中国历史极端干旱研究进展

中国现有抗旱相关法规、规划、标准和制度等均是按常态干旱考虑的,几乎没有考虑大范围、长历时极端干旱的问题。一旦发生类似崇祯大旱和光绪大旱等极端干旱,将对中国经济社会产生深刻影响。从历史旱涝序列重建、极端干旱事件复原和重演3个方面论述了相关研究进展,发现重建方面缺乏重建方法对比研究、重建序列时空分辨率较低等,复原方面缺乏干旱灾害双重属性的考虑等,重演方面缺乏对抗旱减灾能力以及全球气候变化的考虑等。对未来研究重点和实践需求进行了展望,指出需在不同重建方法交叉检验、高时空分辨率旱涝序列重建、基于自然灾害双重属性的历史极端干旱事件复原、历史极端干旱事件定量化重演和干旱巨灾风险应对战略等方面取得突破性进展。     

四种新型土壤墒情传感器的对比分析

土壤墒情监测工作日益得到重视。在北京上庄试验站选择四种不同工作原理和型号的土壤墒情传感器进行了为期半年的对比分析测试,利用监测数据对土壤墒情传感器的稳定性、灵敏性、准确率三个指标进行了分析,结果表明各类传感器在监测效果方面表现各有优缺点,均表现出了较好的稳定性,对降水反应也良好,准确率略有差别,监测数据基本在烘干法值附近上下波动。通过对比分析研究,对了解土壤墒情传感器性能和大范围推广应用具有一定的参考意义。     

决口海堤水波传播模拟和分析研究Ⅱ:2D传播

应用经验证的SWASH数学模型,分析了海堤决口中心线沿线实测水深分布规律和保护区淹没水量与淹没面积。对不同特征水深进行验证,进而探讨不同波要素对不同形式的海堤决口堤后特征水深分布情况以及波浪传播距离与时间的关系;分析了物理模型试验中海堤决口宽度以及不同波要素对堤后洪水波演进的影响;计算了不同决口深度和宽度对洪水波传播的影响,建立堤后水体淹没水量和淹没面积分布公式。成果可供我国沿海城市和地区在风暴潮和台风浪作用下海堤决口风险图绘制参考。     

粉喷桩施工引起的超孔隙水压力分析

依托江苏某省道软基处理工程对桩周土压力和超孔隙水压力进行现场测试。测试结果表明:粉喷桩施工过程中桩周土体同步产生较大超静孔隙水压力和土压力,随离桩距离增大而减小;施工完成后1小时内超孔隙水压力基本消散完毕;粉喷桩施工速度越快,土体中产生的超孔压越大;超孔压朝着施工方向累积,背着施工方向表现出遮蔽现象;跳打施工比顺序施工所产生的超孔压要小。通过改进施工速度、顺序、方向以及桩间距能有效地减小粉喷桩施工引起的超孔隙水压力。     

旱灾风险定量评估总体框架及其关键技术

作为旱灾风险管理的核心内容和关键环节,旱灾风险评估逐渐成为旱灾研究的热点问题。从科学界定旱灾风险概念入手,辨析了干旱风险与旱灾风险之间的关系,并从机理上对旱灾风险形成机制进行了剖析和阐述;首次提出了旱灾风险定量评估总体框架,即通过建立干旱频率~潜在损失~抗旱能力之间的定量关系实现对旱灾风险的定量评估,并探讨了该评估框架所涉及的干旱频率分析技术、灾损评估技术、抗旱能力评估技术和旱灾风险表征技术等关键技术及其难点。     

南海多金属结壳(核)铁锰矿物/海水界面效应与成矿元素的富集

海底铁锰结壳和结核是重要的海底矿产资源,蕴含着丰富的金属元素并且具有巨大的经济价值。本文主要以南海多金属结壳（核）为研究对象,采用X射线粉晶衍射（XRD）、激光拉曼光谱、红外光谱分析（FTIR）以及X射线光电子能谱对铁锰矿物的矿物学和谱学特征进行了系统的分析和研究。粉晶衍射和拉曼光谱分析结果表明,南海多金属结壳的矿物组成为水羟锰矿、石英和长石,结核的矿物组成为钡镁锰矿、水羟锰矿、石英和长石,铁相矿物均为无定形铁氧化物/氢氧化物,并且锰相矿物和铁相矿物的结晶程度均较差。红外光谱分析结果显示多金属结核和结壳中的铁锰矿物具有大量表面羟基,这些含质子表面羟基官能团,可为海水中各成矿元素的络合提供丰富的活性位点。XPS分析表明多金属结核和结壳中铁锰矿物表面以Fe、Mn和O元素为主,其中Fe呈正三价态,Mn以正四、正三价为主,可能还含有少部分正二价态。对比南海多金属结壳（核）与太平海山结壳,南海多金属结壳（核）具有更为显著的表面羟基氧（-OH）含量,而太平洋海山结壳则以晶格氧（O^2-）为主,表明太平洋海山结壳铁锰矿物结晶程度较南海多金属结壳（核）高。综合研究表明,在海底铁锰结壳和结核中（氢）氧化锰/铁矿物与海水之间界面效应对金属离子的富集机理主要有：（1）金属离子与矿物表面羟基进行络合反应,形成以配位键相连的羟基络合物,或与表面的质子交换生成稳定的内层络合物;（2）矿物的带电表面与金属离子通过静电作用形成双电层,生成外层络合物;（3）金属离子与矿物结构中的Mn、Fe离子同晶置换而成为结构阳离子。     

旱灾风险定量评估总体框架及其关键技术

作为旱灾风险管理的核心内容和关键环节,旱灾风险评估逐渐成为旱灾研究的热点问题。从科学界定旱灾风险概念入手,辨析了干旱风险与旱灾风险之间的关系,并从机理上对旱灾风险形成机制进行了剖析和阐述;首次提出了旱灾风险定量评估总体框架,即通过建立干旱频率~潜在损失~抗旱能力之间的定量关系实现对旱灾风险的定量评估,并探讨了该评估框架所涉及的干旱频率分析技术、灾损评估技术、抗旱能力评估技术和旱灾风险表征技术等关键技术及其难点。     

西秦岭八方山—二里河Pb-Zn矿区硅质岩的微区成分特征及演化

硅质岩以SiO2为主,并广泛发育于造山带内。激光Raman、SEM-EDS分析结果显示,研究区硅质岩微组构特征记录了造山作用、成矿作用和重结晶作用等的改造。SEM分析显示,研究区硅质岩中石英颗粒较小且呈紧密堆积,这些特征符合热水沉积快速结晶的特点。激光Raman分析结果中,石英颗粒自边缘向中心核部的拉曼特征峰(463cm-1)经高斯拟合(Gaussian Fitting)后尖锐程度逐渐递增,半高宽(FWHM)递减,反映了石英自身的重结晶作用。在石英颗粒边界与碳酸盐脉的接触部位,结晶程度和有序度自内向外呈递增趋势,反映了石英颗粒遭受了流体的影响,SEM分析结果中石英颗粒的絮状反应残余边界进一步支持了该结论。在SEM下,金属硫化物在裂隙和空隙中发生沉淀并呈线状和零星浸染状分布,与应力作用及杂质矿物有着密切的关系。另外,据硅质岩中的脉体穿插关系,指示西秦岭存在碳酸盐(铁白云石)热液→金属硫化物热液→硅质-碳酸盐(方解石)热液的多阶段流体演化,与东秦岭流体作用具有较好的相似性。     

决口海堤洪水波传播模拟和分析研究I:方法和验证

选用水槽和港池物理模型方法以及已有的一些物理模型试验成果,结合SWASH模型,对孤立波在海堤斜坡上的爬高和越浪进行验证,确定合适的计算参数;计算和分析几种不同内坡形式的海堤堤顶决口,确定合适的海堤内坡边界条件。研究分析表明,验证后的SWASH模型可以用来进行海侧来波和陆域越堤波浪的联合计算,为决口海堤洪水波传播模拟和分析奠定了基础。     

船载三维激光扫描数据时空配准方法研究

由于海洋测绘中存在滩涂测量、崩岸、潜堤测量和水边线测量等困难,船载三维激光扫描技术比传统测量手段更快且更安全,测量精度已经可以满足大部分水上测量的精度要求,因而得到广泛青睐。船载三维激光点云数据的时空配准对测量结果至关重要,对此,介绍了基于多传感器融合的船载三维激光测量系统组成与工作原理,阐述了数据的时空配准过程,获取了精确的扫描数据,为后续工作提供支撑。