中国典型海滩垃圾组成和时空变化特征

21世纪被称为"海洋世纪",但由于人类复杂的生产活动,大量的垃圾正有意或无意的被投放入海洋环境中,这将导致全球范围内近岸污染,包括生态环境恶化,生物资源锐减等问题。本研究以天津高沙岭、上海南汇嘴和深圳大铲湾三地的海滩为研究区域,通过对三个海滩垃圾的种类、时空特征及相关性进行统计分析,以期了解中国近海不同海滩的海滩垃圾分布特征,为我国海洋垃圾监测和调查、监督和管理等起到一定的指导作用。结果显示,海滩垃圾不同种类间数量差异较大,三年间垃圾数量大体呈逐年增加的趋势,且不同的海滩,垃圾数量和种类都存在明显差异。     

基于MODIS数据的太湖浮游植物物候变化及其对水表温度的响应

浮游植物物候能够反映浮游植物的生长变化与湖泊生态系统的变化,水温、营养盐浓度等因素对物候有重要影响。太湖富营养化程度较高,水温的影响作用日趋显著,物候与水温关系的研究对理解、控制和改善太湖生态系统具有重要意义。本研究利用2003—2018年MODIS遥感数据计算浮游植物物候指标和湖泊水表温度（Temperature of Water Surface,LSWT）,通过分析太湖浮游植物物候时空变化特点探究了不同区域的物候特征,并结合LSWT揭示了浮游植物物候对LSWT变化的响应关系。结果表明：① 不同浮游植物物候指标具有不同空间分布特点,水华发生次数、峰值叶绿素a（Chla）浓度和水华总持续时间呈现由西部沿岸向湖心区递减的趋势;浮游植物生长开始时间和峰值Chla发生时间分布复杂但在沿岸区域相对较早;② 太湖可被划分为4种具有不同物候特征的区域,Ⅰ类区域主要位于贡湖湾、东部沿岸以及太湖中部开阔水域,该区Chla浓度范围为50~60 μg/L,且波动平缓,水华发生次数最少、开始最晚、持续时间最短;Ⅱ类区域主要分布于太湖西部沿岸,Chla浓度范围为50~90 μg/L且变化剧烈,该区水华发生次数最多、开始最早、持续时间最长;Ⅲ和Ⅳ类属于过渡区域,前者主要分布于梅梁湾、竺山湾及入湾口,后者主要位于南部沿岸以及太湖中部;③ 浮游植物物候对LSWT变化的响应受营养水平影响,当营养水平较高时,浮游植物的生长受LSWT的促进作用显著,LSWT年际变化的升高趋势对浮游植生长物候提前、生物量增加的影响明显,反之,则LSWT变化对浮游植物生长的影响减弱。     

1616-1911年河南省异常洪涝灾害的时空特征及其成因

通过分类和整理1616-1911年河南省洪涝灾害记录,建立了洪涝灾害等级序列。采用Morlet小波变换、DBSCAN空间聚类等方法研究了河南异常洪涝灾害时空分异规律。探讨了洪涝发生对东亚夏季风和太阳活动变化的响应。结果表明：河南省洪涝灾害的发生存在80 a、30 a、20 a、9 a 4个主周期。在不同冷暖时期,北部地区洪涝灾害强度大于南部地区,且气候冷期洪涝强度和发生区域明显大于气候暖期,这除了与降水分布有关外,可能还与水域分布有关。河南南、北部洪涝强度对东亚夏季风强度的响应存在较大的差异,在东亚夏季风强年,季风系统位置偏北,易引起北部地区多洪涝;在东亚夏季风弱年,季风系统位置偏南,易引起南部地区多洪涝。不同时间尺度上二者相关性有显著差异,在100 a及以下时间尺度上,东亚夏季风对河南南部的洪涝影响显著;在200 a时间尺度上,东亚夏季风对河南北部的洪涝影响更显著。洪涝灾害易出现在太阳黑子数极值年及其附近,出现在极大值M年的频率高于极小值m年。河南北部的洪涝在各种不同时间尺度上对太阳黑子周期长度（SCL）的变化均有显著响应,河南南部的洪涝只在100 a尺度上对SCL的变化有显著响应,即当SCL变长（太阳活动减弱）时,有利于河南北部洪涝的少发;反之有利于洪涝的多发。河南省洪涝的变化可能是太阳活动与东亚夏季风共同作用的结果。进一步揭示历史洪涝发生规律及其成因对于正确预估未来旱涝趋势具有重要意义。     

自然灾害对公共安全的影响及其监测预警科技发展战略

改革开放以来,我国在自然灾害监测预警的各个环节均取得了可喜的发展,对减轻灾害损失、保障人民生命财产安全和社会稳定繁荣发展发挥了重要作用。但仍需清醒地认识到,在灾害规律演变、社会经济发展的新形势下,各类自然灾害对国家公共安全仍存在很大的威胁;我国目前灾害监测预警能力与国家防灾减灾“三个转变”需求以及国际先进水平相比仍存在较大差距。因此,本文简要论述了气象、海洋、地质、地震、生物五大自然灾害对国家公共安全的影响,并根据我国目前监测预警状况和存在问题,提出未来5～10 a我国自然灾害监测预警科技发展战略要从加强预测预报基础理论研究、提升综合监测能力、构建高效自然灾害预警系统以及发展减灾避灾和救灾技术四个方面着手推进。     

深海底钻机自动接杆卸杆储管机构

本文介绍了一种深海底使用的钻杆钻具储管机构的工作原理和结构特点。按照深海底钻孔工艺,设计了自动接杆、卸杆、存储机构。这一种机构采用两个单排转笼式储管架,分别存放钻杆和钻具管组件。每一个储管架各配备一双机械手,用于夹持钻杆和钻具在孔口位和储管架管口位之间的移送和卡紧定位。该机构可靠性高,取心率高,结构简单,方便操作。     

贵州省草海表层水体和沉积物间隙水中汞的含量和形态分布初步研究

运用金汞齐-冷原子荧光光谱法(CVAFS)和气相色谱技术(GC),对贵州省草海不同水文季节(枯水期和丰水期)表层水中汞的各种赋存形态,包括总汞(HgT)、溶解态汞(HgD)、活性汞(HgR)、颗粒态汞(HgP)、总甲基汞(MeHgT)、溶解态甲基汞(MeHgD)和颗粒态甲基汞(MeHgP)以及沉积物间隙水剖面中的溶解态总汞和甲基汞含量进行了测定.结果显示:草海表层水体总汞浓度为1.7-9.0ng/L,活性汞浓度为0.06-1.4ng/L,总甲基汞浓度为0.11-0.67ng/L.沉积物间隙水中溶解态汞浓度为8.6-39.6ng/L,溶解态甲基汞浓度为0.11-4.9ng/L.实验数据表明,草海湖水以溶解态汞为主,其占总汞的比例为枯水期87%,丰水期51%,溶解态汞与总汞呈显著相关(丰水期P<0.01;枯水期P<0.05),颗粒态汞与总汞也呈显著相关(丰水期P<0.01;枯水期P<0.05).溶解态甲基汞与总甲基汞呈显著相关(丰水期P<0.01;枯水期P<0.05),表明溶解态甲基汞控制总甲基汞的分布.沉积物间隙水溶解态汞与溶解态甲基汞浓度明显高于上覆水体,表明沉积物为草海湖水中汞的一个重要来源.     

PRESENT KINEMATICS CHARACTERISTICS OF THE NORTHERN YUMUSHAN ACTIVE FAULT AND ITS RESPONSE TO THE NORTHEASTWARD GROWTH OF THE TIBETAN PLATEAU

Qilian Shan and Hexi Corridor, located in the north of Tibetan plateau, are the margin of Tibetan plateau's tectonic deformation and pushing. Its internal deformations and activities can greatly conserve the extension process and characteristics of the Plateau. The research of Qilian Shan and Hexi Corridor consequentially plays a significant role in understanding tectonic deformation mechanism of Tibetan plateau. The northern Yumushan Fault, located in the middle of the northern Qilian Shan thrust belt, is a significant component of Qilian Shan thrust belt which divides Yumushan and intramontane basins in Hexi Corridor. Carrying out the research of Yumushan Fault will help explain the kinematics characteristics of the northern Yumushan active fault and its response to the northeastward growth of the Tibetan plateau.Because of limited technology conditions of the time, different research emphases and some other reasons, previous research results differ dramatically. This paper summarizes the last 20 years researches from the perspectives of fault slip rates, paleao-earthquake characteristics and tectonic deformation. Using aerial-photo morphological analysis, field investigation, optical simulated luminescence(OSL)dating of alluvial surfaces and topographic profiles, we calculate the vertical slip rate and strike-slip rate at the typical site in the northern Yumushan Fault, which is(0.55±0.15)mm/a and(0.95±0.11), respectively. On the controversial problems, namely "the Luotuo(Camel)city scarp" and the 180 A.D. Biaoshi earthquake, we use aerial-photo analysis, particular field investigation and typical profile dating. We concluded that "Luotuo city scarp" is the ruin of ancient diversion works rather than the fault scarp of the 180 A.D. Biaoshi earthquake. Combining the topographic profiles of the mountain range with fault characteristics, we believe Yumu Shan is a part of Qilian Shan. The uplift of Yumu Shan is the result of Qilian Shan and Yumu Shan itself pushing northwards. Topographic profile along the crest of the Yumu Shan illustrates the decrease from its center to the tips, which is similar to the vertical slip rates and the height of fault scarp. These show that Yumu Shan is controlled by fault extension and grows laterally and vertically. At present, fault activities are still concentrated near the north foot of Yumu Shan, and the mountain ranges continue to rise since late Cenozoic.     

中国地震台网监测能力评估和台站检测能力评分(2008—2015年)

针对中国地震台网"十五"项目建成后的地震监测能力科学评估的需求,为进一步优化台网布局、提升边疆海域等重点地区监测能力,本研究利用"基于概率的完整性震级"（PMC）方法,对中国地震台网1001个台站以及2008-10-01-2015-09-17期间实际产出的地震观测资料进行了研究,分析了指定震级档下的检测概率P_E和最小完整性震级M_P的分布.除台网整体监测能力分布外,为直观地用单分值表述逐个台站的地震检测能力,本文发展了基于等振幅曲线的"地震检测能力评分表",给出了国家台和区域台每个台站的地震检测能力评分统计特征和空间分布特征.此外,研究中还采用设定"最佳"地震监测能力目标函数的方式,模拟了通过改进观测条件可获得的地震台网监测能力提升的理论结果.研究结果表明,我国华北和东南沿海等东部地区地震监测能力较高,西部尤其是青藏高原南部地区M_p仅约为4.5,近海海域M_p仅约为3.5;从单个地震台站的运行效益角度,台网运行水平和地震观测资料的分析程度对台站的实际的地震检测能力影响显著,新疆等部分台站稀疏地区地震检测能力较高,而中等台站密度的贵州等部分区域相对较低;国家台的地震检测能力评分D_score系统优于区域台,新疆等西部边疆地区,以及福建等东南沿海地区的D_score明显高于台站密集的东部地区;模拟结果显示,在现有台站布局条件下,通过台站优化改造和提升运维管理水平,可显著提升对内蒙古西部、四川西部、甘肃-青海的北部交界地区、鄂尔多斯地块内部、贵州大部分地区,以及我国近海海域、朝鲜半岛北部和中南半岛北部地区的地震监测能力.     

面向山地徒步应急救援路径规划的改进蚁群算法研究

当消防事故发生在无明显道路或道路稀疏的野外复杂山区时,如何在复杂山地环境中规划安全、快速通过的路线至关重要。针对蚁群算法在复杂山地路径规划中容易陷入局部最优以及搜索时间较长的问题,本文提出一种适用于细粒度野外山地环境的徒步应急救援路径规划算法。本文首先根据已有文献分析地表信息与人类运动速度之间的关系,综合地表灌木盖度与地形坡度因素设计寻优算法的目标函数和启发函数;接着采用定向范围视野的蚂蚁搜索方式,决定蚁群算法寻优过程中每一步的网格选择;最后采用拉普拉斯分布调整初始信息素、添加隔离信息素、融合遗传算子与分组更新常规信息素的方法改进蚁群算法。将算法应用到400×400、1000×1000、5000×5000、10 000×10 000网格数的野外山地环境进行实验对比,实验结果表明,采用定向范围视野与优化启发函数的各蚁群算法在四组实验中均能得到可行路径,验证了方法的有效性;本文算法求解的路径质量优于另外三种算法,在四组实验中分别提高了0.52%～4.95%、4.71%～5.39%、2.26%～13.11%、3.84%～9.16%;此外,在野外三维山地环境中,定向范围视野的搜索方式缩减了搜索...     

合成孔径雷达差分干涉测量（D-InSAR）技术在多年冻土区地表变形监测中的应用

多年冻土区地表变形严重影响着区域内生态环境和工程设施的稳定性。合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometric synthetic aperture radar, D-InSAR）技术作为一种新型的空间对地观测技术, 为多年冻土区地表变形监测提供了新方法。通过近20年的不断深入研究, 利用D-InSAR技术的多年冻土区地表变形监测取得了大量研究成果。首先介绍了D-InSAR技术测量地表变形的理论基础, 进而概述了D-InSAR技术在多年冻土区地表变形测量中的应用现状, 然后总结了D-InSAR测量过程中存在的关键问题及可能的解决方法。在此认识和分析的基础上, 对D-InSAR技术今后在多年冻土区地表变形监测中的发展方向进行了探讨, 以期为D-InSAR技术在多年冻土区地表变形监测中的推广应用和深入研究提供参考。