潜在腾发量的随机过程特性探讨—— 一个实例研究

利用中国科学院禹城试验站的系列气象观测资料计算了逐日潜在腾发量(ETP).将日潜在腾发量系列分解为均值项和随机项两个部分,利用标准差对随机项进行了标准化处理.而后着重研究了标准化以后的随机序列的随机过程特征.首先,建立了该系列的离散的时间序列模型,然后在此基础上建立了相应的连续参数的随机模型,取得了该序列的理论概率分布密度和稳态概率分布密度,并得到了观测结果的验证,同时,还得到了该序列的自相关函数和谱密度函数的解析表达式,从而比较全面地分析了腾发量系列的随机过程特性.     

土性指标概率分布模型的研究

建立了太原粉质粘土压缩模量的Ｂｅｔａ分布数学模型,并进行了统计检验。     

基于Copula函数的组合变量联合概率分布研究及应用

基于Copula函数原理,利用武江流域实测水文资料,以广义GDP为洪峰洪量边缘分布,构建了流域组合变量Copula概率分布模型,分析了洪峰与洪量、洪量与洪水历时、洪峰与洪水历时的联合概率分布,绘制各种变量组合下的联合分布图及重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪水单变量设计值与多维联合设计值的区别。结果表明:广义GDP分布能很好的描述洪峰、洪量边缘分布,而基于广义GDP分布和指数分布构建的两变量Copula联合概率分布模型不限定变量的边缘分布,对各种类型的水文变量联合分布拟合效果较好;能全面反映洪水各特征属性不同等级下的联合发生频率,对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布模型描述洪峰流量、洪量、洪水历时等特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险。     

土体抗剪强度指标的概率分布类型研究

土的抗剪强度指标概率分布的类型,影响着风险评价和可靠度分析的结果。通过收集整理的多个水利工程中丰富的长序列的抗剪强度试验资料,在此基础上利用K-S法对土体抗剪强度指标的概率分布类型进行了统计分析,发现一般情况下抗剪强度指标均可以接受正态分布和对数正态分布,而选择对数正态分布能够避免出现物理量为负的现象,在许多情况下这样处理更为合理、简便。     

长江干流颗粒有机碳及其同位素组成的季节性输送特征

2007年夏季和冬季对长江干流悬浮物进行了季节性采样,系统分析了悬浮物颗粒有机碳含量及稳定碳同位素的组成,研究了其空间分布以及季节变化特征。结果显示,长江干流夏季颗粒有机碳含量在0．4％～1．3％,冬季含量在0．7%-2．2％。冬季和夏季颗粒有机碳平均δ^13C值分别为-24．74‰和～24．83‰,季节性差异不大,在...     

大直径反循环潜孔锤的密封方法与试验研究

可靠的密封结构是大直径反循环潜孔锤能够实现反循环钻进工艺的关键,同时也是大直径反循环潜孔锤设计的难点。现有的大直径反循环潜孔锤都是基于孔底钻具本体进行密封结构设计的。提出了一种孔底与孔口联合密封的方法,以该密封方法为设计原则研制了扩孔用φ710/311 mm集束式反循环潜孔锤与孔口密封装置,并配套φ127/70 mm双壁钻具进行了现场试验,取得了较好的连续反循环排渣效果,平均机械钻速为2.1 m/h,与常规牙轮钻头扩孔方法相比提高了2.6倍。试验结果表明孔底与孔口联合密封方法是可行的,值得进一步推广应用。     

基于综合水质标识指数法的新疆喀什地区水体污染季节性变化特征研究

结合综合水质标识指数方法对新疆喀什地区水体的季节污染特征进行识别。结果表明:在6-9月,喀什地区河流由于水量较为充沛,水质总体在II类-III类水质之间变幅,枯水月份由于水量的减少,水质总体呈现递减变化,在III类～IV水之间变化,喀什地区主要河流的pH指标值在6. 34～7. 23之间,对于水体生物具有较好的适宜性。河流污染主要来自于点源排放,氨氮污染指数沿程呈现明显的递增变化。     

控导浅层急流的潜没式三角翼体特性研究

宽浅陡槽水流试验研究表明,浅层急流的阻力大、稳定性差。当陡槽(B/h<40,h_k>1.04 m)末端水流呈"马鞍型"动量横向分布时,水流具有较强的稳定性;而当陡槽(B/h>40,hk<1.04 m)末端水流呈"椭圆型"动量横向分布时,就缺乏抗干扰能力,导致下游形成平面涡旋并挤压水跃。基于"介入式"方法,提出了采用潜没式三角翼体来调控浅层急流。利用三角翼对两翼底层水流产生的扰动产生两翼优势流,从而使水体能够抑制边界微小扰动的"多米诺骨牌"累加递增效应,提高了水流整体稳定性,改善了下游水流的衔接消能,效果良好。在此基础上,对三角翼体调控水流动量分布的机理进行了分析,探讨了三角翼体型设计原则及量纲一体型因子k的确定方法。     

孟氏螺蛳壳体氧同位素组成记录的季节性温度变化

软体动物壳体的碳酸盐氧同位素组成与周围水体环境密切相关,是重建古气候的重要载体。孟氏螺蛳个体较大,是滇中地区特有的螺蛳属,在滇中地区第四纪湖岸阶地广泛分布,然而其壳体的氧同位素能否用于重建区域季节性气候信号仍不清晰。本研究通过收集杞麓湖的现生孟氏螺蛳壳体,沿着壳体螺旋生长方向连续取样(选取两个壳体,分别采集45个和46个样),测试其壳体的碳酸盐δ¹⁸O值,分析并讨论了壳体δ¹⁸O与湖水温度和湖水δ¹⁸O_w的耦合关系,研究结果表明,1)孟氏螺蛳壳体内部沿生长方向的氧同位素具有显著的季节性的波动特征;2)壳体碳酸盐氧同位素符合平衡沉降条件下的氧同位素分馏特征,其δ¹⁸O值与湖泊温度和湖水δ¹⁸O_w密切相关;3)杞麓湖现代孟氏螺蛳壳体δ¹⁸O值的波动主要受温度的季节性变化控制,在具有湖水δ¹⁸O_w值的情况下,壳体δ¹⁸O值可靠记录了区域季节性湖水温度变化,其中基于夏季湖水δ¹⁸O_w值重建的温度与区域大气温度更为吻合。

     

东海冷涡中心位置及季节性变化的初步研究

使用1958—2001年SODA温度场资料,较为系统地对东海冷涡附近海域具代表性剖面温度场进行逐月分析,对冷涡中心提取方法进行了总结完善。结果表明,35 m深处冷涡44年的平均中心位于(32.0°N,125.7°E);冷涡的中心位置存在较显著的季节性变化:经向变化方面,由夏季、秋季至冬季,冷涡中心位置自北向南逐渐移动;从冬季、春季至夏季自南向北移动。纬向变化方面,冬季冷涡中心明显偏西,其他季节冷涡中心偏东且中心经度变化不大。以上变化主要是由冷涡周边流场的季节性变化引起的。冷涡中心在冬末春初和秋初表现不明显,这应是由环流场季节性转换导致。     

径流的趋势分析和概率预测

对永定河流域的官厅水库和汾河流域的汾河水库1950年以来水库入流的趋势变化进行了研究,并对引起这一变化的气象因子和人类活动影响因素作了分析。研究结果表明,降水的多年波动在一段时期可能出现的趋势变化以及流域内农业、林业和城市用水的逐年增长是影响径流趋势变化的主要因素。根据历史资料和今后人类活动的可能情况,对未来水平年的径流变化进行了概率预测。     

山东半岛2000～2014年蒸散发时空分异特征

蒸散发的时空格局分析对于合理利用水资源、水资源短缺问题的解决以及旱涝灾害预警和监测具有重要意义。基于山东半岛区域气象资料、MOD16遥感影像数据集及GIS背景信息,分析了山东半岛20002014年地表蒸散量的时空变化特征及趋势,并在年时间尺度上通过基于像元的相关分析法分析了蒸散量与降水和气温的相关性。研究结果表明:在研究时段内平均蒸散量年际波动较大,波动范围为397.9479.8mm,多年蒸散平均值为440.78mm;其中2003年和2008年蒸散量最大,分别超出平均值77.3mm和81.9mm。除水体、滨海湿地外,ET年平均值有明显的由东南向西北递减的特征,降水量和地表植被覆盖度的差异是其空间变异的主要因素。蒸散量与气象因素的相关分析表明,年平均降水量与蒸散量变化呈现明显的正相关关系（0.663）,温度与蒸散量呈显著负相关关系（-0.143）,NDVI与蒸散量相关性较弱（0.33）。     

松花江流域年降水和四季降水变化特征分析

利用松花江流域35个气象站1960~2010年的降水资料,采用协克里格插值法、线性倾向估计方法以及M-K秩次相关法等,分析了流域年降水和四季降水的时空变化特征。结果表明:(1)流域年降水由东部向西部递减,51年来流域大部分地区年降水呈不显著减少趋势。(2)流域春季降水呈不显著增加趋势,夏季呈不显著减少趋势,秋季呈不显著减少趋势,冬季降水呈显著增加趋势。(3)流域四季降水在二松源头地区一带较大,流域西部地区降水较少,松花江中下游两侧地区居中。(4)春季,流域大部分地区降水增加,但不显著。夏季,大部分地区降水减少,但不显著。秋季,全流域降水呈不显著减少趋势。冬季,全流域呈增加趋势,且绝大部分地区显著增加。(5)嫩江流域、松花江流域年降水-径流关系发生显著变化的时间是1974年、1980年和1999年。     

The Distribution and Seasonal Variation of Dissolved Trace Metals in Florida Bay and Adjacent Waters

Florida Bay is a shallow carbonate estuary in South Florida. It receives fresh waters from the Everglades that contribute a number of metals to the Bay. The Bay is the largest estuary in Florida with nearly pristine conditions. In this paper we report the first extensive studies of trace metals in the Bay. The seasonal distributions of trace metals (Sc, V, Cr, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni and Al) were determined on surface waters in Florida Bay and adjacent waters. The measurements in the Bay were made from May 2000 to May 2001, and the adjacent waters were sampled in September 2000 and May 2002. Most of the dissolved trace metals exhibited their maximum concentrations in summer, except Al and Pb that did not show any seasonal variability. The seasonal variations of the metals are related to the influx of fresh water from rainfall. The lowest concentrations are found during the dry season in the winter and the highest during the wet season in the summer. Several metals (V, Mn, Al, Sc, Fe, Co, Ni and Cr) exhibited their highest concentrations in the western zone of the Bay. These waters from agricultural areas are influenced by Gulf of Mexico waters, which carry metals coming from Barron, Broad and Shark rivers into the Bay. The Shark River always exhibited high concentrations of V, Mn, Al, Sc, Co and Cr. Other possible influences in the western and north-central zone of the Bay are from Flamingo Center, the creeks of Taylor Slough and the mangrove fringe of the Everglades. High concentrations of Al, Co, Ni, Cr, Cu, Fe, and Pb were detected in the eastern zone. The high values found in the northeast are influenced by Taylor Slough runoff and in the southeast by Key Largo, Tavernier Marina and the drainage from the main highway (US1) on Tavernier Key. The minimum concentrations for most of the metals were found in areas near the Key channels that exchange waters between Florida Bay and the Atlantic Ocean (Gulf Stream). The adjacent waters in the Atlantic side including the Gulf Stream waters showed very low concentrations for all the metals studied except for V. In the Bay correlations of V were found: (1) V with salinity and Al and (2) Sc with Si. Most of the other metals did not show any strong correlations with nutrients or salinity. Florida Bay is thus not a typical estuary due to the unique structure of its mud banks and multiple inputs of metals from the mangrove fringe in the north.     

西北地区空中水汽时空分布及变化趋势分析

使用NCEP/NCAR1958%D2000年再分析格点资料,分析了西北地区空中水汽和水汽输送的时空分布特征和变化趋势.结果表明:1)西北地区空中水汽地域分布主要集中在西北地区东部和西部的天山北部以及塔里木河流域盆地,而西北地区中部水汽含量较少,尤以青海的西部和北部为最;2)西北地区空中水汽主要来自印度洋孟加拉湾、南海以及阿拉伯海的水汽输送,北面还有一支来自西伯利亚和蒙古方向的水汽输送;3)西北地区空中水汽含量自50年代末至80年代中期呈明显下降趋势,而从80年代后期开始水汽又呈波动上升趋势.水汽增加地区主要在新疆北部沿河西走廊至甘肃中部祁连山区中段以及南疆盆地西部,而其它地区近年来水汽明显减少,其中减少幅度最大的地方位于西北中部的甘肃、青海、新疆交界处以及东部的陕西省;4)从空中水汽年代际变化趋势看,60～70年代西北大部分地区呈现减少趋势,而80～90年代全区普遍呈现增多趋势,以西北地区西部水汽增多趋势最为明显.最后讨论了影响西北地区水汽分布及输送的气候动力因子.     

贵阳市大气总悬浮颗粒物（TSP）中水溶性无机离子的化学特性及季节变化特征

2005年1月到12月,在贵阳市区采集TSP样品,分析了其主要水溶性无机离子的化学性质及其季节变化规律。结果显示,TSP浓度年均值为106.60μg／m^3;各离子摩尔浓度的大小顺序为：SO4^2-＞NH4^＋＞Ca^2＋＞NO3^-＞K^＋＞Na^＋＞C^-＞Mg^2＋＞F^-。TSP及其组分存在明显的季节变化,TSP、Cl^-、SO4^2-、NO3^-、NH4^＋、K^＋、Na^＋、Ca^＋和Mg^2＋浓度的冬／夏比值分别为1.29、5.23、1.35、2.37、1.73、1.22、1.84、1.23和1.02。影响TSP、Ca^2＋、Mg^2＋和F^＋的气象参数主要是相对湿度和风速,影响SO4^2-、NO3^-、NH4^＋,和Cl^-的是温度。TSP大多呈微酸性,可能是高含量的SO4^2-所致。NH4^＋与SO4^2-的相关性最好（R为0.85）,NH^＋与SO4^2-的摩尔比值为0.8,说明NH4^＋主要以（NH4）2SO4的形式存在。     

黄土高原区地形与植被分布规律对滑坡发生概率的影响

黄土高原区自然斜坡的地形与植被条件对滑坡的发生有一定的促进和抑制作用。通过将研究区划分为31 418个自然斜坡单元,利用ArcGIS区域统计功能提取斜坡单元的地形和植被参数,分析研究区斜坡的坡体形态和植被空间分布规律。依据区内292处滑坡调查点的资料,统计分析不同坡体形态下的滑坡发生概率。分析结果表明,研究区正向类的凸型和直线型斜坡发生滑坡的概率明显高于负向类的凹型和阶梯型边坡;随着斜坡坡度和坡高增大,发生滑坡的概率增大;阳坡发生滑坡的概率明显高于其他坡向的边坡;随着NDVI增大,滑坡发生概率显著降低。     

岩石颗粒边界缺陷分布的概率模型

本文应用概率理论，研究了颗粒结构材料初始边界缺陷的分布问题，提出了一个概率模型，认为材料中的初始边界缺陷不会全部都是孤立地分布，总会有二个、三个或更多个基本边界缺陷相连在一起组成缺陷族的情况，缺陷簇的个数的数学期望值相对于其尺度符合指数衰减强度，衰减指数与缺陷发生的概率及边界网络的相似维数有关。推导得出了颗粒结构材料的拉伸强度与试样尺度、颗粒尺度及缺陷发生概率之间的关系，从理论上论证了材料强度的尺     

三江源区蒸散量的时空分布特征

三江源地区位于青海南部,是中国三大主要河流长江、黄河和澜沧江的源头汇水区,是中国海拔最高的天然湿地和面积最大的自然保护区。三江源地区生态环境脆弱,评估地下水蒸散量对该地区水循环和水资源量评价有重要作用,对生态环境保护也具有一定意义。基于中等分辨率的MODIS数据,利用表面能量平衡系统对三江源地区2001—2017年的区域蒸散量进行估算,并采用Sen+Mann-Kendall法分析其连续时间序列内的时空变化趋势,讨论其影响因素。结果表明:研究区蒸散量从2001年到2017年总体呈增长趋势;三个源区多年年平均蒸散量值表现为澜沧江源>黄河源>长江源的变化规律;三江源区超过62.62%的地区蒸散量变化呈显著增长趋势,轻微显著增长地区占28.03%,显著减小地区占比极少;蒸散量的变化主要受气候影响,与气温、降水量呈明显正相关关系,其确定系数分别为0.80、0.89;蒸散量与植被指数及土壤湿度也均呈明显正相关关系。