基于离散元方法的落石碰撞破碎研究

落石是山区公路边坡常见的地质灾害。落石撞击破碎是落石灾害中常见的现象,落石破碎致使运动轨迹改变往往会增大落石的危害性,但其通常未被考虑到落石的防护设计中。因此,落石破碎机理的研究对落石防护措施设计有重要的指导意义。本文运用离散元方法（离散元开源软件Esys-Particle）模拟落石铅直撞击地面的过程。在模型中,落石由大量的颗粒组成,并且相邻的颗粒由可断裂的黏结材料黏接;地面由一层固定的颗粒组成,从而模拟地面的摩擦、弹性变形性质。模型模拟出落石反弹、破碎和粉碎等过程,分析黏结材料的杨氏模量、颗粒间凝聚力和内摩擦角对落石撞击地面过程的影响,得出落石撞击过程中破坏率和动能的变化过程。研究发现：当杨氏模量和凝聚力的比值较小时,落石将会发生反弹;当杨氏模量和凝聚力的比值增大到一定程度时,落石将会破碎成不同大小的块体;当杨氏模量和凝聚力的比值超过一定限度时,落石将会破碎成非常细小的块体;内摩擦角的变化对撞击过程影响非常小。     

新疆北部友谊峰一带喀纳斯群碎屑锆石U-Pb年龄及其对阿尔泰造山带构造演化的启示

新疆北部阿尔泰山西段友谊峰一带发育的喀纳斯群碎屑沉积岩中保留了大量的古陆缘演化及沉积、变质等地质信息。采集了2个层位的碎屑锆石进行同位素年龄研究, 结果显示:2套碎屑岩的锆石U-Pb年龄分布特征相近, 最年轻的岩浆锆石年龄分别为546±4 Ma和545±4 Ma, 代表了沉积时代的下限;较老的锆石年龄可分为太古宙的3063±16 Ma、2548±18 Ma和2541±18 Ma, 古—中元古代的2223~1463 Ma, 新元古代的985~781 Ma, 据此推断, 沉积物源存在前寒武纪结晶基底;较新的锆石变质年龄为421~429 Ma, 与阿尔泰地区强烈的岩浆活动时间相近, 可能与地层遭受后期的热液变质事件有关。结合地质构造演化, 表明新疆北部地区大致经历了太古宙陆核形成阶段、Columbia超大陆形成和演化阶段、Rodinia超大陆汇聚和裂解阶段、震旦纪—寒武纪复理石沉积阶段, 以及加里东期剧烈岩浆活动阶段。     

江西于都某钨矿区土壤重金属特征及生态风险评价

金属矿产资源的持续开发活动通常会导致矿区土壤重金属含量累积,厘清土壤重金属环境污染特征并评价其生态风险,可为监测土壤环境质量和预防土壤污染提供依据。选择江西于都某百年开采钨矿山,采用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法,对其周边土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg污染特征及潜在生态风险进行调查评价。评价结果表明,研究区土壤受到Cu、Zn、Cd、Pb、As等重金属的污染,单因子污染指数分别为6.74、3.72、45.1、3.36、8.88;综合污染评价表明,Cd是主要污染贡献因子,其次为As、Cu、Pb、Zn;土壤综合潜在生态风险指数平均值高达2065,属很强生态风险;强生态风险及以上区域主要分布在矿山周边及矿山下游河道附近,分布面积约占研究区总面积的43.89%;研究区土壤重金属相关性分析表明,Cu、Zn、Cd、Pb之间具有显著的相关性。综合研究结果可知,该区域土壤Cd具有一定的潜在生态风险,应引起充分重视,矿山开发利用可能是导致Cu、Zn、Cd、Pb污染的主要原因。     

人类世可持续发展背景下的远程耦合框架及其应用

在全球一体化进程不断加深的背景下,国家与地区之间的联系日益紧密,产生了一系列跨国家、跨地区、多尺度的社会—经济—环境影响,远程耦合（Telecoupling,社会、经济、环境的远距离相互作用）科学概念和综合框架的提出为解决上述问题提供了新方法和新途径。为更好促进远程耦合综合框架的正确使用和规范推广,本文系统解析了远程耦合综合框架,厘清各组成部分的定义和功能,梳理了框架的应用现状;通过对3个中国典型案例的阐释,展示了远程耦合综合框架的使用方法、结果分析及由此得出的科学意义和政策价值;最后描述了远程耦合综合框架使用中需要重点关注的问题,并对其应用前景进行了展望。远程耦合综合框架的推广应用有助于以跨国家、跨地区、多尺度的视角,重新审视多个人类与自然耦合系统的相互作用,揭示隐藏的远距离地理空间作用的科学价值,服务于有关政策的制定和实施,促进全球社会、经济、环境的可持续发展。     

青藏高原东北部降尘通量及粒度特征分析

青藏高原东北缘是柴达木沙尘暴东移的必经之道和沉降区,对青藏高原东北部降尘时空分异特征进行分析,有助于认识青藏高原区域粉尘输送的现代过程和机制。2013年12月至2015年5月分别在青海湖小泊湖(XBH)、西宁多巴(DB)、西宁青海师大科技楼顶(KJLD)设置降尘缸,进行湿法收集。对其降尘通量和粒度特征进行了时空分异特征分析,结果显示,1)西宁地区2014年降尘通量为442~542 g/m~2·a,青海湖XBH采集点指示的2014年降尘通量为415 g/m~2·a,降尘通量年际变化较大,各站点降尘通量季节变化趋势一致,降尘主要集中在冬春季,夏季降尘通量最低;2)各站点降尘粒度组成特征非常相似,以粉砂为主(4~63μm),西宁地区尘暴与非尘暴降尘粒度频率曲线呈近似正态分布,尘暴期间降尘粒径较非尘暴时段大;3)XBH、DB和KJLD 3点所有样品平均粒径分别为37μm、34μm和31μm,中值粒径分别为31μm、27μm和26μm;对比低海拔兰州尘暴粒径特征,发现降尘粒径存在一定的海拔依赖性,即粒度随海拔增高逐渐变粗。     

某污染场地土壤苯并(a)芘含量的三维估值及不确定性分析

污染场地修复前的准确评估是开展场地修复行动的基础和前提。建立了一套评估污染场地中污染土方量的三维插值方法,采用该方法模拟了某污染场地土壤苯并(a)芘(BaP)含量的空间分布并分析其不确定性。结果表明：场地地下环境中BaP含量数据服从对数正态分布,土壤中污染严重区域分别位于研究区的西南部和北部。通过普通克里格插值得到的BaP浓度超过0.4 mg·kg^-1的污染羽体积为14134 m³,对应的累积概率为0.585。依据给定变差范围值计算,得出现有收集数据对整个场地的描述程度为65%。基于该三维插值方法能准确地反映场地污染物空间分布特征,其不确定性分析可为补充采样布点及精准评估提供参考。     

Land use change and its ecological effect in Qian'an County of Jilin Province

Based on GIS and statistical methods, with the help of searching historical literatures and calculating the landscape indices, the land use changes of Qian'an County in both spatial and temporal aspects from 1945 to 1996 has been analyzed in this paper. And the driving forces of land use changes and their ecological effects are discussed too. The main findings of this study are as follows: (1) Land use changed greatly in Qian'an during 1945-1996, characterized by a decrease in grassland, wetland and water bodies, and an increase in cultivated land, saline-alkali land, and the land for housing and other construction purposes. Grassland decreased by 175,828.66 ha, and cultivated land increased by 102,137.23 ha over the half century. Accordingly, the main landscape type changed from a steppe landscape to a managed agricultural ecosystem. (2) Results of correlation analysis show that the land use change in the study area was mainly driven by the socioeconomic factors.　(3) The ecological effects of land use change in the area are characterized by serious salinization, degression of soil fertility and the weakening of landscape suitability.     

导航卫星自主定轨的算法研究及模拟结果

讨论了利用卫星卫星间的距离观测值建立导航卫星系统自主定轨的数学方法,并用GPS星座模拟星间观测值,采用滤波算法计算卫星的状态参数。模拟结果表明,在空间测距精度一定的情况下,自主定轨精度能高于GPS广播星历,因而能较精确地维持卫星系统的坐标框架。     

基于光谱信息的遥感图像空间域自适应滤波

遥感图像往往由于内外因素的干扰含有各种噪声 ,为提高图像质量人们对其进行滤波。常规的滤波方式完全基于图像空间域 ,在消除异常点使图像平滑的同时使边界变得不清楚从而使图像模糊 ;或者正相反 ,在边缘信息得到增强时也放大了图像噪声而使图像变得粗糙。该文的自适应滤波方法充分利用多光谱和高光谱遥感图像的光谱维信息 ,滤波时不仅要使均匀的地块得到平滑 ,而且要使地块间的边缘、局部的异常点、线仍然得到保存、在光滑的同时尽量保持原有的数值特征     

浅论WebGIS技术

论述GIS的发展及其优缺点,讨论WebGIS的特点以及技术实现方式。