兰州新区浅层地温能赋存条件及土壤源热泵系统适宜性分析

浅层地温能的开发利用有助于优化区域能源结构、节约常规化石能源、减少CO₂排放。为掌握兰州新区浅层地温能的适宜性特点,对该类资源的开发规划和政府决策提供科学依据,以兰州新区建成区和规划区为研究对象,在分析区内浅层地温能赋存条件的基础上,依据掌握的多年实际勘查资料和测试数据,通过综合运用改进的层次分析法、综合指数法,对兰州新区440 km²的区域进行了土壤源热泵系统适宜性评价分析。结果表明：（1） 兰州新区拥有较为优异的浅层地温能赋存条件,区内地层结构简单且分布稳定,岩土体综合热导率、比热容、地温梯度均较高,十分有利于土壤源热泵系统的应用;而受到含水层富水性弱、水质差等因素的影响,地下水源热泵系统适宜性差。（2） 基于层次分析法建立的适宜性评价模型共划分3个属性准则和7个要素指标,采用指数标度分别构建了各层次的判断矩阵,并全部高精度通过一致性检验,同时优化了各要素参数的无量纲化方法,构建的评价模型更符合实际。（3） 研究区内对于土壤源热泵适宜性影响较大的要素主要是平均热导率和地温梯度。评价显示兰州新区土壤源热泵系统适宜、较适宜区总面积359.46 km²,占评价区总面积的81.70%,主要分布于秦王川盆地平原区,其余丘陵山区地带不适宜土壤源热泵系统的建设。评价结果对兰州新区乃至其他地质条件类似地区土壤源热泵系统的开发利用规划具有指导意义。     

空间信息技术支持下的沿海风能资源评价

沿海地区是我国重要的风能资源区,由于近地面风场具有很强的时空变异性,给风能资源定量评价带来了很大困难.空间信息技术的发展为我们提供了新的视角和手段,近年来,利用星载合成孔径雷达(SAR)进行沿海风场信息遥感反演已从试验逐步走向成熟,它以布拉格原理为依据,建立合成孔径雷达后向散射系数与海面风场之间的关系,反演风速、风向等关键参数,并进而对研究区风能资源进行准确的定量评价.本文回顾了本领域国内外研究进展,重点阐述了风场要素反演的基本方法和校验手段,探讨了目前存在的一些问题和改进方法,并对本方法在我国的应用前景作了展望.     

青海西部黄瓜梁地区风能资源的观测与评估

 塔的观测资料,计算了风速、平均风功率密度等参数,利用风能评估方法分析了风能参数、风向频率的变化规律及其特征。结果表明,观测年度10～100 m年平均风速和年平均风功率密度分别在4.0～5.2 m·s-1、83.5～200.2 W·m-2之间,且随高度的升高而增大。测风塔各高度3～25 m·s-1风速的时数在4 560～5 316 h之间,最多风向为偏西北风、次多风向为偏东北风。风能密度主要集中在W—NNW和NNE—NE扇区,累积频率分别达60%和29%。观测年50 m高度风速距平百分率偏小（-5.15%）,长年代校正的年平均风功率密度值为192.3 W·m-2,达到了1级（＜200 W·m-2）并网型风力发电的风电场等级标准,指示这个区域的风能资源比较丰富。     

广东省风能资源分布的数值模拟

以风能资源数值模拟评估系统（WERAS）为基础,对其中的MM5模式模拟方案进行改进（即利用格点分析张弛逼近的方法完成3 h间隔的地面观测资料的四维同化处理,以减小原WERAS系统的模拟误差）,对广东省2009-06-01―2010-05-31的逐时风能资源进行高时空分辨率的数值模拟评估。模拟结果表明：广东省风能资源较丰富的地方主要分布在沿海地区和粤北、粤西海拔较高的山区,70 m高度上年平均风速达到6.0 m/s以上,年平均风功率密度达到300 W/m2以上;冬半年的风能资源优于夏半年;风能主要由出现频率相对较低的大风速过程产生。模拟结果所揭示的广东省风能资源时空分布特征与本地的气候特征和地形地表特征相符合,70 m高度风速模拟误差在10%左右,风功率密度模拟误差在30%左右。     

环青海湖风能资源的评估——以沙珠玉为例

基于2009-06-2010-05环青海湖沙珠玉测风塔的观测资料,计算了风速、平均风功率密度等参数,利用风能评估方法分析了风能参数、风向频率的变化规律及其特征.结果表明:观测年度10～70 m年平均风速和年平均风功率密度分别在4.4～5.7 m/s 138.4～285.1 W/m2间,且随高度的升高而增大.测风塔各高度3～25m/s风速的时数在5 090～6 045 h间,最多风向为偏东南风,次多风向为偏西北风.风能密度主要集中在NNW-NW扇区,累积频率达53%.观测年50 m高度风速距平百分率偏小(-15.17%),长年代校正的年平均风功率密度值为397.2 W/m2,达到了3级(>300 W/m2)并网型风力发电的风电场等级标准,指示这个区域的风能资源比较丰富.     

土壤—植物—大气系统水分运行的界面过程研究

本文从水文循环的微观角度出发，针对大田土壤－大气系统中的水分运行与转化，研究了ＳＰＡＣ各界面上水分与能量的交换过程，旨在通过各界面上水分运行与生态环境因子相互作用关系，探索各界面水分、能量通量的计算与人工调控的可能途径，为农业节水提供理论依据。     

基于MM5模拟试验的新疆风能资源统计订正初探

 应用MM5模式以及1°×1°的NCEP再分析资料,对新疆风能资源“代表年”进行了3 km×3 km分辨率的模拟试验,同时将10 m高度的模拟值与气象站10 m高度的实测值进行了对比。结果表明：(1)模式能较真实反映年、月平均风速大小的空间分布特征,但存在一定的系统性偏差,且偏差的大小具有明显的月际变化特征与地域性变化特征。平均来说,夏半年的偏差幅度小于冬半年,大风区的偏差幅度明显小于非大风区,达坂城-小草湖风区、哈密东南部风区、三塘湖-淖毛湖风区的模拟偏差最小。(2)对各风区逐小时平均风速模拟值进行线性回归订正,虽能有效减小有些风区模拟与实测值间的风速偏差,但对有效风速小时数的订正效果极其有限,订正后的偏差仍具有随机性。（3）以月为单位,通过对逐小时平均风速模拟值立方的回归订正可有效减小年平均风功率密度的模拟误差,同时模式中逐小时的空气密度可直接以观测点的月平均空气密度取而代之。该试验不仅对近期新疆已经完成的风能资源详查与综合评价中有关中尺度模式参数化方案的最优组合选择和水平分辨率的调整具有现实意义,而且也为如何提高风电功率短期预报的精准性提供了研究素材。     

中国湿地土壤分类系统的初步探讨

在对湿地土壤分类研究进展分析的基础上,按照湿地土壤的独特规律,参考中国第二次土壤普查的分类标准、美国土壤分类标准和中国最新的土壤系统分类的标准,对中国湿地土壤类型进行了重新划分。根据成土过程、人类活动、有机物的含量、土壤化学物质含量、地貌条件等因素,将中国湿地土壤划分为土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系6个级别。对中国湿地土壤分类的研究,有利于湿地科学研究中对土壤的认识有统一的标准,同时对土壤分类学也具有重要意义。     

土壤中氟的淋溶研究

本文对8种土壤进行了氟的淋溶试验研究,表明不同的土壤氟的淋溶程度各不相同,氟的淋溶浓度的变化曲线也不一致。在此基础上分析了影响氟淋溶作用的因素,并讨论了淋溶出来的氟对人类健康的潜在威胁。     

土壤风蚀中有关土壤性质因子的研究历史与动向

国外土壤风蚀中有关土壤性质因子的研究历史可分为四个阶段：第一,定性描述阶段;第二,定量实验研究阶段;第三,运用综合因子建立和完善“通用风蚀方程式”阶段;第四,土壤风蚀土壤亚模型和预测系统的建立和动态研究阶段。国内对土壤风蚀的研究起步较晚,对于不同土类的土壤物理化学性质对风蚀的影响尚没有作深入研究。其历史大致可分为二个阶段：第一,野外观测研究;第二,风蚀的半定量实验研究。目前正由半定量向定量化、标准化、国际化以及动态研究方向发展。     

路域土壤植物系统重金属污染研究综述

道路建设、交通活动向周围环境排放重金属污染物,引起路域土壤重金属污染和植物体内重金属含量升高.这些污染物还可能通过食物链对动物及人类造成影响,对区域生态安全构成威胁.本文综述了路域土壤重金属含量随与路缘距离和土层深度增加的变化规律,路域土壤重金属空间分布的影响因素以及路域土壤重金属的赋存形态.从4方面论述了路域植物重金属污染的研究:(1)路域植物吸收重金属的途径;(2)植物体内重金属含量与距离路缘的关系;(3)路域不同植物种的重金属含量差异;(4)同种植物不同器官中的重金属含量的差异.     

土壤区划类型的参比与属地化研究

文章以详细的1981年土壤分区资料为基础,将以发生分类(GSCC)为基础的土壤类型名称分别参比成中国土壤系统分类(CST)名称和美国土壤系统分类(ST)名称。同时利用G IS空间分析技术,确定了中国8个土壤大区在地级市(盟)和各县、区、旗(市)的行政归属,并以江南低山丘陵和台湾北部地区为例,探讨了二级分区的行政归属。     

森林凋落物-土壤动物-土壤系统中营养元素含量关系及分异

根据对吉林省左家自然保护区同一坡面上不同地形部位的凋落物、土壤动物及土壤中N、P、K、Ca、Mg、Fe 6种营养元素含量实测数据,研究了凋落物、土壤动物体内和土壤中的营养元素差异以及坡面上营养元素的纵向分异。结果表明,在较缓的丘陵坡面上,6种营养元素的纵向分异并不十分显著。土壤动物体内N、P、Ca含量明显高于凋落物和土壤,土壤中K、Mg、Fe元素含量则高于土壤动物和凋落物。坡面中部凋落物、土壤动物及土壤中N元素含量高于坡面两端,土壤中的P、K元素含量在坡体上部出现最大值,Mg、P元素纵向分布呈线性分布规律,Ca元素分布波动幅度较大,且呈非线性规律。凋落物、土壤动物和土壤中元素含量线性关系较强。凋落物和土壤动物体内元素的变异对土壤中元素含量变化的贡献率较大。     

黄土高原西部土壤蒸发实验研究

对兰州南北两山绿化区内的土壤蒸发状况,进行比较系统的试验研究。试验采用扰动土土柱内储存水分和人工模拟降雨的方法,对不覆盖/覆玉米秸秆/覆卵石三种处理的土壤蒸发情况进行了分析研究。结果表明,覆盖可有效地抑制土壤蒸发;不覆盖处理的土壤蒸发与土壤水分呈正相关,土壤水分越大,土壤表层保持湿润时间越长,蒸发量越大。在33 d的试验观测期内,三种处理的蒸发动态不同,覆盖处理的土壤蒸发过程没有集中的蒸发高峰期,而不覆盖处理的土壤蒸发过程主要集中在前10 d。土壤累计蒸发量与蒸发时间的回归分析说明,同一时间内各处理的累计蒸发量存在显著差异。     

土壤碳库研究中土壤数据从矢量到栅格的等精度转换

矢量数据转换成栅格数据是多数区域土壤碳库研究中数据准备的关键步骤。本研究以太湖地区1：5万、1：50万、1：400万3个比例尺土壤矢量数据库为基础,分别转成不同分辨率的栅格数据;基于不同比例尺和栅格分辨率数据,研究水稻土表层（0～20cm）的土壤类型数量、面积、有机碳储量以及有机碳密度变化,并以矢量数据获得的这4个指标为基准,用相对变异百分数（VIV）来判别不同栅格数据与其对应比例尺土壤矢量数据之间的精度差异。结果表明,在4个指标的｜VIV｜〈1％前提下,3个比例尺矢量数据分别转换成0．2km×0．2km、1km×1km、9km×9km的栅格数据,既保证数据转换过程中精度要求,又避免了数据冗余。土壤数据比例尺与栅格分辨率等精度转换对应关系可描述为y=0．0225x—0．01233（R2=0．999）,对区域土壤碳循环研究具有重要参考价值。     

云城盆地土壤的研究

云城为宽谷岩溶盆地，底部为峰林所点缀，酸性红色石灰土分布于丘陵地带，宽谷是以冲积物为母质发育而成的水稻土区。为提高土地生产力，应采取有效措施进行土壤改良。     

白洋淀地区土壤—植物系统中污染物含量与变化规律研究

本文调查了华北白洋淀地区典型污灌农田土壤中污染物含量及其在土壤－植物系统中分布和累积状况。结果表明，污灌区土壤中某些重金属含量有一定的累积趋势。     

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.     

长江源区五道梁的土壤热状况研究

活动层土壤热状况是寒区陆面物理过程研究的重要内容之一。利用五道梁能量收支观测站1993年9月～2000年12月份实测辐射及土壤热通量资料结合五道梁气象站1961-2010时段的气象资料分析了近50 a来该地区活动层土壤的热状况。结果表明：五道梁地区土壤热通量有显著的年际、年代际变化;20世纪60～80年代,土壤热通量小于0.0 W/m²,活动层土壤以放热为主,自90年代以来,土壤热通量大于0.0 W/m²,活动层土壤以吸热为主。过去50 a中该地土壤热通量呈现增大趋势,平均每10 a土壤热通量增大0.31 W/m²。土壤热通量随净辐射的增大而增大。土壤热平衡系数的变化特点与土壤热通量的变化特点一致。60～80年代,活动层土壤热平衡系数<1,该地区冻土相对比较稳定,而自90年代以来此间土壤热平衡系数<1,表明该地多年冻土呈现出退化迹象。活动层土壤热平衡系数可表示为气温、地表温度及水汽压的函数。