Simulated multi-scale watershed runoff and sediment production based on GeoWEPP model

The runoff and sediment yield data from the Qiaozidonggou, Qiaozixigou, and Lu＇ergou watersheds, in the Loess Plateau of China are used to calibrate and validate the runoff and sediment yield simulated by GeoWEPP model of the WEPP Model at watershed scale. The indices of relative error, R, correlation coefficient, Re, and Nash-Suttcliffe efficiency coefficient Ens are used to evaluate the model fit. The eco-hydrological responses in the Luoyugou and Lu＇ergou watersheds are also forecast based on the WEPP Model. Meanwhile, the relation between vegetation pattern changes and sediment yield in the watershed is discussed, and the responses of runoff and sediment yield in the watersheds concerning forest growth stages are studied. The results show that the relative errors of simulated values of runoff and sediment yield are below 30%, the correlation coefficients axe above 0.90, and the Nash-Suttcliffe efficiency coefficients axe above 0.80. The simulation results present satisfactory performance, thus, the model could be used to simulate the runoff and sediment yield in these small watersheds. It is also observed that soil erosion tended to become severe as precipitation increased in the watershed, while soil erosion has a decreasing trend as forest cover increases and vegetation pattern is optimized. When the watershed is fully covered by forest, erosion and sediment yield are minimized. When the forest cover is about 30% and evenly distributed in the watershed, the erosion intensity is lower than if the forest cover is collectively distributed in the watershed. Erosion varies with different forest growth stages in the watershed; it is more serious at the young and near planting stage and is the smallest at the mature forest stage.     

基于反假频基函数的井震匹配快速算法

河流相储层、碳酸盐岩孔缝洞密集带等地层,地震同相轴不具有层状特征,可形象地称为具有复杂网状特征,利用层状地层模型难以精细描述井外地层.传统的宽带约束反演,其目标函数一般含有一个层状的初始模型、离散光滑约束、稀疏约束和线性拟合函数约束.利用这种层状的初始模型进行井震匹配,其高频信息主要来源于井资料插值得到的层状地层模型,井之间地震信息很难起作用.不仅如此,其计算量较大,且不易调节层状信息与稀疏约束反映的地震资料中的非层状信息的比例,难以适应的复杂网状地层的井震信息融合.本文利用地震资料构造反假频基函数以描述复杂网状地层,避免了对层状模型的过分依赖,使得联合重建的信息在井旁与测井资料拟合较好,在井外能充分地反映地震资料所含非层状信息.本文利用大庆下白垩地层扶余油层的河流相资料进行实验,证实了方法的快速和有效性.     

积云并合扩展层化型积层混合云的数值模拟分析

积层混合云是我国的主要降水云系,也是人工影响天气的主要作业对象,从云降水物理的角度来研究云系的形成和发展维系具有重要的意义.基于积层混合云的重要性,本文从个例研究入手,利用中尺度数值模式WRF,模拟2005年5月17~18日发生在我国西南山区（主要以贵州省为主）的积层混合云降水过程.发现这次过程是由对流云并合扩大层化形成的.云系形成以后,云系附近会不断有对流云生成,并在移动过程中并合进入云系,补充云系发展维系所需的含水量和能量,促使云系不断维持.在积层混合云系的内部,对流云和层状云区不断地发生作用.对流云给周围的层状云不断输送含水量和能量,支持着层状云的发展.云系内部两种云相互作用的结果体现在：对流云内的上升气流速度逐渐渐小,层状云的上升气流速度不断维持,总上升气流面积区扩大.对流云的降水量不断减小,而层状云的降水不断维持,带来了大面积持续时间很长的降水.     

基于COSMIC资料分析电离层F层不规则体结构

根据电离层不规则体的产生会导致周围电子浓度发生起伏变化的原理,利用2007年COSMIC掩星系统的TEC数据,通过平滑滤波得到TEC的扰动值ΔTEC的变化,利用其研究F层不规则体的时空变化特征.统计结果表明:扰动较大的掩星事件主要发生在磁纬±20°之间和高纬地区,春季和秋季带状分布较为明显,不同经度地区较强扰动的掩星事件的分布也有不同特征;较强ΔTEC的掩星事件主要发生在地方时午夜前和午夜后两个时段,发生的高度主要在250~400km范围内.这些结果与已知的F层不规则体的时空分布特征较为一致,说明利用TEC的扰动量来分析电离层F层不规则体结构是可行的.     

酸雨环境下砌体结构地震易损性研究

对4榀相同特性的砖墙进行不同程度的酸雨腐蚀试验及低周反复荷载试验,得出其在不同腐蚀循环次数下的滞回曲线。基于陆新征-曲哲恢复力模型对砖墙试件进行模拟分析,并与试验结果进行对比,验证得出三弹簧单元模型能够较准确预测砌体构件的滞回性能。利用三弹簧单元模型对不同腐蚀次数下砌体结构进行IDA分析,得出不同腐蚀次数下砌体结构的易损性曲线,通过对"小震"、"中震"、"大震"下结构失效概率的分析得出,酸雨腐蚀能够严重影响结构的力学性能,使得结构的抗震性能显著下降。     

基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类

海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度。为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法。首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征。其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型。通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力。     

1954年腾格里沙漠北7级地震断层面参数和滑动性质研究

1954年腾格里沙漠北发生7级大震,由于此次地震发生在戈壁深处,风沙作用强烈,震后破坏现象不易保存,给通过地质踏勘研究地震增加了难度。到目前为止,涉及此次地震的发震构造研究内容较少。本研究根据成丛小震发生在大震断层面附近的原则及参考前人给出极震区长轴形态,采用1985—2012年发生在地震破裂区的精定位地震目录,选定了一个长条状研究区域,将模拟退火算法和高斯一牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解的主震断层面走向、倾角,并确定地震发震断裂的长度、位置。在此基础上考虑区域构造应力参数,给出已求得断层面上的滑动角。最后将反演结果与已有结果做了对照,显示反演结果与已有的结果基本一致,反演到的震源断层位于前人给出的此次地震等震线的最高烈度圈内表明反演结果是真实可信的。     

1954年腾格里沙漠北7级地震断层面参数和滑动性质研究

1954年腾格里沙漠北发生7级大震,由于此次地震发生在戈壁深处,风沙作用强烈,震后破坏现象不易保存,给通过地质踏勘研究地震增加了难度。到目前为止,涉及此次地震的发震构造研究内容较少。本研究根据成丛小震发生在大震断层面附近的原则及参考前人给出极震区长轴形态,采用1985—2012年发生在地震破裂区的精定位地震目录,选定了一个长条状研究区域,将模拟退火算法和高斯一牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解的主震断层面走向、倾角,并确定地震发震断裂的长度、位置。在此基础上考虑区域构造应力参数,给出已求得断层面上的滑动角。最后将反演结果与已有结果做了对照,显示反演结果与已有的结果基本一致,反演到的震源断层位于前人给出的此次地震等震线的最高烈度圈内表明反演结果是真实可信的。     

四川汶川8.0级地震地下流体异常分析

汶川8.0级地震引起了社会广泛地关注,产生了地震能否预测的疑问以及汶川地震前是否出现了异常的讨论,震后一些学者对前兆资料进行了研究总结,本文在前人研究的基础上仅对地下流体异常进行了分析,认为汶川地震前存在着一些地下流体异常,本文从中期异常、短临异常、同震及震后调整这几个方面对水氡、水位、水温、流量资料进行了分析研究。通过对中期异常的识别及提取,认为采用从属函数方法定量提取异常效果较为理想。     

武汉和阿德莱德大气太阴N2潮及M2潮的对比分析

利用阿德莱德（35°S,138°E）和武汉（30.6°N,114.5°E）的流星雷达观测数据首次给出了80~100 km高度上周期为12.66太阳时的大气太阴半日潮汐（N₂潮）的季节、高度、年度变化及其与周期为12.42太阳时的大气太阴半日潮汐（M₂潮）的对比分析.分析结果表明：武汉和阿德莱德的N₂潮和M₂潮均有明显的季节、高度和年度变化.N₂潮与M₂潮的幅度比值大于其引力势之比0.191,在某些年份的不同季节和高度上,N₂潮的幅度甚至大于M₂潮的幅度.大多幅度之比接近或超过N₂潮和M₂潮引力势之比的2倍.中低热层的大气太阴N₂潮汐值得关注.