章节常考的考点，如何高效的研读参考书、建立参考书框架，如何灵活运用参考书中的知识内容来答题，是考生复习的第一阶段最需完成的任务。
另外，考博资料获取、复习经验可咨询叩叩：肆九叁叁，柒壹六，贰六，专业知识的来源也不能局限于对参考书的研读，整个的备考当中考生还需要阅读大量的paper，读哪一些、怎么去读、读完之后应该怎么做，这些也会直接影响到考生的分数。
第二，专题信息汇总整理。
每一位考生在复习专业课的最后阶段都应当进行专题总结，专题的来源一方面是度历年真题考点的针对性遴选，另一方面是导师研究课题。
最后一方面是专业前沿问题。
生态水文学导论(4)
• 植物体内水分的运输
• 一、水分运输的途径
• 首先水分从土壤溶液进入根部，通过皮层薄壁细 胞，进入木质部的导管和管胞中；然后水分沿着 木质部向上运输到茎或叶的木质部；接着，水分 从叶片木质部末端细胞进入气孔下腔附近的叶肉 细胞细胞壁的蒸发部位；最后，水蒸气就通过气 孔蒸腾出去。 • 水分在茎、叶细胞内的运输也有两种途径：(1) 经过死细胞；(2)经过活细胞
• 影响气孔运动的因素
− 光照：一般情况下，气孔在光照下张开，在黑暗中关闭 − 温度：气孔开度一般随温度的上升而增大 − 二氧化碳 ：低浓度二氧化碳促进气孔张开；高浓度二氧 化碳能使气孔迅速关闭
− 叶片含水量 ：当白天蒸腾强烈，保卫细胞失水过多，即 使在光照下气孔还是关闭。
• 影响蒸腾作用的内外因条件
• 细胞的水势
− 典型细胞水势是由3个势组成的 − w = +p +m
− w为细胞的总水势，为渗透势，p为压力势，m为 衬质势
− 渗透势就是溶液的化学势，是由于溶质颗粒的存在， 降低了水的自由能，因而其化学势低于纯水的化学势
− 压力势是由于细胞壁压力的存在而增加的水势
− 衬质势(即基质势)是细胞胶体物质亲水性和毛细管对 自由水束缚而引起水势降低的值，以负值表示 。形成 液胞的细胞，其衬质势很小 ，通常省略不计 。因而， 上式简化为 − w = +p − 细胞含水量不同，细胞体积会发生变化(尤其是嫩叶和 细胞壁未木质化的细胞)，渗透势和压力势因之也发生 改变
• 叶片的蒸腾作用有两种方式
− 角质蒸腾
− 气孔蒸腾
• 气孔蒸腾
• 经过气孔的蒸腾速率
− 在叶片上，水蒸气通过气孔的蒸腾速率要比同面积的 自由水面的蒸发速率快得多
河流生态系统结构功能模型及其应用ppt
洪水脉冲的生态功能
洪水脉冲的生态功能 河流－滩区系统是有机物高效利用系统 提高了河流－漫滩系统的动态连通性 洪水脉冲的信息流功能 洪水脉冲提高了生物群落多样性
信息流功能
• 长江的四大家鱼每年5~8月水温升高到18℃以上时， 如逢洪水，家鱼便集中在重庆至江西彭泽的38处 产卵场进行繁殖。
• 家鱼在涨水第一天开始产卵，如江水不再继续上 涨或涨幅很小，产卵活动即告终止。
河流生态系统 结构原理
层级结构
空间与时间 结构
整体性
生态系统功能
物种流动 能量流动 物质循环 信息流动 自我调节 生物生产
水文－生物 －生态功能 河流连续体 4-D 模型
水文过程与 生态过程 耦合模型
河流生态系统 结构 功能
空间异质性－ 生物群落多样性
耦合模型
1 水文-生物-生态功能河流 连续体4－D模型
河流生态系统结构功能模型及其应用水文生物生态功能的河流连续体4d模型河流系统空间异质性生物群落多样性耦合模型模型应用正负反馈层级结构整体性空间与时间结构营养结构河流生态系统结构原理生态系统功能物种流动能量流动物质循环信息流动自我调节生物生产水文生物生态功能河流连续体4d模型水文生物生态功能河流连续体4d模型vannote等人在1980年提出了河流连续体概念rivercontinuumconceptrcc从河流源头到下游河流系统内的宽度深度流速流量水温等物理变量具有连续变化特征把河流网络看作是一个连续的整体系统强调河流生态系统的结构与功能与河流生境的适应性整体性
传统水库调度模式所存在的问题
径流调节 低温水下泄 泄洪掺气 清水下泄气泡病 下游冲刷，地貌变化 富营养化
3.模拟自然水文情势的水库泄流方式
选择标志性物种，建立相应的数学模型。
EcoHAT(分布式水文生态模型)
系统介绍发布时间：2015-03-05EcoHAT系统以生态水文过程机理研究为基础，从基本的水循环过程入手，在水循环过程中加入营养物质迁移转化过程，综合考虑陆水生态系统中植被/生物生长与水循环要素、营养物质的相互影响，EcoHAT系统的模型结构如图1所示。
EcoHAT系统的模型构建在综合国内外具有物理化学机制的生态水文过程模型优点基础上，自主创新与国际前沿，经过对模型调整，采用适合中国自然条件的参数，建立本地化的数据库。
EcoHAT系统通过区域空间网格参数的输入，实现基于象元的模型运算，因此EcoHAT系统是一个完全分布式的生态水文过程综合模拟的新系统。
EcoHAT系统包括水分循环、营养元素循环、植物生长及水生物环境响应四大组成部分，其中水分循环是系统的核心，并贯穿其它三部分的始终。
EcoHAT系统中水分循环模拟包括降雨入渗、地表径流、蒸散发、根系吸水和土壤水分五个过程；营养元素循环主要包括土壤中硝化反应、反硝化反应和氨挥发过程模拟，土壤中盐基阳离子循环模拟，以及伴随土壤侵蚀过程产生的吸附态磷元素定量的模拟等；植物生长包括植被生态用水模拟、植被NPP(净第一性生产力)模拟、生产力分配过程模拟和植被营养元素吸收模拟。
EcoHAT 系统中各个生态水文过程的子模块组成和主要的方程如表1所示。
图1 EcoHAT系统的模型结构表1 EcoHAT系统生态水文过程的主要方程EcoHAT系统紧密集成了参数管理工具、RS参数反演工具、模型定制工具、GIS分析工具，在这些模块的辅助下实现分布式的区域生态水文模拟，从而为生态效益评价、生态流域建设和生态设计等一系列流域可持续管理问题提供科学分析工具。
EcoHAT系统的结构框架如图2所示。
图2 EcoHAT系统结构的框架适应大量的空间参数管理、地表空间参数获取、分布式生态水文过程模拟、分布式模型的网格运算、模拟结果可视化等问题，EcoHAT系统的开发突出以下功能模块：(i) 参数管理模块由于生态水文过程涉及到的参数众多，数据类型包括数据库和文本格式数据，点、线、多边形等矢量数据，影像的栅格格式数据，因此EcoHAT系统利用数据库管理系统建立本地化的数据库，实现各种数据的融合管理。
水循环多元综合模拟系统 (HIMS)的研究进展
M IKE SHE
欧洲
是 弱 第三方集成 物理模式 三种模式 能 一般 弱 能 能
TIM E
澳大利亚
是 一般 自主创新 多种模式 用户定义 很少 一般 一般
能 能
HM S
收稿日期: 2010 06 18 基金项目: 国家自然 科学基 金项 目 ( 40671023)、国 家重点 基础 研
究发展规划项目 ( G 19990436、 2006CB403407) 作者简介: 刘昌明, 男, 中国科学院院士, 中心咨询专家。
5
水利发展研究 2010 8
合模拟; 作为工具, H IM S系统能适用于水资源监 测、评价、规 划、设计等各 个方面。目 前, H IM S 已在国内外部分流域 ( 包括我国黄河、澳大利亚与 美国加州 ) 进行了验算, 取得较好的结果, 并仍在 进一 步研 发与 完善 之中 。
H IM S系统主结构包括水循环多源信息集成平 台 、水 循环 多元 要素 定量遥 感反 演和 生态 水文 模拟 系统 EcoHAT ( Ecohydro log ica l A ssessm ent Too l) 、 [6] 水 循环 过程 模块 库集 成系统 、多 尺度 分布 式水 循环 定制模拟系统、水文分析工具箱, 以及图形界面应 用服务系统等 (见图 2)。
具, 并将为我国水文模拟领域的技术进步和半湿润半干旱区水资源管理的研究发展提供支持。
关键词: H IM S系统; 水循环; 综合模拟; 半干旱半湿润区
中图分类号: P33
文献标识码: A
文章编号: 1671 1408( 2010) 08 0005 05
1概 述
水循 环涉 及地 球系 统中 一系列 的物 理、 化学 和 生物过程, 如泥沙的侵蚀、搬运与堆积, 地表化学 元素 ( 包括污染物质 ) 的迁移与转化, 植物的蒸腾 以及能量的转化等。在水文模型的发展历史中, 针 对某一方面的需求和应用有不同的模型, 如流域水 文模 型、 地下 水模 型、 水土 侵蚀模 型、 水质 水量 联 合模 拟模 型、 生态 水文 模型 等。这 些模 型各 自关 注 的要素、过程和尺 度都有 所不同, 各 有其适 用范 围。近些年来, 以水循环基本原理为核心, 集成多 学科研究成果, 发展水循环多元综合模拟系统, 全 面揭 示水 循环 及其 伴随 物理 、化学 和生 物过 程的 发 生和演化规律, 已经成为水循环模拟研究领域的重 点。 国际 上一 些研 究机 构已 先后开 发出 了各 自的 模 拟系 统, 如 丹 麦 DH I 的 M IK E SHE[1] 、 美 国 的 SW AT[ 2] 、HM S[3] 、澳大利亚的 T IM E[ 4] 等。这些模 拟系 统在 水资 源、 水生 态、 水环境 和水 灾害 等多 方
水文模型介绍PPT课件
定义：
据 Di ski n和 Clarke对模型所下的定义 : 模型 是一个复杂系统的简化体现 ,那么水文模型就是 对复杂水文系统的一种简化体现 。
具体地说 ,水文模型就是用一种特定的表达方式 来概化一定的水文系统 ,使它能够代表实际的水 文系统 ,并在一定的目标下代替实际的水文系统 。
通俗地说 , 水文模型就是用数学语言或物理模 型对现实水文系统进行刻划或比拟 , 并在一定的
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新安江模型
三水源新安江模型：
4）汇流计算 新安江模型将流域汇流划分为两个阶段进行:河网
汇流阶段，河道汇流阶段。 河网汇流阶段采用一个时变线性系统按地面、壤
中和地下径流分别进行汇流计算，然后将经过流域调 蓄的各径流成分累积，并将总的径流 Q 演算到单元流 域的出口。
河道汇流采用马斯京根分段演算法。
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水文模型
分类：
按照应用学科划分 ① 工程水文模型 ; ② 农业水文模型 ; ③ 土壤水 文模型 ; ④ 森林水文模型 ; ⑤ 都市水文模型等 。 依照研究对象分类 ① 降水模型 ;② 气温模型 ; ③ 蒸散发模型 ; ④ 土 壤水模型 ; ⑤ 地下水模型 ; ⑥ 地表径流模型 ; ⑦ 水资源模型 ; ⑧ 水质模型等 。 按 照 研 究 对 象 的 目 标 分 第6页/共24页
各层蒸散发的计算原则是，上层按蒸散发能力蒸发，上层 含水量蒸发量不够蒸发时，剩余蒸散发能力从下层蒸发，下层 蒸发与蒸散发能力及下层蓄水量成正比，并要求计算的下层蒸 发量与剩余蒸散发能力之比不小于深层蒸散发系数 C。否则， 不足部分由下层蓄水量补给，当下层蓄水量不够补给时，用深 层蓄水量补给。
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