天津市塘沽区地面沉降模拟研究Ⅰ——建立地面沉降神经网络模型

本文以天津市塘沽区为研究区域,在收集和整理历史数据的基础上,建立了本区地下水开采条件下的地面沉降神经网络模型,实现了地面沉降过程的并行预测。模型的预测能力通过了回归显著性检验,预测结果对观测值有充分的解释能力。     

大气CO2浓度升高及气候变化对作物冠层光合影响的数值模拟

利用美国Licor-6200光合作用测定仪,对黄淮海地区代表性冬小麦品种鲁麦23号叶片光合作用速率进行了较为全面的测定,分别确定了冬小麦叶片光-光合作用响应曲线和CO2-光合作用响应曲线,在此基础上,建立了叶片光合作用模式,并进而建立了一个具有瞬时时间尺度,空间积分为叶片尺度的冬小麦冠层模式,利用模式分别分析了大气中CO2浓度升高和温度变化对冠层光合作用的不同影响,并在此基础上进一步进行了综合数值分析.单因子分析表明晴天状况下,冠层光合速率随CO2浓度升高而上升,当CO2浓度由330×10-6上升至660×10-6时,冠层光合日总量可增加19.7 %;冠层光合速率随辐射增加而增大,辐射量增加10.0 %,冠层光合日总量可增加6.7 %;冠层光合速率随温度升高而下降,温度升高1 ℃,冠层光合日总量减少2.9 %.多因子综合数值分析表明在辐射量较大的气候背景下,冠层光合日总量对温度和CO2变化响应更加敏感.本文的实测数据为研究气候变化对中国农业影响提供了最基本的可靠模型参数,冠层光合模型为未来改进作物模型提供了理论基础.     

植被光合、冠层导度和蒸散的耦合模拟

采用非直角双曲线估算了叶片的光合速率,将冠层分为多层,分别计算每层受光叶和遮光叶的光合速率,采用积分法估算冠层群体的光合速率,通过群体净光合速率(An,c)与冠层导度的耦合模式将An,c与潜热通量(λE)耦联起来,通过双层模型估算λE,最后建立了植被群体光合-冠层导度-蒸散的耦合模型(CPCEM).本模型的优点在于计算相对比较简单,便于应用.通过涡度相关系统测定的λE与NEE对CPCEM进行验证,显示CPCEM模拟的生态系统净交换速率(NEE)与实测结果变化非常一致,二者的根均方差仅为2.94μmol·m?2·s?1,CPCEM模拟的潜热通量(λE)与实测结果变化趋势比较一致,但模拟结果比实测结果偏高.     

彬县-铜川地区延长组油页岩晚白垩世以来的抬升剥蚀与冷却历史

利用古温标与热年代学数据共同恢复油页岩的隆升冷却历史对于研究油页岩成矿的热背景有着重要的理论意义.利用钻孔ZK900磷灰石（U-Th）/He测年数据,结合已有的永参1井磷灰石裂变径迹资料分别获得铜川地区和彬县地区延长组油页岩晚白垩世以来的古地温、抬升冷却期次、抬升冷却速率及剥蚀厚度等数据,并对比了两个地区油页岩经历的构造热演化史的差异性.ZK900钻孔长6、长9和长10段磷灰石He年龄均值依次为43.83 Ma、31.87 Ma和22.88 Ma.铜川地区油页岩晚白垩世以来经历了97~40 Ma快速抬升、40~8 Ma缓慢抬升和8 Ma以来快速抬升3个阶段,剥蚀厚度及抬升速率分别为600 m、10.5 m/Ma,10 m、0.3 m/Ma和1 290 m、161.3 m/Ma,对应的古温度及冷却速率分别为100~60 ℃、0.70 ℃/Ma,60~50 ℃、0.22 ℃/Ma和50~25 ℃、2.90 ℃/Ma.彬县地区延长组油页岩晚白垩世以来经历了3期抬升冷却过程:97~40 Ma,持续抬升冷却（130~75 ℃）,冷却速率为0.96 ℃/Ma,抬升速率为14.4 m/Ma,剥蚀厚度820 m;40~8 Ma温度基本未变（75~70 ℃）,抬升/冷却速率均很低,分别为1.9 m/Ma与0.16 ℃/Ma,剥蚀厚度60 m;8 Ma以来急剧降温（70~31 ℃）,抬升速率125 m/Ma,冷却速率4.88 ℃/Ma,剥蚀厚度1 000 m.彬县-铜川地区三叠系油页岩晚白垩世以来经历了3个抬升阶段,始新世40 Ma和中新世8 Ma为该套油页岩成矿后期冷却的关键时刻.研究表明,彬县地区和铜川地区抬升冷却和剥蚀历史具有一定的差异性,在今后油页岩成矿及后期改造研究中应区别分析.      

天津市地面沉降防治工作中的若干水资源管理问题分析

本文在总结天津市地面沉降的历史演变、现状、成因及危害的基础上,通过分析天津市地面沉降防治工作中的若干水资源管理问题,如城市集中供水、基坑开挖中的井点降水工艺、地下储能系统中的地源热泵以及地下水库调蓄水资源,找出控沉管理工作与水资源管理工作的切合点,针对以上控沉工作面临的新问题提出相应对策和建议。     

冬小麦生长发育统一阶段模式的研究

本文以生物学为基础，发展了一个包含非线性积温模式并考虑了日长影响的冬小麦生长发育阶段（DVS）模式，该模式不同于一般以往的冬小麦分段发育模型，它是一个统一的发育模式，利用中国小麦生态实验资料研究表明：黄淮海地区秋播冬小麦发育速度模式可以拟合为V=2．34×10－3＋1．21×10－3×e0．30（DL-DL0）＋1．62×10－7×（T－Tmin）（1．93）（Tmax－T）（1．14），其中T为日平均温度，DL为日长，DL0为临界日长，Tmin、Tmax为小麦生育的最高、最低温度；V的逐日累加即为该日的DVS值。利用中国小麦生态资料确定的DVS值分别为：出苗0．03，三叶0．07，拨节0．70，抽穗0．88，开花0．89，成熟1．0。平均拟合误差3．6天。利用该模型可对大田冬小麦生长进行监测研究。     

鄂尔多斯盆地延长探区上古生界热演化史

通过试气静温资料,统计了延长探区上古生界各个主力含气层位的现今地层温度。通过地化资料指出该区上古生界烃源岩热演化程度达到成熟—过成熟阶段,采用经验公式法恢复了对应的最大古地温。采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度。在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史。沉降史模拟表明:晚三叠世为该区沉降的主要发育时期。热演化史模拟表明:延长探区上古生界烃源岩在早侏罗世进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,上古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗世—早白垩世。     

中国不同气候区基于火险气象指数的火险概率模型

目前,森林火险气象指数被广泛用于世界多个国家和地区.本研究目的为,基于火险气象指数,在中国不同气候区建立火险概率模型.本文在中国4个气候区,使用1998-2007年的气象及火灾数据,以位置变量、月份、海拔、加拿大、美国及澳大利亚的气象火险指数、植被指数为自变量,建立了半参数化Logistic回归模型,分析各自变量与着火概率及大火发生概率之间的非线性关系.在不同区域,模型所选自变量组合不同,这与各气候区不同气象及植被状况有关.通过模型模拟数据和实际观测数据散点图、火险概率图、大面积火灾数量预报曲线图,分析了模型的预测能力.研究结果表明,在4个气候区,海拔和NDVI指数对着火概率影响显著.模拟可燃物含水量的气象火险指数由于反映出了植被的季节变化特征,在中国北部成为火险概率模型中的重要因子.模拟土壤有机层可燃物状况的火险气象指数在中国南部(东南、西南)成为火险概率模型的重要因子.在中国4个气候区,应用半参数化Logistic回归模型,可以有效模拟月时间尺度着火概率及大火发生概率,并为分析火险气象指数的预报能力提供了有效途径.本研究为进一步分析气候与火险之间的动态关系提供了理论基础.     

农田N_2O通量测定方法分析

采用空气动力学方法、波文比 /能量平衡法及密闭箱法结合气相色谱分析对农田N2 O通量进行了测定。在夏天和秋天观测前的 1～ 2周 ,148和 10 9kgNhm-2 肥料被分别施入夏玉米田和冬小麦田。实验表明 :空气动力学法与波文比 /能量平衡法测定的N2 O通量在冬小麦田较为接近 ,在夏玉米田则相差较大。夏玉米冠层上方温湿梯度的细微变化可导致能量平衡法计算的N2 O通量发生较大离散 ,从而与空气动力学法的计算结果产生较大偏差。观测期间 ,微气象法和密闭箱法测定的农田N2 O日平均通量在夏玉米田分别为 18± 37和 8± 5ngNm-2 ·s-1;在冬小麦田分别为 43± 2 1和 6± 1ngNm-2 ·s-1。微气象法测定的农田N2 O通量高于密闭箱法的观测值 ,由此推测作物冠层可释放N2O ,其机制可能是土壤中生成的N2 O被作物的蒸腾液流输送到大气中。微气象法和密闭箱法测定的N2 O通量间的差异在冬小麦田大于夏玉米田 ,表明冬小麦释放N2 O的量大于夏玉米。这可能是冬小麦根系分布较夏玉米深的缘故。采用密闭箱法观测时 ,箱内气温发生变化 ,半小时内最高可增加10℃ ,因地温变化小 ,其对土壤中N2 O的生成并无显著影响。由于密闭箱法观测忽略或低估了植物释放的N2 O ,且箱内的边界层阻力可能高于箱外 ,其测定的地表N2 O通量偏小。     

遥感影像三维地形建模技术探讨——以昆明市为例

以昆明市为例，利用1：50000纸质地形图在ArcGIS中完成等高线矢量化，并在ERDAS中建立高精度的DEM数据。再采用ETM＋影像制作的昆明市正射影像作为三维表面的纹理信息，应用ERDAS IMAGINE8．7的VirtualGIS模块，在相同的投影坐标系统下，将数字高程模型（DEM）数据与遥感正射影像进行叠加实现了昆明市的三维地形可视化。