银北地区土壤盐渍化形成机理与模拟研究

银北地区位于干旱、半干旱气候带,降水稀少,蒸发强烈,导致本地区土壤盐渍化严重。近年来,由于黄河来水量的逐年减少,引黄灌溉不能满足农业灌溉需求,逐渐开始开采利用地下水。由于银北地区浅层地下水矿化度较高,利用地下水灌溉可能引起次生土壤盐渍化。本文运用PHREEQC模型软件模拟灌溉水与土壤之间的相互作用过程,探讨了土壤盐渍化的形成机理。通过模拟分析得到以下结论:(1)地表水和地下水联合运用是解决银北灌区土壤盐渍化的关键,不同地区采取不同的混合比例,可以实现水资源的高效利用。(2)银北地区灌溉淋洗期间存在蒸发浓缩叠代在2~4次,说明存在轻微蒸发。(3)INVERSE模拟结果说明,银北地区灌溉淋洗期间存在轻微蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩溶解,Na 、Ca2 和Mg2 吸附交换,渠水下渗转化为地下水;非灌水期地下水通过毛细管作用强烈蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩沉淀,Na 、Ca2 和Mg2 解吸附,使有害盐分氯化物、硫酸盐存留在土壤层中,形成土壤盐渍化。     

西北地区沙丘凝结水形成机制及对生态环境影响初步探讨

西北地区沙漠及荒漠化地区，包气带的水分来源除来自大气降水外，还来自凝结水，凝结水对包气带中水分的保存、运移及荒漠植被生态起到至关重要的作用。作者在甘肃省河西走廊高台县西的流动沙漠边缘的半固定沙丘上，采用TSCⅡ智能化土壤水分快速测试仪，SN2202数字温度计、CENTER1300相对湿度仪进行了凝结水观测试验。对沙丘表层0～30cm范围内的气温、地表温度、地温和含水量进行连续观测，每2h观测一次，试验历时5d。试验结果表明，在西北沙漠、荒漠化地区有凝结水存在，它的形成不仅对包气带中水分的保存及分布起着重要的作用，并且对维系荒漠化地区的植被生态系统的稳定至关重要。并对凝结水形成机制进行了初步探索；初步确定，日气候变化造成的地表温度与地温温差是凝结水形成的主控因素，包气带中的含水量分布则控制着凝结水的多寡，凝结水主要出现在干沙层与湿润砂层界面上。     

利用NOAA/AVHRR数据获取地表特征参数的方法研究

地表特征参数的正确与否直接影响到区域陆面蒸散量估算精度,因此在区域非均匀陆面蒸散研究中,地表特征参数的获取方法是一个值得探讨的问题．与传统的方法相比,卫星遥感技术在求取地表特征参数时有其独特的优势．NOAA气象卫星AVHRR资料以其时间分辨率高、覆盖面广、价格低廉等优点广泛应用于非均匀陆面蒸散研究和应用中．本文建立了NOAA／AVHRR计算地表特征参数的参数化模型,选取中国东北松嫩平原西部地区2000年7月8日的AVHRR资料,试算了研究区地表温度、地表发射率、地表反照率、NDVI等主要地表特征参数,并且参照2000年研究区土地利用数据对各参数的空间分布特征及合理性进行了分析。     

黄河源区水环境变化及黄河出现冬季断流的原因

自1954年有水文观测资料以来，黄河曾在青海省玛多县黄河沿水文站发生过3次断流。本文在分析黄河源区水环境特征及其影响因素的基础上指出，鄂陵湖、扎陵湖的环湖融区调节能力低，当遇到连续干旱、冬季其调节水量不足以维系黄河径流时便会发生断流，这是断流的主因。湖水位降低、开采沙金、过度放牧等自然和人为因素也会对黄河发生断流产生影响。鄂陵湖口附近黄河上修建的水电站开始蓄水，提高了两湖及环湖融区的调节能力，今后黄河冬季出现断流的可能性将大为降低。     

基于地质统计学的NDVI图像估值技术

将疏采样后的NDVI图像作为未受云层影响的已知数据,分别用普通克里格、泛克里格、指示克里格和序贯指示模拟对NDVI图像进行恢复并比较其效果。研究发现,各种克里格法对NDVI图像的估值效果由高到低依次为泛克里格、普通克里格、指示克里格,通常计算方便的普通克里格法就能够满足图像恢复所要求的精度;普通克里格方差和泛克里格方差只能反映数据的构型,不能很好地衡量估值图像的不确定性,指示克里格的条件方差的分布和实际误差的分布基本一致,能够较好地衡量估值图像的不确定性,并且其大小与NDVI影像数据的不确定性大小的分布一致。序贯指示模拟得到的多个等概率实现表现出很大的空间变异性,多个实现的均值图像光滑效应明显,估值精度不高,但是多个实现的方差分布可以很好地表征空间数据的不确定性分布。     

水均衡法验证蒸散量计算的可靠性——以张掖盆地为例

蒸散量的计算方法有很多种,表面能量平衡系统(SEBS)是近年来应用较为广泛的计算蒸散量的方法之一。SEBS是应用卫星对地观测的可见光、近红外和热红外波段资料,结合实测气象数据或大气模式输出数据,根据表面能量平衡原理估算不同尺度的地表大气湍流通量,从而估算地表相对蒸散的一种方法。将水文数据与遥感数据相结合,运用SEBS方法对张掖盆地的区域蒸散量进行了估算,并在水均衡原理的基础上,对蒸散量计算结果的准确性进行了验证。结果表明:SEBS方法计算的蒸散量与水均衡法计算出的蒸散量结果吻合较好,从而验证了SEBS方法计算盆地蒸散量的准确性。     

黄河源区基流量的变化规律及影响因素

选用改进的加里宁方法计算出源区的基流量,利用小波变换、小系数方差等方法分析了1955—1999年基流量周期变化规律,同时利用显著周期振幅的不稳定性,计算同周期基流量与气象要素的小波系数的相关系数,判定了基流量变化趋势及显著周期的气象成因,确定了三次断流的原因。计算结果表明:源区基流量存在一个强趋势项、7~8a与3~4a两个显著周期。强趋势项决定了基流量的总体变化规律。受其影响,20世纪50年代以来,源区基流量呈现枯—丰—枯的变化规律。强趋势项与两个显著周期的叠加是基流丰枯变化的本质,是历史上三次断流的根本原因。计算结果还表明,基流量的强趋势项为气温所致,两个显著周期为降水所致。源区植被覆盖率与基流指数成负相关关系,当植被覆盖率增加20%时,基流指数将减少10%以上。     

多孔介质中DNAPL与水相界面面积的测定及影响因素研究

重非水相液体(Dense Non-Aqueous Phase Liquid,DNAPL)与水相的界面面积是影响DNAPL在地下水中溶解速率的关键参数。通过设计二维砂箱实验,运用界面分配示踪法测定DNAPL残余饱和态下的界面面积。为量化分析保守示踪剂Br~-的存在对实验结果的影响,共进行两组实验,Br~-和界面分配示踪剂的注入方式分别为依次注入和同时注入。结果表明:(1)两组实验测定的固液相分配系数K_d值分别为0.079 m L/g和0.142 m L/g,表明Br~-的存在增大了介质对界面分配示踪剂的吸附作用;(2)两组实验测定的单位体积多孔介质中界面面积值分别为215 cm~2和237 cm~2,表明Br~-的存在增大了DNAPL与水相交界面对界面分配示踪剂的吸附作用;(3)在本实验范围内(Br~-浓度C_(Br)≤200mg/L),K_d值与Br~-浓度呈良好的线性关系(K_d=0.00032C_(Br)+0.0798),可用于对砂介质的K_d值进行估算和验证。     

NOAA/AVHRR的分裂窗算法在地表温度反演中的应用

以吉林西部为研究区域,建立以NOAA／AVHRR卫星资料进行地表温度反演的参数化模型。利用2000年7月5日的AVHRR资料,在4种常见地表温度反演分裂窗算法的对比分析基础上,选用Coil和Caselles提出的分裂窗算法,获得研究区地表温度,为地表蒸发量遥感计算提供必要的地球物理参数。     

岩体渗透结构的条件模拟分析

本文针对裂隙岩体渗透性参数空间分布问题，引入条件模拟的理论与方法。在简要介绍条件模拟原理的基础上，给出了实例分析。拉西瓦水电站坝址区岩体渗透性具典型的壳状结构特征，从这一地质现象出发对渗透性参数进行了100次条件模拟。分析结果表明，条件模拟从三维角度更全面直观地证实了岩体壳状渗透结构的理论。