A multi‐storage groundwater concept for the SWAT model to emphasize nonlinear groundwater dynamics in lowland catchments

Hydrological models are useful tools to analyze present and future conditions of water quantity and quality. The integrated modelling of water and nutrients needs an adequate representation of the different discharge components. In common with many lowlands, groundwater contribution to the discharge in the North German lowlands is a key factor for a reasonable representation of the water balance, especially in low flow periods. Several studies revealed that the widely used Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model performs poorly for low flow periods. This paper deals with the extension of the groundwater module of the SWAT model to enhance low flow representation. The current two‐storage concept of SWAT was further developed to a three‐storage concept. This was realized due to modification of the groundwater module by splitting the active groundwater storage into a fast and a slow contributing aquifer. The results of this study show that the groundwater module with three storages leads to a good prediction of the overall discharge especially for the recession limbs and the low flow periods. The improved performance is reflected in the signature measures for the mid‐segment (percent bias ?2.4% vs ?15.9%) and the low segment (percent bias 14.8% vs 46.8%) of the flow duration curve. The three‐storage groundwater module is more process oriented than the original version due to the introduction of a fast and a slow groundwater flow component. The three‐storage version includes a modular approach, because groundwater storages can be activated or deactivated independently for subbasin and hydrological response unit level. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

1990-2019年贡嘎山地区典型冰川表碛覆盖变化及其空间差异

表碛覆盖型冰川是中国西部较为常见的冰川类型。表碛层存在于大气—冰川冰界面,强烈影响大气圈与冰冻圈之间的热交换。表碛厚度的空间异质性可极大地改变冰川的消融率和物质平衡过程,进而影响冰川径流过程和下游水资源。基于Landsat TM/TIRS数据,运用能量平衡方程反演了贡嘎山地区冰川表碛厚度,研究了贡嘎山地区冰川在1990—2019年间表碛覆盖范围及厚度变化情况,同时对比了东西坡差异。结果表明：① 贡嘎山地区冰川表碛扩张总面积达43.824 km²。其中,海螺沟冰川扩张2.606 km²、磨子沟冰川1.959 km²、燕子沟冰川1.243 km²、大贡巴冰川0.896 km²、小贡巴冰川0.509 km²、南门关沟冰川2.264 km²,年均扩张率分别为3.2%、11.1%、1.5%、0.9%、1.0%和6.5%;② 海螺沟冰川、磨子沟冰川、燕子沟冰川、大贡巴冰川、小贡巴冰川、南门关沟冰川表碛平均增厚分别为5.2 cm、3.1 cm、3.7 cm、6.8 cm、7.3 cm和13.1 cm;③ 西坡冰川表碛覆盖度高,表碛覆盖年均扩张率低,冰川末端退缩量小;东坡冰川表碛覆盖年均扩张率高,但表碛覆盖度总体低于西坡,冰川末端退缩量大。     

中国省际人口迁移短期预测分析

人口迁移是一个时空路径依赖过程,同时受迁移存量和周边迁移状况影响。当前人口迁移预测大多建立在时间序列模型之上,重点考虑迁移流在时间维度上的联系,忽视了其中的时空关联。该文将特征向量时空滤波方法与普通泊松模型相结合,考虑迁移流中可能存在的时空滞后和同期两种结构,对1985-2015年不同时段的中国省际人口迁移流数据进行建模和估计,并利用拟合程度较优的模型预测2015-2025年省际人口迁移的发展趋势。结果表明:1)特征向量时空滞后和同期滤波泊松模型均能较好地模拟研究时段省际人口迁移过程,自1985年以来我国省际人口迁移流不仅受迁出地和迁入地经济、社会等因素影响,也与过去迁移存量及周边迁移流密切相关;2)区域人口规模和GDP对迁移流的“推—拉”作用符合预期,地区人口规模较高和经济发展水平较低会促进人口外迁,反之则有利于吸引外来人口;3)与特征向量时空滞后滤波泊松模型相比,时空同期模型更便于捕捉省际人口迁移过程中的时空路径依赖特性,意味着当前人口迁移流的发展更易受到同时期周边迁移流的影响,表现出明显的羊群效应;4)预计2015-2025年我国省际迁移总量持续增加,呈现更集聚的空间模式,高迁入与高迁出区域在空间上相连,形成一条南北贯通的“高密度迁移地带”。将特征向量时空滤波模型拓展到人口迁移这一空间相互作用领域,可为当前构建更加完善的要素市场化配置体制机制等提供科学参考。     

泥石流学科的发展和对策

泥石流研究首先要积极投身于国民经济建设主战场,并以泥石流综合防治为契机,促进山区生态经济系统的良性循环,使得根治泥石流灾害与社会、经济、生态环境协调发展。其次,要突破学科的前沿问题——泥石流起动理论和阻力规律。初步提出了实现目标的措施。     

根据泥石流沉积物计算泥石流容重的方法研究

泥石流的容重是泥石流的最重要的参数之一,用简单易行的方法获得泥石流的容重因泥石流灾害的评估和泥石流的防治的需要显得日益重要。分析了泥石流的组成颗粒中3个分别代表粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的颗粒粒径,即2 mm、0.05 mm和0.005 mm,及它们的百分含量与泥石流容重的关系。在对泥石流的组成颗粒的研究中发现泥石流中的粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的百分含量与泥石流容重都有一定的关系,但因地区的差异这种关系不是唯一的。粘性泥石流中的粘粒含量与物源区的粘粒含量相当,稀性泥石流的粘粒含量远大于物源区的粘粒含量。用粗颗粒和细颗粒百分含量计算的泥石流的容重与泥石流观测样和沉积样对比有较好的一致性。根据泥石流沉积物计算的泥石流容重应服从根据沉积物的特征判断的泥石流类型和框定的泥石流容重范围。     

城乡文化信息流时空整合的理论体系构建

为了探寻城乡文化信息流的基本规律,将综合运用大数据思维和Petri网理论,通过“3S”集成技术以及State flow分析工具,旨在解决如何测度城乡文化信息的流态关系和构建时空整合模型两个科学问题。从“动态”的城乡文化“场域”视野出发,以城乡文化信息流的时空整合为研究对象,探索文化信息流对新城乡文化空间形成的影响,并研制出驱动机理和时空整合模式,初步构建现代城乡文化信息流的时空整合理论,力图为促进新文化地理学和信息社会学等多学科的交融发展创建新的理论菜单,为加快城乡文化一体化发展奠定理论基础,为中国城乡文化信息资源共享工程的可持续建设提供科学理论支撑。     

春运人口流动透视的转型期中国城市网络结构

基于春运人口流动大数据,选取对外联系度、优势流、城市位序-规模分析等方法对转型期中国城市网络特征进行分析。结果显示：① 城市网络层级结构中蕴藏着位序-规模规律,但与理想的帕累托分布有所区别,城市规模彼此差异相对较小;② 空间距离与城市等级在城市网络联系中发挥支配性作用,保证了城市网络的层级性与有序性;③ 中国城市网络核心联系呈现“两横三纵”特征,该特征与铁路大动脉的空间分布高度吻合;④ 东部地区城市网络联系更加密切,而西北、西南地区则相对稀疏,基本上以“胡焕庸线”为界,而“兰新线”是突破这一限制的潜在力量;⑤ 中国东北地区未形成明显的区域性中心,城市联系形成带状网络;⑥ 华北与华南地区的“灯下黑”现象值得警惕,缓解这一问题的可行办法是核心城市功能的对外疏散,加强核心城市与周边城市之间的联系;⑦ 带状区域发展或许将成为未来中国区域经济发展的流行模式和中坚力量。总体上看,针对于揭示转型期中国城市网络结构特征,春运人口流动数据具有一定的研究价值,是城市与人口研究领域一个值得深入挖掘的重要数据源。     

中国城市网络核心-边缘结构演化及影响因素研究——基于制造业企业网络视角

基于制造业企业网络视角的城市网络核心—边缘结构的研究将加深对城市网络演化规律的理解。利用2020年中国制造业500强企业网络数据和隶属联系模型构建城市网络,研究了中国城市网络核心—边缘结构的演化特征,定量测度了核心—边缘结构的影响因素,并根据国际生产折衷理论解析了城市网络地位分异的动力机制。研究发现: 2005—2020年,核心区块的城市数量逐渐增加,主要由直辖市、经济特区以及东、中部地区的省会城市组成,这些城市通过互惠性的链接关系形成了凝聚子群,网络权力较为集中;边缘区块的城市则主要位于中、西部地区,城市间经济联系相对稀疏,整体网络结构并不稳定,城市的发展受到了网络资本的约束。关键资源、基础设施和区位优势是影响中国城市网络地位的决定性因素,择优选择、网络邻近和路径依赖构成了中国城市网络核心—边缘结构演化的动力机制,这将进一步增强核心城市的网络地位。在网络环境下,城市间的差距趋于扩大,城市网络地位的提升取决于城市在网络中的影响力,中国城市化政策需要做出相应调整。     

Characteristics of stone covers on the surface of basalt flows in arid, northeast Jordan

Variations in the stone covers on desert surfaces have implications for the operation of hydrological processes. Some recent attention has been given to the difficulties of identifying and quantifying relevant characteristics of stone covers. Investigation of how such characteristics vary in relation to geological and topographical controls are limited. Results are presented of a field study of the characteristics of stone covers on four lithologies in the late Tertiary to Quaternary basalt plateau of northeast Jordan. Marked variations occur in clast dimensions and the characteristics of sorting between lithologies which are likely to affect hydrological response. A more subtle control, relating to slope conditions, is superimposed on the lithological differences. R- and Q-mode factor analysis identifies groupings within the data, which demonstrate the distinctiveness of different lithologies. Characteristics of the stone covers on sites affected by human occupation are markedly different from undisturbed sites on the same lithology.     

观光旅游地客流时间分布特性的比较研究——以九寨沟、黄山及福建永安桃源洞鳞隐石林国家风景名胜区为例

旅游地与主要游客市场的空间结构（距离关系）在相当大程度上影响着游客年内分布、日变化等时间结构。旅游地旅游资源及旅游环境季节性特征也是游客年内分布的决定因子。