柴达木盆地西缘尕斯库勒湖流域地下水流数值模拟及地下水资源评价

尕斯库勒湖流域所属行政区茫崖市自建市以来尚未建设较大规模的集中供水水源,在以水定产、以水定城的城市发展构架下,评价流域地下水资源及开采潜力对城市发展至关重要。文章基于资料收集、动态长观、钻孔抽水试验等手段,采用断面径流量法结合流域尺度的数值模拟,评价了区内地下水天然资源量和允许开采量,并对地下水开采后对水文环境的影响进行了评估。结果表明:尕斯库勒湖流域地下水天然资源量为 98.82×104m3/d,允许开采量为 23.5×104m3/d,地下水资源开采系数 <0.4,开采程度低;开采稳定后下游泉水减少 10.89×104m3/d,蒸发量减少 12.88×104m3/d,开采量和泉水及蒸发量减少之和相等,开采地下水间接袭夺了无效蒸发和部分泉水;下游湿地区降深≤0.5 m,湿地面积不产生退化;尕斯库勒湖入湖量减少 2.53×104m3/d,能维持湖泊及湿地周围生态环境的良性循环。     

基于TEM的山前冲洪积平原地下水源地勘查

用小发射回线、大电流供电的TEM勘查新疆维吾尔自治区西北山前冲洪积平原工区内的地下水源地,结果显示:依据电阻率差异,工区内划分出三个含水地层单元——浅部次低阻层含水层、中部高阻层含水层和深部低阻异常层;工区内地下水开发利用应以中部高阻层含水层为主,取水位置≥30m;深部低阻异常层含水量小,透水性差,为天然隔水层;国内的TEM仪器在地形复杂地区勘查地下水源地是有效的。     

巴丹吉林沙漠地下水流场的宏观特征

黑河流域下游盆地与周边地区的水力联系是当地生态建设的关键问题。巴丹吉林沙漠与黑河流域下游盆地存在长达180 km的交界线,由于水文地质调查程度低,其地下水的流场不清楚,黑河流域下游天然水均衡账本中存在不确定因素。针对这个问题,在已有水文地质调查基础上,开展了巴丹吉林沙漠区域尺度的水位调查和钻孔勘探,获得461个已知水位点和63个水位约束点,绘制出巴丹吉林沙漠浅层地下水一级近似等水位线图。结果表明:研究区地下水位具有东南高、西北低的特点,水力梯度0.6‰~4.0‰,沙漠东南部地区的湖泊对地下水流场具有扰动作用,但没有改变宏观的地下水流向;第四系松散砂层是巴丹吉林沙漠浅层地下水的主要含水层,根据现有钻孔和物探资料,第四系沉积物在沙漠腹地较厚、边缘较薄,覆盖厚度普遍超过100 m,联通了沙漠和黑河流域下游地区的地下水;巴丹吉林沙漠的地下水补给黑河下游的古日乃湖、额济纳旗平原和拐子湖地区,地下水侧向出境流量为(0.61~1.97)×10⁸ m³·a^-1,其中进入古日乃湖平原的流量达到(0.33~1.06)×10⁸ m³·a^-1。计算结果仍然受到一些不确定因素的影响。     

基于雨洪综合管理的上海临港新城降雨径流水文模拟

针对当前城市严峻的雨洪生态环境问题,在多目标雨洪控制利用的视角下,确定了径流削减、洪涝控制、水质保障、雨水资源化利用的雨洪综合管理体系.基于GIS平台,结合上海市临港新城总体规划愿景,建设研究区雨洪综合管理GIS数据库.在两级集水区层面,对研究区未来的地表径流产流、洪水与内涝淹没、径流污染负荷进行了空间模拟,进而判别出研究区的径流削减重点控制区域、洪水与内涝高危区域、水质保障重点控制区域,并通过雨水资源化利用需求分析,确定了研究区雨水回收利用重点区域的雨水存储设施建设规模.结果表明:1)LEED标准降雨事件下,开发后相比开发前,研究区径流产流总量增加了637 776.87 m3 (23.44％);两级集水区中,径流削减重点控制区域分别占研究区总面积的43.10％、55.05％.2)研究区分别有10.61％、26.98％的用地存在较高的洪水和暴雨内涝风险.3)WQv标准降雨事件下,研究区NHa-N、TP、TSS 3种污染物的总负荷量分别达2.27 t、1.03 t、797.33 t;两级集水区中,水质保障重点控制区域分别占研究区总面积的39.24％、18.52％.本研究可为后续的城市雨洪综合管理提供依据,对城市水资源的可持续发展具有重要意义.     

基于HEC-HMS模型的时间步长对次洪模拟的影响分析

运用HEC-HMS水文模型,初步建立了适用于晋江西溪流域的暴雨洪水模型。在此基础上,采用15 min和60 min两个模拟时间步长,研究模拟时间步长的变化对模拟结果的影响,进而寻求最佳的时间步长和模拟结果。结果表明:时间步长对模拟结果存在一定的影响,当改变时间步长时,需要通过参数的调整,才可得到相似的模拟结果,在其他参数不变的情况下,模拟时间步长减小,蓄量常数(K)呈逐渐增大的趋势。同时,当采用较短的模拟时间步长时,模型的模拟效率得到提高。     

土壤垂直剖面的CO2通量研究

土壤CO2释放通量是全球碳循环的重要流通途径之一,其动态变化直接影响全球C平衡.土壤CO2释放通量在时空上具有很大的变异性.传统研究只关注年、季之间以及水平空间上的土壤通量,对于垂直剖面的CO2通量变化关注较少.土壤释放到大气中的CO2是垂直方向上各个土壤层次共同产生的,因此对其垂直剖面CO2通量研究十分必要.根据近年来国内外最新的研究资料,综合介绍了土壤垂直剖面CO2通量变化以及其影响因素的变化规律,并分析研究中存在的问题.由于土壤垂直剖面的复杂性,对于研究其CO2通量的变化还存在着方法上的困难;使用气体扩散理论计算各层间的通量是否能真正反应自然状态下CO2在土壤中的传输,以及土壤温度、含水量和微生物等因素对通量的影响机理尚不明确.     

基于高精度地形表面模型的城市雨洪情景模拟与应急响应能力评价

在气候变化和城市化背景下,日益频发的暴雨洪涝对城市人员、财产及功能造成了严重的灾害影响,突出表现为城市路网被淹导致的交通与公共服务中断。因此,城市暴雨洪涝灾害的应急管理与风险防范已经成为当前自然灾害研究的热点问题之一。选取受暴雨洪涝灾害影响严重的上海市中心城区(南京东路CBD)为研究区,采用高精度暴雨洪涝数值模拟与GIS空间分析相结合的研究方法,评估了不同降水强度情景和积水深度条件下,城市路网的可通行性与城市关键公共服务部门(医疗和公安)的应急响应能力。研究表明,基于高精度地形表面模型的城市雨洪模拟与应急响应能力评估方法,具有较高的实用性和有效性,可为城市洪灾应对与精细化应急管理提供科学支撑。     

塔木素地区铀成矿作用的计算机模拟

本文以塔木素铀矿床的水文地球化学参数为依据,通过PHREEQC软件的模拟,计算出该地区氧化还原电位的临界值为-26.63mv~59.77mv,同时发现水中铀主要以UO2(CO3)22-和UO2(CO3)34-的形式存在,然后通过简化的铀成矿过程用计算机软件进行模拟,将CH4与H2S的混合气体通入矿床地下水后,发现铀的化合物沉淀作用明显。     

基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型

采用随机模拟方法模拟三角模糊数,把三角模糊数及函数间运算简化为普通的实数之间运算,建立基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型(ARA-SSTFN)。结果说明:以置信区间形式表示的ARA-SSTFN评价结果,比现有常规方法结果提供评价结果可靠性方面更多信息,能反映受多种不确定性因素综合影响的地下水环境系统综合风险评价客观实际情况;ARA-SSTFN在流域水资源、水环境和水旱灾害等有随机性、模糊性和数据资料不精确等多种不确定性因素综合作用的各种资源环境系统综合风险评价问题中有推广应用价值。     

基于MAPGIS的勘探剖面数据库设计与实现

该文介绍勘探剖面数据库设计的整个过程,提出了ACCESS底层库和MAPGIS空间属性文件相结合的二级数据集成与管理模式,并在VC 编程环境下,实现二者间信息的访问与维护。     

基于参数点图的剖面自动连接算法

分析了基于空间语义关系的剖面自动连接算法存在的问题,并对其进行了简化;在此基础上定义了一种可以形象化描述剖面自动连接问题的参数点图,并给出了解决问题的改进算法.基于参数点图得到的算法比原算法更简洁,更智能化,并且具有一定的地质学含义.     

基于MODIS数据的柴达木盆地南缘绿洲土地覆盖动态变化研究

基于遥感和GIS技术手段,利用2000—2009年生长季的MODIS数据对柴达木盆地南缘绿洲进行了土地覆盖分类,得到前期（2000—2004年）和后期（2005—2009年）两期土地分类图以及2000—2009年土地覆盖类型变化趋势图,分析了2000—2009年10 a尺度上该地区土地覆盖类型的面积变化以及空间分布格局。分析得知,柴达木盆地南缘绿洲同时存在两种演化趋势:绿洲化和荒漠化。近10 a来绿洲化的总面积为1 040 km2,占研究区面积的4.58%,主要集中在荒漠化区域与稳定区域之间;荒漠化的总面积为399 km2,占研究区面积的1.76%,其中80%集中在绿洲边缘（4 km以内）,也就是说,绿洲的边缘地区相对于绿洲的其他区域更易于发生荒漠化现象。从整个研究区来看,绿洲化趋势高于荒漠化趋势,其原因可能主要是由于近年来气候变暖,昆仑山上大量冰雪融化,为下游绿洲提供了一定的水资源,但绿洲上游一些地区人类活动的加剧使用了大量的水资源间接地影响了绿洲的演化,使得绿洲边缘水资源缺乏的地区荒漠化加剧。     

基于熵权-TOPSIS法的柴达木盆地地下水富水性评价

柴达木盆地作为一个典型干旱内陆盆地,其蕴藏的地下水是重要的自然资源。建立影响盆地地下水富水性的特征数据库,采用熵权法和TOPSIS结合的4种模型,对柴达木盆地地下水空间富水性分别进行定量评价。评价结果表明,造成柴达木盆地地下水空间富水性差异的主要原因是植被覆盖度(35.35%)、蒸发损失(26.92%)和入渗补给(18.90%)。盆地西北地区为弱富水性,中部地区为较弱富水性,南部和东部富水性较强。4种模型中E TOPSIS 2模型取得了较为合理的评价结果。最后,将评价得分和140个单井涌水量进行了拟合,建立了基于E TOPSIS 2得分的盆地单井涌水量预测模型。研究结果可对柴达木盆地地下水资源的开发和保护提供一定借鉴意义。     

基于DEM的沟谷网络节点水流累积量研究

以陕西省境内黄土高原丘陵沟壑区绥德县韭园沟、延川和宜君三个典型地貌区作为实验样区,基于栅格数字高程模型(Digital Elevation Mode,DEM)沟谷网络自动提取技术以及沟谷网络节点及其自动提取技术,得到了各样区沟谷网络节点,从地貌形态学,沟谷成因学以及水文学原理出发,对不同级别沟谷网络节点水流累积属性进行了深入分析,结合数理统计方法获得了同一沟谷系统不同分辨率沟谷网络节点水流累积量均值分级统计规律,不同地貌类型样区沟谷系统相同分辨率节点水流累积量均值分级统计规律。该数理统计结论能够有效解释黄土高原丘陵沟壑区各级沟谷系统的形成机理及其空间分异规律,同时能够合理地说明沟谷系统发育与地表侵蚀、切割强度之间的相互关系。因此,本研究对整个黄土高原丘陵沟壑区地表形态的研究具有重要的参考意义。     

粘土矿物的提取、鉴定及其古气候意义——以柴达木盆地怀头他拉剖面为例

沉积物中粘土矿物类型主要有自生粘土矿物和碎屑粘土矿物。其中,自生粘土矿物含量较少,是在沉积环境中形成,可能是沉积再循环或成岩作用的产物,可作为沉积环境某方面的指示标志;而碎屑粘土矿物是母岩风化的产物,受沉积环境影响较小,能够有效示踪物源区化学风化过程,进而反映古气候变化。近年来利用碎屑粘土矿物特征来重建物源区古气候的方法得到了广泛的应用。然而,由于粘土矿物主要存在于<2 μm硅酸盐粘粒中,粘土矿物的提取、鉴定比较困难,且自生粘土矿物易受沉积环境等的影响。因此,在利用粘土矿物重建古气候变化时,需慎重选择粘土矿物的提取方法,并考虑物源和沉积环境变化以及成岩作用等对粘土矿物解释的影响。本文以柴达木盆地东北缘怀头他拉剖面硅酸盐粘土矿物的提取、鉴定及其古环境指示意义为例,介绍粘土矿物的提取及应用,为后期粘土矿物研究提供参考。     

一种基于TIN的地形剖面线生成算法

在目前已有基于规则格网(Grid)生成地形剖面线的基础上，提出了一种适用于不规则三角网(TIN)的剖面线生成算法。该算法充分利用TIN中各三角形间存在的拓扑关系，实现了与剖面线相交三角形的快速搜索，大大提高了算法的执行效率。由于地形简化后的TIN仍保留三角形间的拓扑关系，该剖面线生成算法还适用于多分辨率的海量TIN数据。     

基于MODIS NDVI时序数列的柴达木盆地土地覆盖分类研究

以2003年柴达木盆地的MODIS卫星遥感影像为基础数据,结合野外实地考察资料,综合分析了2003年柴达木盆地的植被指数时间变化与空间分布特征,提取了该年度该区域各主要土地覆盖类型NDVI的时序数列曲线,采用NDVI时序数列变化曲线形状匹配方法对柴达木盆地进行了土地覆盖类型分类.在此基础上使用了将以月为单位的变化曲线转换为十二维空间中的单位向量,比较向量夹角以决定其相似度的先进算法,取得了良好的分类效果,获得了2003年柴达木盆地比较精确的土地覆盖分类图.提出了利用MODIS卫星遥感影像进行土地覆盖分类的新方法.     

柴达木盆地植被覆盖度的分析与模拟——空间自相关方法的运用(英文)

Relationship between vegetation and environmental factors has always been a major topic in ecology, but it has also been an important way to reveal vegetation’s dynamic response to and feedback effects on climate change. For the special geographical location and climatic characteristics of the Qaidam Basin, with the support of traditional and remote sensing data, in this paper a vegetation coverage model was established. The quantitative prediction of vegetation coverage by five environmental factors was initially realized through multiple stepwise regression (MSR) models. However, there is significant multicollinearity among these five environmental factors, which reduces the performance of the MSR model. Then through the introduction of the Moran Index, an indicator that reflects the spatial auto-correlation of vegetation distribution, only two variables of average annual rainfall and local Moran Index were used in the final establishment of the vegetation coverage model. The results show that there is significant spatial autocorrelation in the distribution of vegetation. The role of spatial autocorrelation in the establishment of vegetation coverage model has not only improved the model fitting R2 from 0.608 to 0.656, but also removed the multicollinearity among independents.     

基于雨洪安全格局的城市低影响开发模式研究

城市调蓄用地总量减少、泄洪网络被建设用地割裂、汇流用地与建设用地重叠等是造成城市内涝灾害的主要原因。本文尝试在产流源头、产流途径以及汇流地三个层面,充分利用原有自然雨洪调蓄系统,建立能够消纳极端暴雨水的城市低影响开发模式,以长沙市苏圫垸为例,基于地形数据、水文气象数据,运用ArcGIS空间分析和SCS水文模型,模拟极端降雨的雨洪淹没区和雨洪廊道,并建立雨洪安全格局。根据年径流总量控制率85%的海绵城市建设目标,结合模型模拟确定苏圫垸低影响开发设施位置及规模,即开发后应保留雨洪斑块面积228.2 hm²,控制水量107.5万m³,雨洪廊道面积51.5 hm²,控制水量10.1万m³。可为探索基于极端气候下内涝防控的海绵城市建设新模式提供参考。     

基于语义和剖面特征匹配的地形粗糙度模型评价

针对地形粗糙度模型种类繁多、概念相近和模型混杂,以及难于针对具体研究样区恰当选取等问题,提出一种基于语义规则判别和剖面特征匹配的粗糙度模型评价算法.通过对面积比率模型、矢量粗糙度模型、表面粗糙度因子、基于标准差计算的统计模型等四类八种常用地形粗糙度模型的测试表明,该算法对粗糙度剖面的转折特征和局部地形变异特征敏感,能够...