GEOMORPHIC FEATURES OF THE HEIHE RIVER DRAINAGE BASIN IN WESTERN QILIAN SHAN-HEXI CORRIDOR AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS

Using quantitative geomorphic factors for regional active tectonic evolution is becoming more and more popular. Qilian Mountains-Hexi Corridor which locates in the northern edge of Qinghai-Tibet plateau is the most leading edge of the plateau's northward extension. The uplift rate of all segments and the intensity of influence from tectonic activity are the important evidences to understand the uplift and extension of the plateau. Heihe River Basin is located at the northern piedmont of the western segment of Qilian Mountains, the development of the rivers is influenced by the tectonic activity of the Qilian Mountains, and the unique river morphology is important carriers of the regional tectonic uplift. Geomorphologic indexes such as hypsometric integral, geomorphologic comentropy and river longitudinal profiles were extracted by GIS tools with free access to the Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)DEMs, and according to the different expression of the geomorphological indexes in the Heihe River Basin, we divided the drainage basin into two parts and further compared them to each other. Recent studies reveal that obvious differences exist in the landscape factors(hypsometric integral, geomorphology entropy and river profiles)in the east and west part of the Heihe Basin. The structural intensity of the west part is stronger than that of the east, for example, in areas above the main planation surface on the western part, the average HI value is 0.337 8, and on the eastern part the HI value is 0.355. Accordingly, areas under the main planation surface are just on the contrary, indicating different structural strength on both sides. Similar phenomenon exists in the whole drainage basins. Furthermore, by comparing the fitting river profiles with the real river profiles, differential uplift is derived, which indicates a difference between west and east(with 754m on the western part and 219m on the east). Comprehensive comparison and analysis show that the lithologic factors and precipitation conditions are less influencing on the geomorphic factors of the study area, and the tectonic activities, indicated by field investigation and GPS inversion, are the most important element for geomorphic evolution and development. The variation of the geomorphologic indexes indicates different tectonic strength derived from regional structures of the Qilian Shan.     

祁连山中部亚高山草地土壤呼吸及其组分研究

草地碳通量组分的区分及其与环境因子的关系是了解生态系统碳循环的重要环节。于2013年6-8月在祁连山中部亚高山草地开展了土壤呼吸及其组分研究,利用根去除法区分根系自养呼吸和土壤微生物异养呼吸。采用LI-8100土壤碳通量系统测定生态系统呼吸、土壤呼吸及土壤微生物呼吸速率,同时测定10cm处土壤温度和5cm处土壤湿度。分析呼吸速率和环境因子的昼夜变化动态,自养呼吸和异养呼吸速率占土壤呼吸速率的比例,呼吸速率与土壤温湿度及与生物量的关系。结果表明：生态系统呼吸、土壤呼吸和土壤微生物呼吸速率的日变化趋势均呈单峰型曲线,具体表现为生态系统呼吸（11.07μmol · m^-2 ·s^-1）>土壤呼吸（6.31μmol·m^-2·s^-1）>异养呼吸（4.92μmol·m^-2 ·s^-1）>自养呼吸（1.39μmol·m^-2·s^-1）;自养和异养呼吸速率分别占土壤呼吸速率的22.03%和77.97%;呼吸速率与10cm处土壤温度呈指数相关,Q₁₀值排序为：土壤微生物呼吸（Q₁₀=3.74）>土壤呼吸（Q₁₀=2.76）>生态系统呼吸（Q₁₀=2.49）,呼吸速率与5cm处土壤湿度呈显著线性负相关关系,双因素模型明显提高了呼吸速率与温湿度的相关性,能够分别解释土壤微生物呼吸,土壤呼吸和生态系统呼吸速率变异的89%,79%和62%;地上生物量和呼吸速率之间存在显著线性正相关关系,地下生物量与呼吸速率之间呈二次回归关系（P=0.01）,未刈割草地呼吸速率大于刈割草地土壤呼吸速率,刈割一年的土壤呼吸速率大于刈割两年的土壤呼吸速率。     

基于夜光遥感的南疆三地州农民收入年际变化特征

利用1992-2013年的DMSP/OLS灯光数据和农民人均纯收入数据,对南疆三地州的基础地貌特征,以及19个重点贫困县市的农民收入与灯光强度的关系进行分析,以期从时间和空间的角度探讨农民收入的变化。结果表明：南疆三地州的地势由南向北逐渐降低,绿洲主要分布于中海拔地段,包含中海拔风积地貌、中海拔梁峁、中海拔山地、中海拔平原、中海拔台地,总面积分别为10.34×10⁴、0.222×10⁴、0.318×10⁴、11.004×10⁴、0.227×10⁴km²;与各县农民收入存在最大相关性的民族主要为汉族和维吾尔族,最大相关系数分别为0.971和0.942;灯光强度可以在长时段的条件下反映出南疆三地州重点贫困县市农民收入的变化情况,但是较短时限的变化与灯光强度的关系较为复杂,必须结合更多的因素参考,收入变化相对灯光强度变化的比率最大的县（市）为塔什库尔干县（R=86841）,最小为叶城县（R=1069.86）;灯光强度的分布极为稀疏,以疏附县、疏勒县为中心的总体扩张方向为东北,以叶城县为中心的总体扩张方向为北,以和田县为中心的总体扩张方向为西南和北。应用灯光数据寻找沙漠腹地的绿洲或人迹意义重大。     

水平旋喷桩施工引起周围土体变形分析

水平旋喷桩施工期间,大量高压流体注入土层,引起土层内部产生较大的膨胀作用,致使周围一定区域的土体发生变形。水平旋喷桩施工引起土体变形可以归结为压力膨胀和体积膨胀共同作用的问题。依托单根水平旋喷桩施工的现场实例,建立了水平旋喷桩施工引起土体变形的数值模型。将水平旋喷桩施工引起的土体变形问题简化为圆孔的膨胀问题,可以统筹考虑注浆压力和注浆流量的影响。首先需要确定注浆压力的影响半径和注浆流量引起的体积膨胀比,然后可以通过数值模型计算膨胀引起的土体变形。数值分析结果与现场实测值的对比表明,当注浆压力影响半径为成桩半径的6倍时,数值计算结果与现场实测值吻合较好。     

三维注浆模型试验系统研制及应用

为研究注浆扩散规律和加固机制,研制了三维注浆模型试验系统,该系统由承载试验台、伺服稳压供水单元、注浆单元、多元信息监测单元及图像采集单元组成。该系统主要功能包括不同岩体介质中参数灵活可调的多孔注浆、多序次注浆模拟试验及被注岩体内部物理场信息实时采集,其主要优势体现在：（1）试验腔设计为组合桶式结构,密封性强,拆卸方便,利于注浆加固体细部研究;（2）多腔气动联合控制水压加载方式可提供持续稳压的地下水环境;（3）多元信息并行实时监测系统可同时采集被注岩体内不同空间位置的总压力、孔隙水压力及位移等信息,实现注浆过程中物理参量时空变化规律的研究。利用该试验系统进行黏土介质单孔注浆和多孔分序次注浆模拟试验,获得注浆压力p变化特征及土体内部力学响应规律：p - t曲线呈多个波峰-波谷旋回,表征劈裂注浆为主的加固模式;注浆荷载作用下,总压力、孔隙水压力、有效应力与注浆压力基本同步变化,注浆结束点达到峰值,其后开始衰减并逐渐趋于稳定;与单孔注浆相比,多孔、多序次注浆可显著提高土体有效应力,黏土逐渐压缩固结,力学性质改善。试验表明,黏土介质以劈裂注浆为主,不同序次浆脉间接触关系复杂,可划分为剪切劈裂、原位顺层劈裂及入侵劈裂3种基本模式;采用多孔、小注浆速率试验方法,可减小围岩扰动,增大注浆量及土体压缩固结程度,提高注浆加固效果。研究成果对揭示黏土介质注浆机制具有一定的科学价值。     

硫铁矿冶炼区不同土地利用方式及土壤类型对重金属迁移的影响

为探讨硫铁矿冶炼区不同土地利用方式和土壤类型对重金属元素迁移的影响,采集了毕节市林口废弃硫铁矿冶炼厂内耕地砂壤土及附近林地石灰土表层和深层样共40组。室内测试土壤理化指标Pb、Zn、Cd全量和有效态含量,并对重金属元素含量的水平和垂直分布特征及重金属元素含量的相关性进行了讨论。结果表明:土壤中Pb和Zn的含量均符合土壤环境质量二级标准值,耕地表层土壤Cd含量是贵州省农业土壤背景值的7倍。土壤Cd有效态含量占全量的比值最大,而Pb和Zn有效态含量占全量的比值差别较小。耕地砂壤土Zn和Cd的全量随剖面深度的增加表现为先增大后减小,Pb呈减少的趋势;Pb和Zn的有效态含量随剖面深度的增加而减少,Cd有效态含量呈波动变化。林地石灰土中Pb、Zn、Cd的全量和有效态含量均随剖面深度的增加而减少,且Pb、Zn、Cd全量之间及全量与有效态含量之间都具有显著的正相关关系,而在耕地中各元素的相关性不明显。土壤频繁的扰动和偏酸性的环境有利于重金属垂向迁移。      

基于多源遥感数据的高山峡谷区岩性信息提取研究——以新疆乌什县北山1:50000填图试点为例

新疆乌什县北山1:50000填图试点项目位于塔里木盆地西北边缘和西南天山交接部位,海拔较高,地形切割较深,属于典型的高山峡谷区。利用ASTER、SPOT6、GF-2等多源遥感数据,基于典型岩性光谱吸收特征,进行岩性差异信息增强与提取研究,总结出一套基于多源遥感数据进行岩性单元边界划分的方法。以ASTER数据、ASTER与SPOT6协同数据、ASTER与GF-2协同数据等为基础影像数据,并选择最佳波段组合进行RGB彩色合成,从而增强影像差异,结合已有研究区地质资料,初步圈定不同影像单元边界;继而利用矿物丰度指数、SMACC端元丰度提取等方法识别研究区内主要岩性的分布位置和范围;最后结合野外实际调查数据,依据实际地质背景和影像质量进行筛选,获得最终的岩性单元解译图。研究结果为该区进一步进行地层优化划分及对比提供了参考资料。      

Spoiler自埋技术特点及其在杭州湾海底管道运行情况分析

海底管道阻流板(Spoiler)自沉埋技术是一种新型管道自埋技术,为深入了解其作用机制及其效果,本文通过分析安装有阻流板的杭州湾海底管道历年检测资料,结合管道附近海域海床、潮流动力特性,深入探讨了阻流板装置在实际工程中的运行效果,分析了其作用机制及其适用条件。研究发现安装阻流板装置的杭州湾海底管道在往复潮流作用下逐渐埋入海床,其埋入段长度由2005年的50%增加到2013年的80%以上,而且平均埋入深度超过2.6 m,自埋效果较好;而在管道路由与海流平行段或管道敷设于抗冲刷强海床上时,阻流板作用不能有效发挥,管道仍然呈现裸露状态。     

基于Matlab的DGPS数据实时可视化与走航观测

本文利用Matlab设备控制工具箱,实现DGPS数据的导入与实时可视化,并用于ADCP断面走航观测。根据在舟山海域连续28 h的现场ADCP断面走航观测,该系统实时性较好,每秒钟更新1次航迹、当前船速与航向等信息,可满足实时可视化的要求。本系统的工作只需要准备1张导航底图,且操作简单、信号稳定,连续工作28 h均没有出现DGPS信号中断的情况。     

城市道路网的多尺度连续变换方法

本文提出了一种多比例尺道路网的连续变换方法,旨在解决在信息化大地图环境下城市道路网的多尺度连续表达需求。该方法首先对2种比例尺的道路网数据进行拓扑重建预处理,然后利用概率松弛匹配方法识别二者的要素对应关系。根据要素对应表,将2种比例尺道路要素分为1:1对应线状要素、1:0单独线状要素和M:N复杂线状要素3种情况：（1）对于1:1对应线状要素,本文采用简单线性Morphing变换方法;(2)对于1:0单独线状要素,首先对道路要素的直角特征进行识别,并定义直角及其前后一定范围内的线段为直角子线段,在此基础上,利用Douglas-Peucker算法将分割后的道路要素进一步分割,然后将直角子线段的起点和终点作为断点切割原道路要素,以顶点连续移位的方式实现连续综合变换;(3)对于M:N复杂线状要素,采用渲染颜色逐渐淡出的方法进行连续表达。最后,将3种情况的连续变换结果进行叠加组合。实验结果表明,本文方法能够获得良好的多尺度连续表达效果。