河西走廊沙尘暴及其影响因子的多尺度研究

沙尘暴活跃期具有周期性,这与影响因子的周期变化有关,尝试利用具有多时间尺度和多分辨率特性的小波分析技术对其进行研究。利用Morlet小波对甘肃河西走廊18个气象站多年平均的沙尘暴日数进行分析,发现沙尘暴变化的时间序列具有多尺度振荡的特点,存在7 a、13 a、以及23 a左右的特征时间尺度（周期变化）。通过对大风日数、干旱指数、降水、气温等沙尘暴的影响因子分析,表明沙尘暴的活跃度与大气环流的年际变化和突变有关,特别是与大风日数在时间尺度和主周期等方面具有明显的一致性,7 a左右的年际变化是它们的主周期;干旱指数、降水和气温具有同步的时间序列,13～25 a的年代际变化是它们的主周期,因此,它们对沙尘暴的影响主要体现在大时间尺度上。     

黑河中游花棒的开花特性与繁育系统研究

2009年5—10月在黑河流域中游定位观测了花棒的开花特性,运用人工授粉和套袋试验等方法测定了花棒的繁育系统。结果表明,花棒单朵花的花期为2～5 d。花粉属“非淀粉型”,寿命4～8 h。访花者有10余种,以膜翅目昆虫为主。授粉实验结果显示其不存在无融合生殖,自交亲和,自然条件下,虫媒在传粉过程中起决定性的作用,表明花棒的繁育系统为混合交配系统。     

组合生物技术处理制药废水及其生物相

为有效治理化学制药废水和生物制药废水,采用水解酸化-活性污泥[-曝气生物滤池组合工艺对制药废水进行室内模拟生物处理研究。结果表明：该工艺对出水COD、BOD₅的去除率均大于90%,已达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）二级标准。对生物相的显微镜观察分析表明,污泥絮体和生物膜生长良好,并出现变形虫、轮虫和漫游虫等原生和后生动物。对各构筑物中的细菌进行分离纯化,同时应用BIOLOG细菌鉴定系统进行鉴定,分别得到8株、3株、6株可培养的细菌。     

数字图像技术在岩石细观力学研究中的应用

岩石内部的细观组成和结构决定了其在外力作用下的应力-应变状态,进而控制了其宏观力学响应和破坏机制。数字图像处理技术作为一种材料细观尺度上的空间结构精确测量和数字表述手段,已广泛应用于土、岩石及混凝土的细观结构定量分析中。应用数字图像处理进行的岩石细观力学研究是对岩石力学研究方法的革新。现阶段主要研究内容包括：岩石裂隙隙宽的非接触测量,数字表述岩石结构的非均匀性,进行岩石细观力学行为分析,将提取的岩石数字特征值与相应的岩石物性结合以实现岩石流-固耦合研究,建立基于数字图像技术的岩石细观力学数值模拟方法。在研究相关文献的基础上,对数字图像技术在岩石细观力学定量研究中的成果进行客观评述,探讨各种方法的优缺点,分析展望数字图像技术在岩石细观研究领域中的应用前景。     

京九铁路江淮段降水型路基坍塌的地质、降水条件分析

京九铁路是新开辟的连接北京和香港九龙的南北大动脉,1996年9月正式通车。其中江淮段指淮河与长江之间的 306.1 km区段,自河南淮滨站至湖北蕲春站。由于沿线地形复杂,降水强度大,路基坍塌成为安全运行的主要危害。据统计,1997－2007年间,发生各种坍塌灾害455次,毁坏路段总长约53 000 m。运用京九铁路江淮段地质资料、1997－2007年 11 a间所发生的路基坍塌资料和铁路沿线10个气象站雨量实况资料,对京九铁路江淮段地质地岩状况进行了分类,分级处理了不同地质条件下路基坍塌的发生频次和强度,详细分析了路基坍塌发生前24～72 h雨量,得到诱发京九铁路江淮段路基坍塌灾害的地质条件和降水阀值,并对各种不同地质条件下发生路基坍塌的降水阀值及其超过阀值后灾害次数上升情况进行评述,绘制出京九铁路江淮段路基坍塌易发程度等级分区图,提出了相应的处治方法和系统图。可见不利地质条件与强降水共同作用是导致某些路段路基集中坍塌的根本原因。     

基于小波包的地下洞室群地震响应及其频谱特性研究

基于有限差分数值模拟,在合理选择地震动力分析阻尼参数的条件下,开展白鹤滩水电工程13#机组剖面地下洞群围岩地震响应研究,并结合小波包变换方法从加速度峰值及振动能量角度评价了地震波在岩体中的传播规律及洞室群不同区域地震响应的频谱特征。结果表明：地震波传播过程中强度随高程增加而增加,层间错动带有一定减震作用;小波包分解可以较全面地给出地震响应成分的频率分布;地震波的高频分量在岩体传播过程中逐渐衰减;在地下洞室群附近,岩体地震响应的加速度峰值和振动能量频谱特征以1～3 Hz频段为主,其他频段对岩体地震响应影响较小。     

融合多源数字信息的流域水系提取方法研究

由于DEM数据不包括河流、湖泊(水库)及流域边界和堤坝等信息,因此常规仅依靠DEM提取水系的方法不能反映平坦区域及受人类影响强烈区域水系的真实特征。该文建立了融合DEM、河流、湖泊水库、流域边界和堤坝等多源数字信息的流域水系提取方法,对多源信息进行栅格化,采用所提出的高程-距离函数对DEM进行校正,使得提取的数字水系与实际水系精确拟合。将该方法应用于山区太湖西苕溪流域老石坎水库及其上游集水区和平原丘陵分布区的淮河史灌河蒋家集站、梅山、鲇鱼山水库区间流域,提取的河网结构与地图信息拟合较好。     

考虑非线性徐变的混凝土温度裂缝扩展过程模拟

混凝土温度应力超过相应龄期的抗拉强度一半时,混凝土的徐变变形不再与应力呈线性关系。采用一个混凝土非线性徐变模型来进行混凝土的温度应力计算,并给出了相应的算法。同时,吸取无网格方法在裂缝扩展模拟方面的优势,采用无网格方法对混凝土的温度裂缝过程进行了仿真计算。数值算例计算结果表明,所编制的无网格法程序具有较好的收敛性和可靠性,能够有效地模拟混凝土块在温度应力作用下的开裂发展过程,考虑混凝土非线性徐变效应后,在开裂时刻混凝土急剧增加的非线性徐变变形缓和了缝端的温度拉应力,使得相同龄期混凝土的裂缝深度和扩展速率要比只考虑混凝土线性徐变要小一些。     

V形切槽巴西圆盘法测定岩石断裂韧度KIC的实验研究

采用国际岩石力学学会岩石断裂韧度建议测试方法(ISRM)[1]提出的V形切槽巴西圆盘试样(CCNBD),测试了一种泥质砂岩的I型断裂韧度值,给出了一套试样切割制备方案,从试验现象角度分析了该泥质砂岩的断裂力学特性,讨论了该试样类型的有效尺寸和断裂机制,并指出了该方法的特点和优劣性,得出如下结论：（1）该类岩石试样测得的I型断裂韧度值对CCNBD试样直径尺寸变化具有较大的敏感性,并且直径大于ISRM建议方法中最小有效直径（75 mm）的试样测试结果更为稳定;（2）CCNBD试样断裂机制表现为以拉张应力（间接拉伸）作用为主,兼有一定的韧带面内剪切作用的应力状态下I型裂纹扩展模式;（3）V形切槽巴西圆盘方法具有试样加工工艺简单、能承受较大临界载荷、测试的I型断裂韧度值较稳定等优点,但其没有考虑断裂过程区(FPZ)的非线性问题,建议对该方法进行非线性修正图解方案研究,以达到更准确测定岩石断裂韧度的目的。     

基于人口集聚度的中国人口集疏格局

人口集聚和疏散是人口空间分布格局最直观和最集中的体现,研究一个地区人口集疏的空间格局,不仅可以揭不该地区人口集疏的内在规律,也有利于深入研究该地区的整体人口分布的态势和规律,更能够体现出区域内经济格局以及城市化格局的发展.基于人口集聚度的中国人口集疏空间格局的研究,有助于准确把握中国人口空间分布的基本脉络,具有一定的学术价值和实践意义.本研究采用了人口集聚度分级评价的方法,依据人口集聚度的不同,将各个地区划分为不同等级的人口集聚区,并对其分别讨论.在此基础上,结合中国人口分布格局、自然条件空间格局、人居环境自然适宜性评价结果以及经济发展格局和城市化格局,对中国的人口集疏的空间格局进行了归纳,得出了中国人口分布"西疏东密"的传统空间格局突出,人口集聚以平原地区为依托并呈现"沿海、沿江、沿线"高度集聚的特征的结论.