弱透水层释水对黏性土工程特性及微观结构的影响

华北平原地下水持续超采引起黏性土压密释水。利用天津塘沽1200m深层钻孔原状土样测试分析,探讨第四纪地层弱
透水层释水对黏性土工程特性及微观结构的影响。研究发现,黏性土工程指标变化主要受压密释水的影响,释水段黏性土密度增大,
孔隙度、含水量降低,渗透性减弱,固结度增高,且在厚层黏土、砂粘互层及邻近含水层处表现显著。按含水层组分析,第一含水组(0
~100m)黏性土释水程度较小或以弹性变形,第二含水组(100~260m)为早期压密释水段,第三、四含水组(260~400m)为目前压密
释水段并逐步增加。对比压榨前后黏性土微观结构变化发现,絮状结构黏土垂向压缩量较大,即引起水平渗透系数明显降低。      

从高分辨率卫星影像挖掘海岸冲淤变化信息的方法

以江苏盐城海岸为研究区,以2006年、2008年、2009年三景空间分辨率为10m的卫星影像为数据源,研究影像上提取海岸线、平均高潮线和平均低潮线的方法,以此分析港口/围海造田等受人类活动影响岸段的演变特征。研究结果表明:1)与低分辨率的遥感影像相比,高分辨率影像可以提取出地物更细微的特征,因此可以根据高潮时水陆分界上留下的地物特征提取出平均高潮线;2)结合影像当天的潮位资料,根据平均高潮线、影像上瞬时水边线、平均低潮线三者之间距离与时间的线性关系定出平均低潮线;3)从得到的平均高潮线、平均低潮线可以看出,2006年后平均高潮线每年都在不断淤涨,而且淤涨的幅度在增加。平均低潮线2006—2008年处于动态平衡状态,2008—2009年平均冲刷了840m,变化非常明显。     

基于仿真模拟的长株潭城市群水资源供需系统决策优化

基于系统动力学的原理和方法,在充分考虑社会经济发展及城镇生态用水需求的基础上,建立长株潭城市群水资源供需系统模型,仿真模拟传统发展型、发展经济型、节水型、协调型等四种不同方案条件下,2012-2030 年长株潭城市群水资源供需变化趋势,并在此基础上,对水资源供需系统仿真方案与决策优化进行综合分析。研究结果表明:① 随着经济发展和人口增长,长株潭城市群水资源供需矛盾将日趋紧张;② 在协调型模式下,到2030 年长株潭城市群总需水量达到105.1×10⁸ m³,水资源供给能力尚有5.4×10⁸ m³富余,模拟期内水资源供给基本能够满足社会经济发展的需求,且能够获得最大的综合效益,是长株潭城市群水资源开发利用的相对较优方案;③ 为了实现预期目标,还需加快水利建设、完善用水管理、优化经济结构、增强节水意识、加大循环利用和环境整治,提高用水效率和水资源保障水平。研究结论可为促进长株潭城镇化发展与水资源高效配置提供依据,同时本文可为进一步深入探讨协调城镇化发展与水资源优化配置决策方案评价提供科学参考。     

祁连山大通河源区冻土特征及变化趋势

大通河源区位于祁连山中东部, 属高山多年冻土区, 利用源区内冻土钻探及监测资料对源区冻土发育的基本特征及变化趋势进行了分析和探讨. 冻土地温分析表明, 源区冻土年平均地温随海拔的变化梯度约为3.82 ℃·km^-1, 且冻土地温与表层覆被条件关系密切. 盆地平原地带多年冻土厚度约为17~86 m, 且以海拔每上升100 m冻土厚度增加约10 m的梯度增加. 多年冻土活动层厚度受海拔地带性作用不显著, 更多地受局地因素的控制, 地表覆被条件成为其主要影响因素. 在气温升高以及人类活动日益增多的影响下, 源区冻土整体处于退化状态, 多年冻土年平均地温以0.0075 ℃·a^-1的速率上升.     

天津滨海地区晚新生代地层自然固结与地面沉降研究

天津滨海地区地处渤海湾西岸,晚新生代沉积了巨厚的松散沉积物。地下水位下降、地层自然固结、地表载荷的加速增长等复合因素造成了严重的地面沉降。利用在天津滨海新区塘沽地区施工的一眼1 226 m全取芯钻孔,通过原状样品测试分析,系统研究了晚新生代土层的物理力学性质、黏性土固结特征,并结合欠固结黏性土层沉降量计算等方法阐述了土层固结状态空间特征,探讨了土层固结特征与地面沉降的相关关系。结果表明：该地区0～100 m深度土层具有低天然密度、高孔隙比、高含水率、高压缩性等特点,表现出软土的性质,在地表荷载增大的情况下,易发生地面沉降;100～550 m的黏性土大都处于超固结和微超固结状态,主要是由于过去地下水的大量开采造成的;550 m以下的黏性土多为正常固结,局部存在欠固结黏性土夹层。钻孔中存在合计约218 m的欠固结黏性土夹层,这些欠固结黏性土夹层在自重应力下的最终沉降量为1 985 mm,沉降量最大的土层对应于第1、6含水组,分别达614 mm和665 mm,这一沉降过程完成所需时间为数十年甚至上百年。     

青海省柴达尔-木里地区道路沿线多年冻土分布模拟

以青海省柴达尔-木里铁路、热水-江仓公路沿线两侧约10 km缓冲区为研究区域,以冻土钻孔实测数据为基础,定量分析和评价了经度、纬度、高程、太阳辐射、坡度、坡向、地面曲率等地形-候因子对沿线区域多年冻土分布的影响,建立了以经度、高程、坡度为自变量、多年冻土发生概率为因变量的Logistic模型.借助于GIS软件和DEM数据,完成了道路沿线区域多年冻土分布概率图的绘制和多年冻土分布概率的特征分析.结果表明,极可能多年冻土(概率值为0.75～1)的分布面积为1983 km2,占整个研究区域面积的65%;可能多年冻土(概率值为0.5～0.75)的分布区面积为192 km2,占研究区域面积的6%;季节冻土(概率值＜0.5)的分布区面积为894 km2,占沿线区域面积的29%.     

近47a塔克拉玛干沙漠周边地区气候变化

根据新疆塔克拉玛干沙漠周边12个气象台站1961—2007年的历史气候资料,采用线性回归、Morlet小波、Mann-Kendall突变检测和自然正交分解(EOF)等方法,对近47a的年平均气温、降水量、潜在蒸散量和地表干燥度等气候要素的基本变化特征进行了分析,结果表明:①年平均气温呈升高趋势,降水量呈增多趋势,年潜在蒸散量和地表干燥度总体呈减小趋势。受其综合影响,气候总体呈较明显的暖湿化趋势。但20世纪90年代初、中期以来,在气温持续上升的同时,潜在蒸散量和地表干燥度呈增大之势,即气候出现了"暖干化"的迹象,该现象值得关注。②突变检测表明,年平均气温在1970年发生了突变性的升高,降水量在1981年发生了突变性的增多,而潜在蒸散量和地表干燥度在1981年发生了突变性的减小。③气温、降水、潜在蒸散量和地表干燥度分别存在准3a、8a的年际尺度和16～23a的年代际尺度的周期性变化。④12站的年平均气温、降水量、潜在蒸散量和地表干燥度等4要素的最主要空间分布特征均是同向变化。     

基于变换光学有限差分探地雷达数值模拟研究

在采用有限差分方法开展探地雷达复杂目标体精细结构模拟时,为了提高计算精度,常采用非均匀网格对目标区域划分小尺寸的网格,以压制离散网格频散现象和保证有限差分方法的稳定性.常规非均匀网格和自适应亚网格技术在网格剖分数量和粗细网格边界处理上难以达到计算效率和计算精度的均衡.本文根据隐形斗篷(invisible cloak)理论,将基于变换光学(Transformation optics)理论应用于有限差分探地雷达数值计算中.该理论的主要思想是基于目标参数变化而保持电磁场的传播不变性,在坐标变换后,Maxwell方程的形式可以维持不变,而使得相对介电常数与磁导率的表达式变得复杂.通过这种方式可以虚拟地扩大目标体所占的网格节点数,减少背景介质区域的网格数,不增加模型空间的网格总数.另外,这种网格划分方式不但提高了计算效率,同时也可以克服亚网格技术边界反射误差的影响.本文推导实现了基于变换光学的二维有限差分方法,通过典型探地雷达模型测试,对比分析了该方法与常规有限差分、变网格有限差分和自适应亚网格有限差分的优缺点.计算结果验证了基于变换光学的有限差分可用于探地雷达目标精细结构模拟,具有较高的计算精度和计算效率.     

生物多样性保护优先区人类干扰遥感监测与评价方法

本文利用遥感数据时空分辨率高、覆盖面积大、获取便捷的特点,构建优先区人类干扰状况的评价指标体系和计算方法,提取人类干扰类型的空间分布数据,借助地理信息系统的空间分析功能对人类干扰数据进行栅格运算,建立生物多样性保护优先区人类干扰指数（Human Disturbance Index）,定量评价了优先区内人类干扰程度的空间分布特征及动态变化,并以桂西黔南生物多样性保护优先区为例进行了方法验证。结果表明,该方法能有效地进行优先区内人类干扰状况定量评价,数据易获取、过程易操作,具有较强的业务推广价值。生物多样性保护优先区人类干扰指数定量评价方法的建立,可为优先区制定合理、有效的保护措施,为优先区保护和日常监管提供技术支持。     

一次冰雹云雷达回波演变分析及人工防雹作业

2003年7月5日曲靖境内出现一次强冰雹云天气过程.对711B数字化雷达回波演变、防雹作业进行综合分析表明,这是一次强单体对流云合并形成"带"状强冰雹云系的天气过程.在此次过程中雷达监测、防雹作业时机、用弹量把握的好坏,直接影响作业效果.