基于地貌扩散和水动力扩散的流域瞬时单位线研究

流域汇流是地貌扩散和水动力扩散共同作用的结果。用宽度函数描述地貌扩散,用河道响应函数描述水动力扩散,从而导出了流域地貌瞬时单位线的表达式。建立了长江三峡区间沿渡河流域的数字高程模型(DEM),由此自动生成了该流域水系,并提取了流域地貌瞬时单位线公式所需的地貌信息。23场洪水的检验结果表明:所建议的流域地貌瞬时单位线公式用于流域汇流计算具有较高的精度。     

喀斯特流域水文地貌系统汇流分析─—以喀斯特峰丛洼地谷地流域为例

在回顾目前汇流理论基本问题的基础上,根据喀斯特径流试验场水文资料,提出喀斯特流域水文地貌系统汇流结构场由地貌形态结构和含水介质结构组成,从而认识到喀斯特流域汇水流量过程的双层结构,并运用系统论的观点探讨了流域汇流特性。      

江苏省无资料山丘区洛阳河流域径流模拟方法探讨

近年来,无资料或资料缺乏地区汇流计算成为水文研究热点。基于地形参数的地貌瞬时单位线(GIUH)方法凭借其对历史降雨径流实测资料的不依赖性,已然成为径流模拟研究中被普遍采用且效果较好的方法之一。为探讨江苏省无资料山丘区的径流模拟方法,选取具有典型地形地貌特征的镇江通胜洛阳河小流域展开研究。根据地貌特征值等数据提取出该流域的地貌单位线,采用地貌单位线计算径流过程,利用2016、2017年汛期实测的4场洪水进行方法验证,将计算径流与实测数据进行对比分析,结果表明:基于地貌特征的地貌单位线法在该流域洪水模拟中具有较高精度,又因该流域于江苏省乃代表性区域,初步判定可将该方法推广至其他无资料山丘区流域。     

利用DEM提取地貌指数的方法述评

介绍了几个广泛应用于水文科学的流域地貌指数(包括地表坡度、流量分配系数、单宽集水面积、集水面积以及湿度指数)的计算方法,阐述了这些地貌指数在水文科学中所代表的物理意义和对流域水文过程空间分布的描述能力。对了解流域地貌对降雨径流的影响,揭示产汇流过程的物理机制,研制和开发分布式水文物理模型均有重要意义。     

由SSNs构建流域地貌瞬时单位线的研究

流域汇流受到河网形态的影响,考虑到水系的分形自相似特性,利用在文献[1]基础上改进的方法构造了理想的自相似网络(SSNs),并推导出相应的宽度函数(WF)表达式.以WF为基础,得到流域地貌瞬时单位线.利用生成的单位线对沿渡河流域11场洪水进行汇流计算,结果表明,所提出的方法应用于流域汇流计算具有较好的精度.     

汇流计算中若干问题的述评

本文概述了坡面汇流与河道汇流计算中的简化模型,重点讨论了流域汇流计算问题,笔者认为,坡面汇流与河道汇流计算方法相对成熟,以系统分析理论为基础的汇流计算数学模型的研究重点似可转向参数的合理定量与地区综合,以及区间汇流与局部汇流计算方面:汇流非线性现象很复杂,要充分注意非线性向线性转化的条件;地貌单位线正在得到迅速的发展,可能成为解决短缺水文资料地区水文计算与进行小河站网规划的又一途泾;今后汇流计算研究应更多地重视干旱与半干旱地区.     

新安江模型中河网汇流参数Cs的一种计算方法

新安江模型河网汇流参数Cs主要取决于河网形态及地貌特征规律,针对PUB（Prediction in Ungauged Basin）问题,从物理机理分析的角度,构建描述河网汇流动态变化的微分方程并给出适当的定解条件,用解析法得出微分方程的解,从而探索出在无实测水文资料地区适用的Cs计算方法。选取中国湿润地区和半湿润地区25个流域,统计并分析了各流域次洪模型的Cs计算值和率定值。结果表明,从总体来看计算值和率定值基本上相等;不论流域是否分块,提出的Cs计算方法均适用;当其他参数保持不变,虽然Cs取计算值时所得到的次洪模拟结果略逊于取率定值的模拟结果,但误差在可接受的范围之内,也能取得良好的模拟效果;如果令Cs取计算值,再重新率定其余的各项参数,能够使模拟精度得到进一步提高。采用该法可推求无实测资料地区的汇流参数Cs值,使模型在无资料地区的应用成为一种可能。     

海南岛农业地貌

本文在充分消化前人已有资料的基础上,论述了海南岛的主要地貌类型与地貌轮廓,阐明了海南岛地貌形成的条件与过程、地貌对农业生产的影响及农业地貌分区。     

基于地貌学和水文学的流域汇流模型

流域汇流是一个三维水文学问题，主要依赖于流域的河网地貌和河槽动力特征。本文在地貌学和水文学研究基顾上建立了概念性的流域模型，模型参数可由地貌参数和河槽动力特征值推求，该模型是非线性模型，概念清楚，求解地较简便，且可用于缺乏水文资料地区的流域汇流计算。     

东海大陆架地貌分区

根据第一海洋地质调查大队丰富的调查资料和已有成果,对东海大陆架初步划分了12个地貌单元,从空间上、时间上探讨三角洲、古滨海平原等地貌发育史,首次提出东海陆架上发育有特殊的构造地貌单元——断陷盆地,进一步确定古河口湾沙脊群的范围。     

分析拟稳定流径向弥散试验数据的反函数法

将描述拟稳定流径向水动力弥散过程的近似解析解进行反函数变换。以变换后的表达式为基础,建立了具有c-t数据和c-r数据两种情况下的直线方程。该方程的因变量与自变量均为试验数据的函数,直线常数中含有待求弥散参数。经过适当的数据转化,就可以利用线性回归法或直接图解法求出直线常数,从而计算出含水层介质的纵向弥散度al和有效孔隙率n。算例表明,这种方法的计算结果精度令人满意。      

DEM在构造地貌定量分析中的应用与展望

作为一种描述地形起伏特征的数据模型,数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表示）,为研究地表的演化过程提供了数据基础。文章归纳梳理了DEM在基本地形因子、流域地貌特征、古地貌面的重塑、构造地貌发育模式、地貌分类与制图以及地形特征提取算法等领域的应用现状。总的来看,DEM研究对象以陆地为重点,以河流地貌和山地地貌为主要内容;研究过程从早期对地貌形态的定性描述向多种地貌参数的半定量、定量分析转变;研究尺度空间上从某个小流域到整个造山带,时间上从数小时向百万年扩展。构造地貌演化时间序列的不确定性、地貌参数获取的复杂性、地形模型算法的多样化以及DEM生成过程中的误差因素,这些均影响构造地貌定量分析结果的准确度,因此在归纳梳理已有研究成果的同时,对DEM在构造地貌研究领域的应用进行了一些思考。      

非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析

基于对非饱和多孔介质的研究成果,考虑孔隙中液相和气相的相互影响,研究了非饱和土地基中Rayleigh波的传播特性。通过非饱和土中固相、液相和气相的质量平衡方程、动量平衡方程和非饱和土有效应力原理,建立了问题的弹性波动方程。通过引入势函数及考虑自由透水（透气）的边界条件,经过理论推导给出了非饱和土中Rayleigh波的弥散特征方程。通过数值算例分析了Rayleigh波的波速和衰减系数随饱和度、频率和固有渗透系数等因素的变化规律。结果表明：不同饱和度下波速随频率和固有渗透系数的变化均是先不变,然后小幅下降,再急剧增加,最后趋于一致;衰减系数在不同饱和度下随频率的增大而增大,随固有渗透系数的增大而先增大后减小。     

丹江口水库库区及周边地区河网形态、地貌特征及构造活动性意义

河流作为构造-气候相互作用最为敏感的地貌单元,记录了丰富的水系演化、构造变形以及气候变化等信息。通过研究河流的形成与演化过程来阐述区域地貌和构造活动特征是构造地貌研究的一个突破点,河流形态的空间变化是阐述河流形成与演化特征最为直观有效的方法。丹江口水库库区地貌特征复杂、地质灾害频发、差异性构造活动较为强烈,是开展构造地貌研究的理想场所。通过对丹江口水库库区及周边地区河流形态特征、地貌特征及构造活动特征等进行综合分析发现,河网分维值空间特征与区域内构造活动性较强的断裂的空间分布高度吻合,构造活动性较强的断裂带及周边地区,河网受到构造活动的影响,发育不成熟,河网分维值出现低值,分维值均小于1.115;构造活动性较弱的断裂带及周边地区,河网发育过程中未受到构造活动的影响,发育较成熟,河网分维值高,分维值均大于1.25;而河网分维值空间变化与地形坡度、平均高程等地貌参数相关性不显著。因此,区域构造活动性特征是河网形态空间变化控制的关键因素。利用河网形态的分维特征量化区域构造活动的强弱及各区域构造活动的差异,对于河流的形成与演化、构造活动性及预测地质灾害的发生等方面的研究都有一定的参考价值。      

The integral of the semivariogram: A powerful method for adjusting the semivariogram in geostatistics

A good fining of the structural junction that describes the variability of a spatial phenomenon is an essential stage in the building of an accurate estimator by kriging. The technique of the integral of the semivariogram (ISV) makes it possible to find this structural function while overcoming the problem of grouping together the pairs of experimental points into classes of distances when the data are not sampled on a regular grid. The ISV is particularly useful when the dispersion of the values of the classical Semivariogram (SV) makes it difficult to fit a model. Since the ISV is composed of a large number of values, it is more continuous than a SV and therefore easier to fit analytically. In fact, when the general shape of the SV is known, the ISV method proves its worth in finding the parameters that best fit a given variogram model. The analytical models of ISV which will be used, are the integral expressions of the traditional analytical SV. In this paper and on the basis of hydrogeological examples, we propose a method to adjust all the parameters of each model. The first derivative of a filled ISV, used in the kriging equations, appears to be systematically the best SV for a cross-validation on the data. This is why we think that the ISV technique should be used when the strong spatial variability of a parameter spreads out the values of the experimental SV.     

三相非饱和松散颗粒介质中弹性波的弥散性分析

由已建立了的非饱和土这种三相松散介质中的动力控制方程,得到波动方程的解,表明在非饱和土中存在3种P波（P1、P2和P3波）和1种S波。根据推导出的波速以及衰减的解析表达式,以实际工程中的尾砂土这种非饱和多孔介质为例,通过Matlab计算工具对非饱和土中的4种体波的弥散特性进一步数值分析,给出了典型的弥散和衰减曲线。结果表明,在一定的频率范围内,4种波的波速及衰减随频率的升高而增大,其中P2、P3波受频率影响强烈,而P1、S波受频率影响则相对较小。此外,饱和度的增加也将导致P1波波速的增大,但对P2、P3波和S波影响不大。     

弹性介质边坡模糊有限元方法研究

针对弹性介质体边坡内存在的模糊特性,从弹性力学的基本方程式入手,应用模糊运算法则、模糊积分和模糊微分等方法,推导了弹性力学几何方程、物理方程和平衡方程的模糊表达形式。利用最小模糊位能原理,建立了考虑多参数模糊性的模糊有限元控制方程。数值算例表明,弹性介质体边坡考虑模糊特性影响的情况下的分析成果,能更全面地反映出计算参数模糊特性变化引起的边坡内力和位移的改变情况。     

汶川地震滑坡与地震参数及地质地貌因素之间的相关关系

在对汶川地震诱发的典型滑坡进行野外调查和相关资料收集、分析和整理的基础上,对汶川地震滑坡与地震参数及坡度、岩土体特性等地质地貌因素之间的相关关系进行了统计分析。结果表明: (1)汶川地震滑坡主要发生在Ⅶ～Ⅺ烈度区, Ⅵ度及以下烈度区中发生的滑坡较少; (2)汶川地震滑坡主要发生在距震中300km的范围内,且距震中200km的范围内滑坡分布最为集中; (3)汶川地震滑坡的易发斜坡坡度为30～50,其中30～40是汶川地震滑坡发育最为敏感的坡度; (4)汶川地震滑坡主要发生在600～1500m的高程范围内,在600～1000m高程范围内的中低山和丘陵区滑坡分布最为集中; (5)砂泥岩、板岩、片岩、千枚岩等软岩类和土质类岩性是汶川地震滑坡的易发岩性,其次是软硬岩组合类,在统计的47个典型滑坡中,花岗岩、碳酸盐岩等硬岩类中发生的滑坡最少,而且由汶川地震直接导致复活的老滑坡也比较少。     

岩石复电阻率Dias模型及其参数求取方法

Dias模型是众多描述岩石复电阻率的频散特性模型中的一种,它不但参数少,且可由这些参数导出具有特定物理意义的参数。针对Dias模型参数的求取及反演解的不确定性评价,这里提出了一种模拟退火阻尼最小二乘联合反演方法。该方法首先将参数求解空间离散化,利用模拟退火找到全局最优解区间,然后利用阻尼最小二乘法在解空间进行求解。该方法有效地克服了原来两种方法的反演速度慢、反演结果依赖于初值的缺点,并实现了对反演结果多解性的评价。研究结果表明,对于岩石复电阻率数据的处理解释,Dias模型的使用比传统的Cole模型及其变形更具有潜在的优势。     

The performance of the empirical models on industrial hydrocyclone design

Many empirical models have been used widely for designing hydrocyclones in industry. These empirical models consist of a set of design equations. Most of the design equations are based on the correlations obtained experimentally, using dimensionless similarity numbers. These equations have their limitations due to the specific systems used for model development. Therefore, in many cases, they cannot be used with confidence to predict the design of an individual separator, or the overall plant configuration that is required to meet different user requirements. A modified version of the existing design equations presented by previous researchers was developed. The design equations, describing four fundamental parameters: pressure drop, flow recovery to underflow, corrected cut size and classification function, were modified by fitting with set of experimental data to obtain the system-specific constant parameters. These modified design equations were then called, the fine-tuned design equations. Four sets of fine-tuned design equations describing all the fundamental parameters were constructed and used to predict the separation performance of many hydrocyclone operational systems at the Dow Chemical Company, Texas, USA. The performance of these equations is evaluated, and the limitations of their use are discussed, thus providing useful insights into hydrocyclone design.