山丘区小流域SCS广义单位线产汇流模型

以山丘区小流域洪水预报为研究对象,耦合改进后的美国农业部水土保持局(Soil Conservation Service,SCS)产流模型与广义单位线汇流模型,模型参数意义明确、容易确定。选取东江流域西枝江水系上游九洲水文站以上集水区域场次洪水资料,将SCS广义单位线模型与三水源新安江模型进行次洪模拟应用对比。结果表明:SCS广义单位线模型和新安江模型在研究流域场次洪水模拟中均具有适用性,洪峰、洪量及过程线均满足许可误差要求,两个模型的合格率分别为69%和77%,整体上新安江模型的模拟精度更优。新提出的SCS广义单位线模型结构简单,参数易于确定,能够提供可接受精度的模型结果,为山丘区小流域洪水预报提供新的模型选择,同时也能为广义单位线参数区域化规律研究提供支撑。

基于前期降雨指数的SCS-CN模型在三峡库区改进与应用

径流是土壤流失的主要载体,准确预测径流量对于三峡库区土壤侵蚀预报和水库安全管理至关重要。为优化径流曲线数模型(SCS-CN)中土壤前期含水量核算方法,提高径流模拟准确性,研究通过引入前期降雨指数来表征土壤含水量,并基于实测的土壤饱和含水量设定上限阈值,对SCS-CN模型进行了改进,利用忠县水土保持监测站2019-2022年的场次降雨径流监测数据评估了模型准确性,并对改进前后模型在不同降雨类型和土地利用条件的适用性进行评价。结果表明,在两种初始模型和两种改进模型中,基于MSCS-CN改进的模型(M4)对于径流深的模拟精度更高,纳什效率系数(NSE)较原始SCS-CN模型(M1)提高了134%,尤其是在前期土壤含水量达饱和状态的情况下NSE提升至0.74,引入最大前期降雨指数(APImax)作为前期降雨指数上限值能减弱以往模型对高径流事件预测值的高估。此外,改进模型M4对三峡库区主要的产流性降雨类型(高雨强)以及主要的土地利用(耕地、果园)适用性良好,有效提高了小雨量产流事件和高侵蚀风险土地利用类型的径流模拟精度(雨型Ⅱ的NSE为0.66,耕地、果园NSE分别为0.69和0.75)。总体而言,改进模型M4提高了径流模拟精度,更适合三峡库区的产流机制、土地利用类型,能为三峡库区径流预测及水土流失防治工作提供参考。

基于SCS模型的登封市景观格局对地表径流的影响研究

探究登封市2003-2021年景观格局演变及其与枯、平、丰水月地表径流的关联性差异,分析景观格局指数的空间异质性,为减缓地表径流、优化景观格局提供理论支持。基于Landsat系列遥感影像,提取登封市用地类型及景观格局指数,利用SCS水文模型、Pearson相关性分析及GWR等方法研究景观格局演变对径流量的影响。结果如下:(1)登封市林地对地表径流的消减率随着雨量增加而降低,丰水月比平水月降低了33.37%;(2)登封市在不同雨量下产生的地表径流具有显著的时空差异性,其中2015-2021年快速的城市建设活动导致丰水月有26.29 km^(2)的区域出现径流深增加量超出50 mm的现象;(3)景观指数与径流量的相关性随雨量递增而逐渐显著,SPLIT、IJI和LSI在丰水月与径流的正相关系数比在平水月平均降低10.8%、12.3%和8.3%,其中林地结合度对径流的阻滞效应在平水月最强;(4)CONTAG、IJI、LSI对径流的正、负向影响力在时间和空间双重维度上存在显著差异且整体呈正向驱动,其主导驱动力随时间变化由IJI向CONTAG转变。景观格局与径流量的耦合关联性在平水月最为显著,而影响径流变化的主导驱动力在时空尺度上具有差异性,因此不同区域的防洪规划在优化整体景观格局的基础上应充分考虑优势斑块连通性对减缓径流的差异影响。

基于第一性原理的Sc掺杂ZnO对气体的吸附特性研究

CO、SO_(2)、H_(2)S是矿井内由煤炭及围岩中涌出或在生产过程中产生的的典型有毒气体,本文采用第一性原理及密度泛函理论研究了稀土元素Sc掺杂ZnO对单个气体分子(CO、SO_(2)、H_(2)S)的吸附特性.通过对各体系布居分布、能带结构、态密度及差分电荷密度分析,研究结果表明:Sc-ZnO(001)-Zn位掺杂体系稳定性最好,Sc-ZnO对单个CO、SO_(2)及H_(2)S分子的吸附能分别为-0.140 eV、-1.885 eV及-0.093 eV,其中对SO2分子的吸附为化学吸附,其余为物理吸附.确定了Sc-ZnO作为半导体气敏传感器来检测三种有毒气体的可行性,尤其是对于SO_(2)气体,为Sc-ZnO作为气敏传感材料实现对矿井有毒气体的检测提供了理论指导.

基于SCS-CN模型地表径流时空演变格局及影响因素研究

极端降雨导致的超标雨水径流对人们的生命和财产造成严重威胁,探究超标径流的特征与其驱动效应尤为重要。文章以长沙市为案例地,运用SCS-CN模型、地理探测器等方法,模拟2000—2020年超标径流的时空分布特征,揭示径流量与土地利用的内在关联,并探究其影响因素。结果表明:2000—2020年长沙市建设用地由中心向四周扩张,地表径流也随着建设用地扩张而不断向外辐射式增大;从影响因素看,降雨量对地表径流的影响最大,解释力为0.705,GDP对其解释力最小,解释力仅为0.022;降雨与固定资产交互作用下对径流空间分布的影响最大,而坡度和GDP的交互作用的影响最小。

SC-CO_(2)与工业乳化炸药破岩效应的等效试验

如何定量化核算SC-CO_(2)(超临界二氧化碳)破岩效率是非炸药类破岩技术在实际工程应用时重点关注的内容.本研究基于爆破当量理论计算和现场爆破试验的研究方法,通过工程类比法进行工业乳化炸药等效当量计算,选择典型代表性花岗岩及泥岩场地,设计进行了SC-CO_(2)与工业炸药破岩效应等效对比现场试验;基于现场破岩等效现场试验测试数据,对比分析试验过程中SC-CO_(2)与工业炸药破岩体积、破岩区域形态、大块率和单耗等破岩区域特征及参量数据.研究结果表明:当SC-CO_(2)破岩体积较大时,其致裂破岩范围的长短轴较长,并且随着剪切片厚度的增加,泥岩场地二氧化碳单耗的下降速率增大,二氧化碳单耗是炸药单耗的6~11倍.SC-CO_(2)破岩技术大块率较高,而炸药爆炸应力波分布均匀,大块率较小.SC-CO_(2)破岩地表振速远小于工业炸药破岩,工业炸药爆破测点合振速值为SC-CO_(2)破岩测点合振速值的9~11倍,SC-CO_(2)破岩对周边环境震动影响较小.SC-CO_(2)破岩测点合应力峰值高于工业炸药破岩,SC-CO_(2)破岩试验中各测点合应力值为炸药破岩试验中对应测点值的1.2~1.6倍.

基于SCS创客教学法简析教学设计要点与实践策略

SCS创客教学法强调科学、合作与创新三者的有机结合。文章基于SCS创客教学法,对初中信息科技教学设计要点与实践策略进行了深入简析。通过分析SCS创客教学法的核心理念,结合初中信息科技教学的实际需求,提出了以科学为基础、合作为手段、创新为目标的教学设计要点,并探讨了相应的实践策略。实施这些策略旨在激发学生的学习兴趣,培养其创新思维和实践能力,提升初中信息科技教学的整体效果。

SCS模型及其研究进展

流域水文模型主要用于模拟流域上发生的水文过程,美国水土保持局提出的SCS模型是目前广泛应用的地表径流模型之一。SCS模型具有结构简单、所需参数少、对观测数据的要求不严格等特点,能够客观描述不同土地利用方式、土壤类型、前期土壤含水量及降水条件下的地表径流过程,对于小面积集水区径流预报具有较强的能力。介绍了SCS模型的基本原理,从模型应用、发展与改进等角度对SCS模型的研究进行了回顾与总结。指出了SCS模型在时空尺度、预报精度等方面尚存的问题。最后,对SCS模型的发展趋势进行了展望,以期为我国的地表径流研究提供借鉴。

SCS模型在干旱半干旱区小流域径流估算中的应用

SCS模型是一个只需查与前期降雨量、土壤类型和土地利用方式相关的参数CN(CurveNumber),就可计算径流量的模型。但是地区间CN值差别很大,很难获得适合本地区的CN值。利用定西安家沟流域小区1986～1988年的降雨径流观测数据反算CN,然后在统计软件SPSS下利用逐步回归和曲线模拟函数模拟CN与降雨量、前5天降雨量和坡度的关系,最后得出不同土地利用方式下CN与上述三个因素的关系,并得出相应的模拟曲线。利用1989年的降雨径流时间对模拟结果进行检验,证明得到了较好的结果。

基于地理信息的SCS模型及其在黄土高原小流域降雨-径流关系中的应用

基于土地利用、土壤类型等信息数据和流域水文、气象资料,应用美国农业部水土保持局研制的小流域设计洪水模型-SCS模型对王东沟流域径流过程进行了模拟。按照集水区自然分水线划分流域子单元,并提出了适合该流域产流计算的CN值表。结果表明,模型所模拟的径流过程与实测径流过程具有较好的一致性,模拟精度在75%以上,说明模型在参数的确定上较为合理,可以应用于黄土高原典型流域,为建立分布式水文模型对流域进行生态水文综合评价提供了科学方法。

SCS模型在泥石流多发区降雨—径流模拟中的应用——以云南省蒋家沟流域为例

基于云南省蒋家沟流域的DEM,根据流域地貌,利用地理信息系统软件划分流域子单元,在此基础上利用蒋家沟土地利用类型、土壤类型等地理信息数据和流域水文、气象资料,根据SCS模型CN值标准表,提出适合各子流域产流计算的CN值,绘制出了蒋家沟流域次降雨的CN值分布图,进而应用SCS产流模型和等流时线法对云南省蒋家沟流域的降雨—径流过程进行了模拟。模拟结果表明,与有限的实测资料相比较,模型的模拟精度在90%以上,模拟结果较为满意,说明基于CN值的SCS模型可以应用于蒋家沟流域,同时模拟的径流过程可以弥补实测资料的不足,为蒋家沟流域分布式水文模型的建立提供理论依据和研究方法。

曲线数值法(SCS模型)在北京温榆河流域降雨-径流关系中的应用研究

为研究北京城市化进程中降雨-径流关系变化,在温榆河流域应用SCS模型,对该流域部分实测次降雨-径流过程及不同频率年降雨-径流进行模拟,得出SCS模型在温榆河流域预测径流是可行的,无论哪种前期土壤湿润条件,不同频率降雨的年径流量随着时间的推移有增大的趋势,相同前期土壤湿润情况下年径流量绝对增量顺序为,丰水年>平水年>枯水年,而相对增量是枯水年>平水年>丰水年。相同前期土壤湿润程度及相同频率降雨条件下,城市化水平越高,径流量越大。

SCS模型在小型集水区降雨径流计算中的应用

用SCS降水—径流模型对陕北、渭北多个小型集水区降雨径流量进行了分析与计算。结果表明 :SCS降水—径流模型考虑了径流与土壤特性和土地利用情况的关系 ,简单易行 ,所需参数少 ,是一种较好的小型集水区径流计算方法 ,可用于小流域、沟道等小型集水区可集雨量的计算。该文还分析了模型参数与陕北、渭北土壤分区特征的关系 ,确定了陕北。

递推关系概化前期产流条件改进SCS模型

降雨径流的精准模拟和预测是开展水资源管理和水土环境质量评价的重要依据之一,但现有SCS模型不能有效表征前期降雨蓄存和消耗对产流的影响,进而限制了其径流预测精度。该文基于潜在初损和有效降雨影响系数形成日有效影响雨量的递推关系,将前期产流条件概化成前期日降雨量对降雨初损的影响函数,从而构建了改进SCS模型。其中潜在初损量明确了产流前流域的最大降雨蓄存潜力和日降雨量的有效影响阈值,而前期有效降雨影响系数则表示了在蒸发蒸腾或渗漏过程作用下前期有效日降雨量的动态消耗。在小区、田间、流域3种排水面积下的模型应用结果表明,改进SCS模型能更准确地预报产流的变化,验证期的确定系数R2和纳什系数NSE比SCS原模型分别提高了27.0%~30.9%和1.0%~78.3%。前期有效降雨影响系数的稳定性较好,两模型的曲线数的拟合值比较一致。该改进SCS模型为更准确预测蒸发蒸腾或渗漏较为剧烈地区的径流提供参考。

SCS模型在紫色土坡地降雨径流量估算中的运用

为了合理利用紫色土流域的水土资源,对紫色土坡地的降雨产生的径流量进行模拟,为农田非点源污染物输出模拟提供科学依据。此次试验地位于四川盆地中部,独特的紫色土资源与亚热带气候的最佳组合成为四川农业的主体区域,运用SCS模型计算试验小区在2005年的三场降雨产生的径流量,通过校正Ia和CN参数,小区计算值和实测值的误差分别为6.46%,10.22%和8.40%,得到了可信度较高的结果,同时说明了SCS模型在估算紫色土流域径流量的可行性。

新疆褐牛基因外显子多态性及其与SCS和泌乳性状关联性分析

【目的】探索ERAP2,Cwc27,PPFIBP2,THADA,ZNF804B和AMHR2基因多态性与新疆褐牛体细胞评分及泌乳性状的相关性,旨在寻找与新疆褐牛体细胞评分及泌乳性状相关的分子标记。【方法】以新疆乌鲁木齐种牛场、新疆天山畜牧生物工程股份有限公司共169头新疆褐牛母牛为试验对象,以2008—2015年间的生产性能测定记录(包括乳脂率、乳蛋白率、总固体含量、乳糖率和体细胞计数等)和305 d产奶量为试验数据,基于课题组前期15头中国荷斯坦牛DNA混池重测序的结果筛选外显子区域10个SNPs,采用基质辅助激光电离飞行时间质谱法(sequenom mass Array genotype)分型技术验证10个SNP位点的遗传多态性,运用SAS8.1软件GLM过程对这10个SNP突变与新疆褐牛体细胞评分(SCS)、305 d产奶量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和总固体的关联程度进行统计分析。【结果】10个SNP位点均具有多态性,χ~2检验表明群体中9个SNP位点符合Hardy-Weinberg平衡状态。关联分析结果表明ERAP2基因两个位点(T98741711C和G98736141A)均与新疆褐牛305 d产奶量达到极显著关联(P<0.001),其中TT型和GG型个体的产奶量最高;PPFIBP2(C45667492G)位点与新疆褐牛乳糖率达到显著关联(P<0.005),其中GG型个体的乳糖率最高;Cwc27(T14533269A)位点与新疆褐牛乳脂率和总固体含量达到显著关联(P<0.005),与SCS达到极显著关联(P<0.001),其中TT型个体的乳脂率和总固体含量均最高,AA型个体的SCS极显著高于AT和TT型;AMHR2(C26758055G)位点与新疆褐牛乳蛋白率和总固体含量达到极显著关联(P<0.001),其中GG型个体显著高于CC和GC型个体。连锁不平衡分析与单倍型构建的结果发现10个SNPs构建了两个单倍型模块,其中SNP1和SNP2位点之间处于连锁不平衡状态(r2>0.3),SNP4和SNP10位点之间处于强连锁不平衡状态(r2>0.6),随后分析了单倍型与SCS和泌乳性状之间的相关性,发现单倍型与新疆褐牛SCS和泌乳性状无显著关联(P>0.001)。【结论】初步发现了ERAP2,Cwc27,PPFIBP2和AMHR2与新疆褐牛SCS和泌乳性能相关,结果可为新疆褐牛产奶性状的分子标记辅助选育提供参考和依据。

SCS模型在黄河中游次洪模拟中的分布式应用

针对SCS模型存在的空间描述能力有限等问题,使用概念性源汇(source-to-sink)汇流方法,替换原有的无因次单位线汇流方法,建立基于栅格的分布式SCS模型,并引入2个参数对SCS模型的径流量计算方法进行修正.选择黄河中游八里胡同水文站控制小流域检验了模型.检验结果表明:建立的分布式SCS模型不仅较好地再现了5场典型洪水的径流过程,还能给出分布式径流深等数据供空间分析参考;改进后的参数确定方法使得SCS模型的CN值既能反映区域间类似下垫面组合之间的差异和土壤初始含水量对产流的影响,又无需利用大量的观测资料重新对其进行率定,可供无资料地区的水文模拟参考.

SCS+C地形辐射校正模型的应用分析研究

在对有森林覆盖的山区影像进行地形辐射校正时,基于太阳-冠层-传感器(SCS)几何关系的校正模型优于基于太阳-地形-传感器(STS)几何关系的模型。SCS校正模型解释了树木不依赖于地形、观测角和光照入射角而具有向地性生长的本质特性,但在某些地形区域,SCS与余弦校正同样存在过度校正的问题。为了解决这个问题,研究者在SCS校正模型中引入C校正系数来解释散射辐射项,提出了SCS+C校正模型。以北京密云Landsat 5影像为数据源,通过目视判别、直方图、定量的统计参数和地物光谱曲线对比等方法,对SCS+C校正模型与传统的余弦校正、C校正和SCS校正模型进行了对比。结果表明,4种方法均能在很大程度上消除地形阴影,更好地反映阴影区域的细节信息;从总体的光谱特性保真程度来说,余弦和SCS校正都因过度校正问题表现较差,SCS+C校正最好,C校正次之。

SCS模型在红壤土坡地降雨径流量估算中的应用

由于地区间的CN参数差异很大,导致运用SCS模型计算降雨径流时不同使用主体的主观性太强。为了获得适合红壤地区的CN参数,利用江西省德安县燕家沟流域观测小区2001—2003年的降雨径流资料反算CN。然后通过SPSS软件对降雨量与CN参数进行回归模拟,得到不同小区的CN模拟函数。最后利用2004年的降雨径流数据对模拟结果进行检验,得到了可信度较高的结果,同时说明了SCS模型估算红壤土流域径流量的可行性。

基于DEM和SCS模型的四川盆地丘陵区局地径流研究

人类活动对产流的影响是水文科学研究的热点,如何采取有效的方法利用表面径流成为解决水资源危机的关键问题。以重庆市忠县拔山镇3个村为研究区,基于土地利用、土壤、降雨等信息,应用SCS模型对四川盆地丘陵区局地径流进行计算和分析。研究区径流空间分布与下垫面土地利用类型和土壤类型密切相关,下垫面单一的水域和裸地所形成的径流量大,而有作物的水田和旱地所形成的径流量较小;研究区径流年内分配相对集中,主要产生在4月至10月,占全年的90%以上,但整体上看,径流与降雨呈现一致性趋势;研究区年际径流量分布不均,呈现丰、枯水年交替变化的现象,年径流变差系数Cv值较小。研究结果还表明:SCS模型所需参数较少,并考虑了径流与土壤特性和土地利用情况的关系,是一种简洁且实用的径流计算方法;利用GIS软件,可使局地径流数据图像化,这使径流等水文过程更加简明和直观。因此,利用GIS等软件分析研究各个集水区径流的时空变化等规律,可为研究各个集水区内农业水资源布局等提供方法和参考,实用性和可操作性强。