贡嘎山高山水文观测试验系统

介绍了贡嗄山高山水文观测试验系统。该系统建在四川省定县海螺沟海拔３０００ｍ的森林区,共包括４个天然溪沟水文站,１个地下水位观测井,１个森林径流试验场和１个综合气象观测站。观测项目有降水、气温、温度、蒸发、日照、林区径流、冰川径流、地下水位、林下降水、树干流、苔藓持水以及人工径流场出流等水文要素。主要观测数据采用自动记录方式或计算机数据采集。该系统结构和功能完全按照高山自然地理和水文特性来设计,可为     

淮南深部地球物理实验场重力噪声水平初步分析

利用淮南深部地球物理实验场地下848 m巷道内的Burris弹簧重力仪和地表LCR-ET20弹簧重力仪同期连续重力潮汐观测资料,对实验场地表和地下重力噪声水平进行了初步分析.分析结果表明在频率小于1.70 mHz(对应周期约为9.8 min)时,地下重力噪声水平都要比地表低;特别是在重力仪敏感的信号频段(周期大于3h的信号频段),地下848 m巷道内的重力噪声水平要比地表低约2个数量级,充分验证了实验场地下观测环境具有低重力噪声水平的超静特点.实验结果证明淮南深部地球物理实验场地下848 m巷道可为深地多物理场观测提供超静观测环境,为检测微弱地球物理场信号提供绝佳观测条件.     

龙口北皂矿海域下H2106综放面井下导高观测

水体下采煤需要观测采场覆岩导水裂缝带高度(简称导高)。龙口北皂矿海域H2106综放面地表为海水,为了解决地表海水区难以施工导高观测钻孔的技术难题,在井下采用仰斜钻孔与井下导高观测仪进行了导高观测,该方法钻孔工程量小且观测精度高。在H2106综放面共设置3个观测剖面,施工了4个采前对比观测钻孔和8个采后导高观测钻孔,并利用顶板覆岩中泥灰岩含水层开采前后其含水量的变化判断导水裂缝带上限。实测得出H2106综放面导高值为38.8m,导高与采厚比为9.5。对于龙口矿区软弱岩层,导高观测的最佳时段为采后10~20d。      

贵州革东地区带状热储赋存规律研究

通过对贵州革东变质岩地区地热水的水化学、氢氧同位素及地热井的地温场垂向变化的分析,结果表明:(1)区域地热井热储呈带状(Ⅱ-2型);(2)区域大地热流量供热,补给来源为大气降水,补给高程下限1100m,地热水循环深度下限2400m,围岩与上层地下水影响其化学组分;(3)挽近期革东活动断层具有导热导水性,经循环的地热水沿断层上盘构造裂隙向上运移在此断层破碎带富集,位于断层上盘3km范围内的地热钻孔揭穿该断裂带深度约1200m,均有流量约994m3/d、井口水温40℃的地热水。研究结果可为黔东南地区带状热储的开发与利用提供参考。     

煤瓦斯多场耦合显微观测试验装置的研制与应用

为揭示在温度、地应力和瓦斯压力等多场作用下煤与瓦斯（methane）相互作用对煤矿瓦斯抽采、CO2注气强化瓦斯开采及CO2在深部不可采煤层的封存具有的重要意义,更精确地从微观角度观测在多物理场耦合条件下煤瓦斯相互作用的动态过程,研制了一种在多场耦合条件下带显微观测装置的煤瓦斯试验装置。该装置由密封容器与施力夹持机构、气压系统、温度场系统、显微观测系统4部分组成,能够通过显微观测装置结合图像处理技术,直接观测多场条件下煤与不同气体的相互作用所引起的细微变化。利用该装置进行了无应力加载、相同温度、相同气压下的瓦斯、CO2的吸附膨胀试验。研究发现,（1）试件在两种气体的变形大致经历了快速增长、缓慢增长直至平衡3个阶段,类似于吸附等温曲线;（2）试件在CO2气体中达到吸附饱和的时间比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和的时间要短;（3）试件在瓦斯气体中的最大线性应变约为0.15%,相同条件下试件在CO2气体中的最大线应变约为0.5%,相同条件下试件在CO2气体中达到吸附饱和时的最大应变比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和时的最大应变大3倍左右。研制的装置具有结构简单、直观、精度高的特点。     

黑河流域典型景观植被带陆面过程同步观测研究

为了解内陆河流域不同尺度内与水循环及生态过程有关的水分、热量分布规律,在黑河流域上中下游选取3个典型植被景观带建立观测场,并布设环境观测系统(ENVIS)进行环境要素的同步观测.结果表明,山区森林草地灌丛复合生态区陆面是冷性湿润的下垫面,中游绿洲荒漠接触带是干性、较湿润的下垫面,下游荒漠河岸林景观带是干热性的下垫面.     

乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实

分析研究了天山冰川站自 195 9年以来的气温、降水、水文、冰川物质平衡、冰川末端变化、冰川运动和冰川面积变化观测资料 .结果表明 ,2 0世纪 90年代中期以来 ,乌鲁木齐河源区处于一个最为显著的暖湿阶段 .195 8— 2 0 0 0年的 4 2a间 ,1号冰川年平均物质平衡量为 - 188.6mm (约为 - 34.6× 10 4m3 ) ,累积物质平衡量达到 - 792 5mm ,亦即冰川减薄了 8m多 ,累积亏损量达 14 5 2× 10 4m3 .1号冰川面积在 196 2— 2 0 0 0年的 38a间减少 0 .2 2km2 ,为 11% ,并呈加速减小趋势 .196 2年至今 ,1号冰川东支末端共退缩 16 8.95m ,西支 185 .2 3m ,冰川表面运动速度减缓 .1号冰川年融水径流量有增加趋势 ,1985年前后是个分界线 ,1986— 2 0 0 1年年均径流深为 936 .7mm ,较之 195 8— 1985年的 5 0 8.4mm高出 4 2 8.3mm ,亦即增加 84 .2 % .气温持续升高 ,冰川冷储减少可能是导致冰川加速消融的重要原因 .     

中国地带性森林和农田生态系统C-N-P化学计量统计特征

基于中国国家生态系统观测研究网络的7个森林和10个农田生态系统观测研究站的定位调查数据,本文对中国地带性森林和农田生态系统各个组分的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量学特征进行了研究。结果表明:1)森林生态系统各组分的N和P含量大小排序均为叶凋落物枝根茎土壤,植被的各器官和凋落物的C含量明显高于土壤C含量。森林生态系统不同组分的C∶N和C∶P的大小排序均为茎根枝凋落物叶土壤;植被的各器官及凋落物的N∶P也高于土壤。2)在农田生态系统中,作物各器官的C含量相近,而籽粒的N和P含量明显高于其他组分;各组分C∶N、C∶P和N:P的大小排序均表现为茎≈叶≈根籽粒土壤。3)森林生态系统植被的C∶N∶P为3582∶27∶1,土壤的C∶N∶P为111∶8∶1;农田生态系统植被的C∶N∶P为740∶15∶1,土壤的C∶N∶P为26∶3∶1。本研究以地带性生态系统为研究对象,探讨生态系统及其各组分的C-N-P化学计量特征,增加了对生态系统尺度元素化学计量特征的科学认识,为进一步认识中国区域生态系统元素化学计量关系的空间变异规律提供基础数据。     

黑龙江省农业生态环境问题及对策

文章阐述了黑龙江省农业生态环境的一系列问题。(1)区域环境污染，其中包括“三废”对地表水和地下水的污染，对农业的危害及对大气的污染；(2)水土流失在各市县均有发生；(3)西部土地沙化现象比较严重，面积达47．99hm^2，正在发展的沙化土地面积41．82万hm^2；(4)松嫩平原土地盐碱化程度高，面积已达199．73万hm^2；(5)洪涝灾害对国民经济危害极大，严重威胁农业生产；(6)近年，全省春夏持续高温，干旱土地逐年增多。文章最后论述了农业生态环境建设及地质灾害防治对策。主要包括污染治理；采取工程措施、生物措施，并通过产业结构和提高科技进步等防治水土流失、土地沙化、盐碱化；对旱涝的防治应防汛、抗旱并重；合理优化配置水资源．大力兴修水利，达到除害兴利之目的。     

贡嘎山暗针叶林区森林蒸散发特征与模拟

通过对贡嘎山森林区的蒸发实验观测,利用修正的Penman-Monteith公式对地面和冷杉林蒸散进行模拟,并与水面实际观测资料进行对比。结果显示:控制该区蒸散的主导因子是太阳有效辐射、大气温度以及植被类型;对裸地、灌草、森林模拟的年内变化过程与水面蒸发的实际观测值趋势一致,分别在4月和9月出现两个明显的蒸发高峰。原始Penman公式可以用于裸露地面和短草地面的蒸发计算,然而对森林蒸散发应采用Penman-Monteith公式模拟,其模拟结果显示,在非生长季节森林蒸散发低于非森林地面,而在森林生长季节的蒸散发比非林地要高,其变化差异在±25%之间。因此修正的Penman-Monteith公式是森林地区水量平衡计算的有效工具。     

利用水化学方法识别岩溶水文系统中的径流

通过暴雨中的野外观测,确认了桂林丫吉试验场S31泉岩溶水文系统中多种径流形式：表层岩溶带管道流、回归流、坡面流和壤中流。现场测量发现不同形式径流的水化学特征(pH、电导率、Ca²⁺、HCO^-₃)存在差异,Ca²⁺的质量浓度相差最大可以达到3倍。从CaCO₃-H₂O-CO₂平衡体系来看,CO₂分压（p_CO2）对径流的水化学特征具有控制作用。在大气p_CO2影响下的岩溶水矿化度较低,而土壤空气p_CO2达到2.7%,是大气的近百倍,其影响的径流矿化度较高。鉴于大气中和土壤中p_CO2的显著差异,从水化学特征上将径流分为2类,并且认为它们构成了系统出口洪水的2个主要来源。在此基础上利用水化学方法计算出S31岩溶泉洪水时的径流构成。结果表明,在暴雨的情形,由大气p_CO2环境产生形成的岩溶水的比例占到泉水总量的70%,进一步证明了快速流在岩溶水中的重要作用。     

黑河源区高山草甸的冻土及水文过程初步研究

介绍了黑河源区野牛沟流域在试验点尺度和山坡尺度上所开展的冻土水文过程初步结果.冻土水文观测场建于最大冻结深度约为3.0 m的季节冻土区,近50 a来,该区降水量变化不大,器测蒸发量(Φ20)和风速呈明显的降低趋势,而气温和地表温度则分别上升约1.0℃和1.7℃.研究区季节冻土冻结上限和下限深度均与地表温度呈二次多项式关系,这表明地表温度与冻结或融化区地温变化之间有一个滞后过程.在地表融化季节,季节冻土存在两层现象.当融化深度接近最大冻结深度时,存在向上和向下的双向融化现象,但自下而上融化速率较慢.2005年9月-2006年9月,具有较高代表性的3个山坡径流场均没有观测到产流量,结合蒸散发观测和野外调查,发现夏季高山草甸具有明显的地表径流拦蓄和水源涵养作用.COUP模型能够较好的连续演算试验场生长季节高山草甸-季节冻土-大气-维水热传输和耦合过程,但因其土壤完全冻结临界温度阀值设置偏高,影响了非生长季节的计算精度.     

对地下水观测研究工作的几点看法

陕西水利部门从1976年在全省范围内开展地下水动态观测研究工作,已18个年头,取得了很大的成绩,已初步形成一个布局比较合理的观测井网和省、地(市)、县三级管理机构,并拥有一支较为庞大的农民观测员队伍。全省共设地下水基本观测井600余眼,普查井数千眼,分布于河流阶地、黄土台原、山前洪积扇、高塬沟壑区及     

黄土高原陆面过程观测试验的仪器精度和观测误差分析

利用"黄土高原陆面过程观测试验"2009年定西站的平行对比观测资料,分析了微气象观测仪器的精度和观测误差.结果显示:在大多数情况下,A301P型风杯风速计和HMP45D型温湿传感器对风温湿的观测偏差分别不超过±0.10m.s-1、±0.16℃和±1.00%;107型和109型温度传感器对土壤温度的观测偏差分别不超过±0.1℃和±0.03℃;HFP01型热通量板对土壤热通量的观测偏差不超过±11W.m-2;涡动协方差系统(CAST3+Li7500)观测计算得到的感热、潜热和动量通量的偏差分别不超过±8W.m-2、±8W.m-2、±0.02kg.m-1.s-2.此试验对于大气风速、温度、相对湿度、土壤湿度和温度、地表辐射以及地表通量这些要素的观测,相同型号仪器之间的数据都很一致.并且不同型号仪器进行对比观测风速、土壤温度、净辐射、向下长短波辐射和土壤热通量得到的结果也较一致.结果表明,该试验大多数仪器有比较高的精度,仪器之间也比较一致,观测误差较小,基本能够满足陆面过程观测的要求.     

臭氧生成效率(OPE)相关研究进展

大气光化学系统的非线性特征增加了O3控制的复杂性,因此各种有助于O3控制对策制定的指标研究备受关注,臭氧生成效率(OPE)就属于这样一种指标。对OPE相关的主要研究成果进行了综述,回顾了OPE定义及计算方法的演变,总结了OPE的空间和季节变化研究结果,分析、讨论了影响OPE的几个主要因素,指出了OPE研究中存在的问题和未来需要加强的方面。我国OPE研究非常缺乏,鉴于我国城市和区域O3污染形势,建议开展多点位、长时间的OPE观测研究,并结合模式研究深化对我国O3问题的认识,寻找有效的O3控制对策。     

傍河地下水位监测断面的优化设计

为了对傍河地下水位监测断面进行优化设计,更好地掌握地下水位动态时空变化特征,以安徽省亳州市河水-地下水监测断面为例,分别采用克里金法和时间序列法,通过分析监测断面上9口地下水位观测井及河水位观测点在1982年1月—1998年12月的水位观测数据,对观测井空间布局、井数和观测频率进行优化。结果表明：空间布局优化后的观测井数量由原来的9减少到3,平均相邻井距为1 000 m,优化后的水位克里金估计标准误差平均值为0.019 2 m,误差波动范围较小;观测频率优化后由5日一测变为10日一测,能够满足观测精度要求。     

河北省瀑河水库侧向倒灌岩溶塌陷

1　基本概况河北省瀑河源于狼牙山,属大清河南支水系,自W向E流,注入白洋淀。径流长46km,最大流量300m3 s。1958年修建瀑河水库,其位于徐水县NW约18km,是一座以拦洪为主,灌溉为辅的中型水库。库容9750×104m3,控制流域面积263km2,下游有数千公顷灌溉区4处。水库最高水位标高45 18m(1963年)。岩溶塌陷分布在瀑河乡贾庄村、向阳村、新乡村等。上述3个村的岩溶塌陷始发于1964年7月,至今仍在发展。2　岩溶塌陷特征新乡村是1958年修建水库库区移民村,座落在东、南、西3面环山的簸箕形山间盆地SW缘,北临瀑河水库。地面高程45m。该村岩溶塌陷具有…     

基于地表水循环遥感观测的黑河流域水平衡分析

流域内水循环各环节的水量及其时空分布是不断变化的,掌握流域水循环与水平衡状况是进行流域水资源合理开发利用的重要基础。以2000—2019年黑河流域水文显著变化期为研究时段,综合应用TRMM与GPM卫星观测的降水量、遥感估算的蒸散发量等数据并结合气象站点、水文站点等观测数据,对流域降水、蒸散发与径流等水循环要素的水平衡进行了分析。结果表明:祁连山区是主要产流区,向中游年均下泄水量约为45.11×108 m3。其中,消耗于中游的年均量约为29.92×108 m3,约占66%;补充下游的年均量约为15.19×108 m3,约占34%。民乐—张掖盆地是黑河中游水资源消耗的主要区域,年均消耗的上游来水和当地降水量达43.97×108 m3,约占中游消耗量的75%;中游农田蒸散发年均消耗水量约20.3×108 m3,占总消耗量的35%;上游区降水量增加是黑河干流出山口径流量增加的主因,对径流量增加的贡献率为96%,导致年均径流增加0.35×108 m3,潜在蒸散发对径流增加几乎没有贡献。根据目前黑河干流上游径流量变化与中游水资源消耗现状,如果未来水文周期变化导致上游径流减少,中下游用水矛盾凸显的风险较大。地表水循环遥感观测可作为流域水平衡分析的方法之一,分析流域地表水水资源的空间分布状况、揭示水资源变化趋势与原因,支撑水资源合理配置,陆面实际蒸散发是水平衡分析不确定性的主要来源,准确估测不同类型下垫面实际蒸散发量是提升分析可靠性的关键。基于互补相关的陆面实际蒸散发估算方法相对简单,但其中用于计算湿环境蒸散发量的Priestley-Taylor公式中乘性经验系数受地形影响空间变异很大,区域上采用统一数值会对结果造成不可忽视的影响。     

基于GPS观测分析鄂尔多斯块体南缘现今地壳运动和地应变特征

根据陕西省2001和2002年两期的GPS测站的观测资料，给出了渭河盆地及周邻地区地壳运动速度场和该区现今地壳水平应变场，结果表明：(1)渭河盆地及邻区的运动速率呈现较明显的北东向条带状变化特征，该区有整体不连续性逆时针旋转运动的特征；(2)渭河盆地中部的彬县—西安—蓝田一线存在一个左旋剪切带(东侧)，该左旋剪切带的北部区域与铜川—泾阳—临潼小发震带恰好对应；(3)渭河盆地中部与北部以压应变为主，南部以张应变为主，高值区主要分布在该区主要断裂带的附近，尤其是在宝鸡一太白、渭南—蓝田和合阳—韩城附近分别形成应变高值区，并且应变梯度也较大；该区渭河断裂以北大部分地区以面收缩为主，以南则以面膨胀为主，面应变高值区与压应变高值区以及最大剪应变高值区有着较好的对应关系。     

观测系统炮道密度退化对河道砂体和断层识别能力的影响——以GSM高密度三维观测系统在川中沙溪庙组勘探为例

为了分析观测系统炮道密度退化对目的层成像的影响,在保持偏移距和方位角分布规律前提下,对中国西部GSM地区高密度三维地震观测系统采用抽稀炮排、道距和炮距的方式使炮道密度退化,得到相同面元大小不同炮道密度A、B、C和D四套观测系统,对抽稀的资料进行分别处理,基于河道砂体叠置模式正演基础上,通过沿层提取相干和均方根等属性切片对川中侏罗统沙溪庙组河道砂体刻画和断层断距识别能力上进行实验对比,以指导后期针对该目的层的采集工程技术设计。通过分析得到以下认识:(1)针对大中型河道,观测系统A、B、C和D与高密度识别能力相当。(2)针对小型河道,观测系统A、B、C平面上能识别一部分小型河道,且随着炮道密度降低到一定程度,剖面河道亮点减弱,观测系统D在剖面上无法识别河道亮点。(3)高密度观测系统断层平面展布最为清晰,观测系统A、B、C和D断层平面展布大的地质规律与高密度数据相当,但细节上存在一定损失。(4)当川中沙溪庙组河道宽度约为55m,断层断距约为6m,薄砂体厚度约为6m时,可采用高密度观测系统;当其河道宽度大于74m,断层断距大于12,薄砂体厚度大于10m时,可采用A、B、C观测系统。