基于全耦合的地表径流与土壤水分运动数值模拟

针对降雨径流从坡面流下的过程中会发生下渗,导致土壤水非饱和带含水率增大这一动力学过程,从物理机制上对土壤水和地表水进行耦合,将二维平面地表水模型叠置在土壤水模型的顶部,对土壤水、地表水模型进行相同的空间和时间离散,在模型的计算过程中通过达西流关系对两者之间的水量交换进行计算(双层结点法耦合)或整合离散方程的整体法进行耦合。通过对两种耦合方法的比较以及与前人的实验结果对比,该模型与耦合方法能够准确地模拟和预测地表径流与土壤水分运动过程。研究结果可为分析地表水流与饱和-非饱和带水分与溶质耦合机理提供理论支持。     

远区台风“三巴”对长江口波浪动力场的作用机制

针对远区台风对河口波浪动力场的影响问题,利用第三代波浪模式SWAN计算了远区台风"三巴"期间长江口波浪动力场分布,分析了陆架至河口区的波浪能量耗散和波致泥沙侵蚀的时空分布,发现波浪由外海向近岸传播过程中,波-波相互作用导致能量由高频向低频转换,周期和波长逐渐增大,近底层轨道流速增大,能量密度增高;阐明白帽破碎是维持深水区波浪能量平衡和限制波高成长的主要机制,底摩擦耗能和水深诱导的破碎耗能是长江口横沙东滩和崇明东滩邻近海域波高衰减的主要原因;提出波浪产生的底部切应力与相对水深有关,当波浪传播到浅水区时,波长和周期越大,波浪切应力越大。研究揭示了与河口相距数百公里的远区台风能够对长江口波浪动力场产生明显影响,河口水下三角洲前缘是最容易受到波浪侵蚀的区域,研究成果弥补了目前关于陆架远区台风对河口波浪动力场影响研究的不足,对深化认识远区台风对长江口动力环境、地貌演变、航运安全和滩涂保护等有重要科学意义。     

基于模糊聚类的新疆典型高寒草原土壤pH值空间制图

准确、高效地掌握草原土壤属性的空间分布能够为草地资源境管理提供基础信息和参考依据。相比于传统土壤调查方法,基于模糊逻辑的土壤—环境推理能够提高野外采样效率和预测制图精度,被广泛应用于数字土壤制图。但由于土壤自身的空间变异性及其与环境条件间的非线性,现有推理模型的稳定性较低,尚未在高寒草原区进行应用。选择新疆巴音布鲁克典型亚高山草原地区约4 km^2区域为研究区,以高程、坡度、坡向、沿剖面曲率、沿等高线曲率、地形湿度指数6个地形因子为土壤环境因子,采用模糊C均值聚类(Fuzzy C-means Clustering,FCM)方法对环境因子聚类,得到9个环境因子组合,并在隶属度值高的环境因子组合中心共设置18个典型点。运用土壤—环境推理方法模拟研究区表层土壤pH值空间分布,其变化范围在7.170~8.186之间。选取35个独立样本进行精度检验(均匀采样点16个,横截面采样点9个,垂直带采样点10个),模拟结果与实测值基本吻合,且基于模糊聚类和土壤—环境推理方法的模拟精度高于普通克里格法和反距离权重法。通过基于模糊逻辑和土壤—环境推理的数字土壤制图方法在小尺度区域的运用验证,结果表明基于典型点的采样方案能够快速、有效地对区域土壤属性进行空间模拟,该方法对于类似小尺度的研究区同样有效。     

三维激光扫描技术在西宁市城市地下空间测量中的应用

为验证三维激光扫描技术在西宁市城市地下空间测量中的适用性,探讨了其应用过程的流程和方法,用坐标对比法评定了三维激光扫描系统的精度。结果表明:三维激光扫描系统的平面精度达到0.032 m,符合城市测量规范要求,说明三维激光扫描技术在城市地下空间测量中具有很好的适用性,可以推广应用。     

长江口浑浊带核心区北槽水动力特征研究

本文根据2015年长江口洪季浑浊带水域座底三脚架全水深范围观测数据,对北槽中下段纵横向流、余流结构、边界层特征等进行了深入研究,结果显示:（1）大潮潮流矢量特征在垂向上的变化差异最为显著;北槽中下段水流出现明显的横向输移,指向航槽北面;（2）横向流速在大潮期间的变化（垂线平均）为-0.10~0.39 m/s,小潮期间的变化为-0.13~0.25 m/s;横向平流对于北槽纵向物质输运有显著调整作用;（3）余流垂向差异大,底部几乎为0,小潮期间余流更强;周期性再悬浮的细颗粒泥沙可作为北槽最大浑浊带的重要物质来源;（4）传统六点对数流速拟合法获得摩阻流速误差较大,近底1 m区域高分辨流速剖面是准确获取底边界层参数的有效途径。     

日食对中国大气边界层热力状态的影响分析

地球的能量主要来源于太阳,太阳的辐射变化对地球大气边界层有着潜在的影响。日食过程中太阳被遮挡减少了到达地球的热辐射能量,大气热力状态被改变,为研究大气层热力状态的变化提供了一个好的机会。2020年6月21日,在中国境内出现了一次日环食,除日环食带以外中国其他地区都可见到日偏食。为了研究日食对边界层大气热力状态的影响,本文分析了西安、遵义、南宁和宜宾4个不同地区的微波辐射计实时连续观测的大气温湿度廓线数据,研究日食期间不同日面遮挡程度对不同边界层高度上大气热力状态的变化及其受天气条件的影响。这4个站点月球对太阳的遮挡比例都不相同,其中宜宾处在日环食带上遮挡最多。实验结果表明,日食期间大气边界层温湿度受到日食的影响较为明显。从日食开始到最大时刻由于到达地球的太阳辐射能减少,边界层大气温度也开始降低,在日食从最大时刻到结束期间,从太阳到达地球的辐射能量逐渐增大,边界层温度开始上升,日食过程中相对湿度变化与温度相反。4个站点温度变化最大约4℃,相对湿度变化超过10%,水汽密度没有明显变化,各个高度层温湿度变化明显滞后日食过程约15—20 min。日食过程中,月球对日面遮挡越多,日食对边界层大气...     

恩平24-2油田水平井钻井液技术研究

为满足恩平24-2油田水平井钻井工程和储层保护需要,通过实验研制出一种无固相快速弱凝胶钻井液体系.室内评价试验表明：该钻井液具有较高的动塑比和较高低剪切速率黏度（LSRV）,能有效克服水平井段携岩难、易形成岩屑床的问题.具有优异的抑制性和润滑性,且滤失量较小,具有较强的抗温、抗污染能力、井眼净化能力和储层保护能力.针对恩平24-2油田水平井采用裸眼完井工艺,研究了破胶剂JPC对钻井液及其滤饼的破胶性能,破胶剂JPC能有效解除聚合物对储层造成的污染.研究结果表明,该钻井液具有独特的流变性,维护简单,优异的储层保护性能和较好的可降解性,适用于恩平24-2油田水平井水平段的钻进.     

GPS轨道插值方法

国际GNSS组织（IGS）中心提供的GPS卫星精密星历的时间间隔为15min,在GPS的实际应用中必须要对GPS轨道进行插值。常规的GPS轨道插值方法有Lagrange插值、Neville插值和Chebyshev拟合。对上述3种插值方法进行了详细分析,并用于GPS轨道插值;然后利用美国国家大地测量局（NGS）提供的GP...     

三维激光扫描技术在变形监测中的应用

随着激光扫描硬件设备的升级优化,三维激光扫描仪与其他设备更加易于集成,数据采集简单迅速,可实时处理点云数据,快速构建三维模型.与传统变形监测方法相比,将三维模型用于变形监测更加全面,自动化、智能化强度高,实时性好,且精度高.本文简单介绍了三维激光扫描系统的国内外研究现状、工作原理和分类,与传统变形监测方法作了比较,详细分析了三维激光扫描系统在变形监测中的应用.     

国家森林公园空间分布格局及其影响因素研究

国家森林公园是我国生态文明建设的重要载体之一。以1994、2004年和2019年国家森林公园为研究对象,综合运用空间分析技术系统探究其空间分布格局及成因,旨在为国家森林公园空间布局优化和健康可持续发展提供科学参考。结果表明：（1）国家森林公园主要分布在胡焕庸线以东,大致形成了以京津冀、长三角、川渝交界和湘赣交界地区为核心的高密度分布地区,呈现出“大集聚、小分散”的分布格局。（2）国家森林公园系统分形特征明显,分形结构较为复杂。（3）国家森林公园省际间分布差异明显,三大地带间呈现东西少、中部多的“凸字形”分异规律,八大分区间呈现“由长江中下游、西南地区向东北和黄河中游地区递减”。（4）国家森林公园热点区呈现出一定的不稳定性,其中黑龙江、江苏和浙江发展较为活跃,持续保持在热点区域,而新疆、西藏和四川等地基本上都处于冷点区域,森林公园发展较为缓慢。（5）地形、降水量、客源市场和旅游资源禀赋是影响国家森林公园空间分布格局的主要因素。