黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验总体设计

介绍了"黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验"的背景、科学目标、试验组成和试验方案。试验的总体目标是显著提升对流域生态和水文过程的观测能力,建立国际领先的流域观测系统,提高遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。由基础试验、专题试验、应用试验、产品与方法研究和信息系统组成。其中,①基础试验:搭载微波辐射计、成像光谱仪、热像仪、激光雷达等航空遥感设备,开展一系列关键生态和水文参量的观测;发展遥感正向模型及反演和估算方法。形成覆盖全流域的水文气象综合观测网,为流域生态—水文模型研究提供更有代表性的模型参数、驱动数据及更高精度的验证数据。构建无线传感器网络,度量生态水文模型所需的若干关键的驱动、参数和模型状态的空间异质性。开展航空遥感定标和地基遥感试验。依托传感器网络,并辅之以地面同步和加密观测,开展遥感产品真实性检验。②专题试验:开展"非均匀下垫面多尺度地表蒸散发观测试验",采用密集的涡动相关仪、大孔径闪烁仪与自动气象站的观测矩阵,为揭示地表蒸散发的空间异质性,实现非均匀下垫面地表蒸散发的尺度扩展,发展和验证蒸散发模型提供基础数据。③应用试验:在流域上、中、下游分别开展针对积雪和冻土水文、灌溉水平衡和作物生长、生态耗水的综合观测试验,将观测数据和遥感产品用于上游分布式水文模型、中游地表水—地下水—农作物生长耦合模型、下游生态耗水模型,通过实证研究提升遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。加强试验将在2012年5月起按中游、上游、下游的顺序展开,全流域持续观测期为2013—2015年。在各类试验的支持下,开展全流域生态—水文关键参量遥感产品生产,发展尺度转换方法,建立多源遥感数据同化系统。     

青藏高原东北部共和盆地风成沉积地球化学特征及其揭示的气候变化

通过对共和盆地东部风成沉积的地球化学分析,并结合14C和OSL年代,重建了区域末次盛冰期以来气候变化过程。21 ka BP之前气候寒冷偏湿,21～15.82 ka BP为末次盛冰期(LastGlacial Maximum,LGM),气候极为寒冷干燥;15.82～9.5 ka BP气候转暖且偏干,其中14.5～13.6ka BP和11.9～9.5 ka BP气候明显冷干,分别为老仙女木时期(Oldest Dryas,OD)和新仙女木时期(Younger Dryas,YD),而15.82～14.5 ka BP和13.6～11.9 ka BP(BФlling-AllerФd暖期,B/A)相对温暖;9.5～7.2 ka BP暖湿程度明显提高,7.2～5.1 ka BP气候波动频繁,相对冷干和相对暖湿多次更替。5.1～2.7 ka BP暖湿程度基本稳定,之后气候趋于寒冷但湿度明显较大。这些气候变化过程与青藏高原大量的古气候信息记录具有良好的一致性,表明共和盆地气候变化与青藏高原气候变化的高度一致性。     

黄河流域夏季有效降水转化率

利用NCEP/NCAR再分析资料及中国实测雨量资料,分析发现黄河流域夏季整层降水转化率普遍较低,因考虑到整层中应有某一气压层具有最有利的水汽输送、抬升凝结和垂直运动条件,由此将该气压层定义为有效降水转化率层(简称有效层),降水与有效层可降水量之比称为有效降水转化率。通过分析黄河流域夏季各分区垂直速度与水汽等因子,确定上、中、下游夏季有效层分别为地面~500hPa、600~400hPa、850~600hPa。对比分析表明:夏季各区平均水汽收支与降水转化率,各自在整层和有效层上的逐年演变趋势均一致,峰谷相对应,且49年间降水转化率在有效层上的数值均大于整层的。夏季有效降水转化率在青藏高原上空及中游东部最高,高原东北侧最低,旱、涝年与多年平均状况下的分布形式虽然一致,但涝年的数值明显大于旱年。     

色谱法在稀土元素分离分析研究中的应用进展

稀土作为一种重要的不可再生资源,在各行业的应用正逐渐被人们所重视。色谱技术以其快速、高效、自动化程度高等优势已成为稀土元素分离分析的主要方法。文章总结了纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、超临界色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳法等色谱法在稀土元素分离分析中的应用及研究概况。其中,纸色谱法因展开时间过长,分离效果不理想已很少应用;薄层色谱法因其操作方便、设备简单、显色容易等优点,可用于稀土元素分离分析的初步检测;气相色谱法由于对样品热稳定性的限制,以及因常用的β-二酮类稀土螯合物配体存在分辨率差和吸附等问题也很少应用;超临界色谱法在分离稀土元素络合物中分离效果较好,但是仪器难以普及,限制了技术的发展;高效液相色谱法因分离效率高、重复性好、自动化操作等优点已成为目前稀土元素分离分析的主要方法;毛细管电泳法具有高效、样品及试剂用量少、操作模式灵活等优点,在稀土元素分离分析方面更具有广阔的发展空间。     

Risk evaluation of China’s natural disaster systems: an approach based on triangular fuzzy numbers and stochastic simulation

To deal effectively with the evaluation problem of natural disaster risk system affected by many uncertain factors, a multivariate connection number expression is presented. This expression is based on the index samples and evaluation grade criterions of natural disaster risk system and is capable of describing the hierarchy property and fuzziness of membership relationship between index samples and evaluation grade criterions. In this proposed method, the fuzzy evaluation grade criterion problem is resolved by combining triangular fuzzy numbers with multivariate connection number theory, and triangular fuzzy numbers are used to express the discrepancy degree coefficients of connection number and evaluation index weights. Accordingly, a connection number-based evaluation method for the natural disaster system of China (named CN-TFN for short) is established using triangular fuzzy numbers and stochastic simulation. The application results show that the spatial distribution of natural disaster risk grades of China has the trend of aggrandizement from west to east of China. The economically developed and densely populated coastal areas are very likely to have a high level of natural disaster risk grade or above; thus, these areas are the key regions of the natural disaster risk management of China. The results also show that the CN-TFN is able to reflect practical conditions of the evaluation problem of natural disaster system and to provide more reliability information as compared to the existing evaluation methods. This is as a result of its comprehensive usage of various information of subjective and objective uncertainties in the evaluation process of natural disaster risk system and its expression by confidence intervals. Due to the simplicity and generalization, the CN-TFM is applicable to comprehensive risk grade evaluation of various natural disaster systems.     

新疆西准噶尔红山岩体及其中闪长质岩墙的时代——来自锆石LA-ICP-MS定年的证据

作为一种特殊产状的岩浆岩,岩墙保存有岩浆活动和地球动力学背景等方面的重要信息。为了研究和探讨西准噶尔乃至中亚地区古生代晚期的地球动力学环境,我们对西准噶尔地区侵入花岗岩的暗色岩墙开展了卫星遥感影像解译、地表地质调查和相关室内研究工作。研究发现,新疆西准噶尔红山花岗岩体中发育大量环状和非环状闪长岩岩墙。环状岩墙从中心到外围,岩墙宽度逐渐变窄,矿物粒度也逐渐变细;非环状岩墙切割环状岩墙,宽度和矿物粒度都没有明显变化。为了确定这些岩墙的形成时代,对3个环状岩墙样品、2个非环状岩墙和1个花岗岩样品进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年,得到环状岩墙的年龄为:304±1Ma、302±1Ma、303±1Ma;非环状岩墙的年龄为:302±1Ma、302±1Ma;花岗岩的年龄为304±1Ma。结合不同类型岩墙及其与岩体的穿切关系,确定红山岩体的形成时代为304Ma左右,环状岩墙的形成时代为303Ma左右,非环状岩墙的形成时代为302Ma左右。这一年代学研究成果揭示出西准噶尔地区在石炭纪末期发育不同类型的岩浆活动,闪长质岩墙所占据的裂隙是在石炭纪末期形成的;为从岩浆活动和由这些岩墙所占据的裂隙研究,探讨该区古生代晚期的地球动力学环境,提供了有力的时间约束。     

新疆兴地断裂带东段左行走滑位移——来自卫星遥感影像的证据

兴地断裂带近EW向贯穿库鲁克塔格地区,其活动历史地质界有不同认识,但对位移量无系统论述。利用卫星遥感影像解译,在进一步确定断裂带具体位置及几何特征基础上,通过对被错断的泥盆纪阿尔皮什麦布拉克组、石炭纪花岗岩及侵入该花岗岩中的暗色岩墙断距的测量,确定其东段左行走滑位移量为8.26～9.19 km。根据被错断地质体时代,推测这一左行走滑位移代表了该断裂带二叠纪以来总位移量。从泥盆纪开始,该断裂带已不具构造分区作用。     

塔里木盆地东部地区寒武系白云岩成因类型*

塔里木盆地东部地区（简称塔东地区）寒武系白云岩主要有泥-粉晶白云岩、细晶白云岩和中-粗晶白云岩。通过岩石学特征、有序度、碳氧同位素、锶同位素比值、阴极发光和微量元素等分析,认为该地区有4种成因的白云岩,即深水回流准同生白云岩、潮坪蒸发泵准同生白云岩、回流渗透白云岩以及深埋藏白云岩。不同类型的白云岩,其岩性及地球化学特征不同。深水回流准同生白云岩为泥-粉晶白云岩,分布在塔东盆地中,是附近的碳酸盐岩台地上蒸发浓缩形成的咸化海水在重力作用下沿海底回流到深水盆地中并使刚沉积不久的灰泥发生白云化而形成的。潮坪蒸发泵准同生白云岩亦为泥-粉晶白云岩,形成于台地潮坪环境。回流渗透白云岩为细晶白云岩,发育于潮坪准同生白云岩和蒸发岩之下。深埋藏白云岩为中-粗晶白云岩,是石灰岩在地下深处由循环流动的富含Mg²⁺、Ca²⁺的地层水白云化形成的,Mg²⁺、Ca²⁺主要来自于已经存在的白云岩的溶蚀,而非来自页岩压实排替出来的地层水。     

再力花/菖蒲生物湿地床去除河水中氮磷的试验

采用再力花和菖蒲构建湿地床,以考察其对污染河水的净化效果。6个月的连续试验表明:在水力负荷为0.24 m3/(m2.d)、植物种植密度大于158株/m2的条件下,2种植物存活率均大于93%,说明植物能适应低污染负荷、高种植密度的无土培养环境;再力花和菖蒲湿地床月均去除率分别为:总氮(TN),48.22%～78.53%和43.23%～72.42%;总磷(TP),77.62%～85.67%和58.07%～80.77%。再力花湿地床对TN、TP的净化效果好于菖蒲湿地床;2种植物吸收N、P含量分别占去除总量的比例:N为44.14%、37.75%,P为73.43%、62.05%。湿地床技术可有效去除来水中的TN、TP,通过植物吸收作用累积N、P含量较高,不同种类的植物构建湿地床对污染河水中N、P去除效果存在显著差异,且硝化反硝化和植物吸收是去除N的主要途径,而植物吸收是去除P的有效手段。     

The evaluation of the probability of rock wedge failure using the point estimate method

In a probabilistic analysis of rock slope stability, the Monte Carlo simulation technique has been widely used to evaluate the probability of slope failure. While the Monte Carlo simulation technique has many advantages, the technique requires complete information of the random variables in stability analysis; however, in practice, it is difficult to obtain complete information from a field investigation. The information on random variables is usually limited due to the restraints of sampling numbers. This is why approximation methods have been proposed for reliability analyses. Approximation methods, such as the first-order second-moment method and the point estimate method, require only the mean and standard deviation of the random variable; therefore, it is easy to utilize when the information is limited. Usually, a single closed form of the formula for the evaluation of the factor of safety is needed for an approximation method. However, the commonly used stability analysis method of wedge failure is complicated and cumbersome and does not provide a simple equation for the evaluation of the factor of safety. Consequently, the approximation method is not appropriate for wedge failure. In order to overcome this limitation, a simple equation, which is obtained from the maximum likelihood estimation method for wedge failure, is utilized to calculate the probability of failure. A simple equation for the direct estimation of the safety factors for wedge failure has been empirically derived from failed and stable cases of slope, using the maximum likelihood estimation method. The developed technique has been applied to a practical example, and the results from the developed technique were compared to the results from the Monte Carlo simulation technique.