利用GNSS垂直位移研究长江流域陆地水储量变化的时空分布特征

连续运行的GNSS参考站网络能够实时监测地表水文负荷变迁引起的弹性地壳垂直变形.因此,利用GNSS观测的水文负荷垂直位移估计区域陆地水储量变化是一种行之有效的方案.本文收集了长江流域98个GNSS台站2011—2020年的垂直位移时间序列,并采用Slepian基函数方法将其转化为相应的位移谱,基于质量负荷理论估算长江流域陆地水储量变化,然后联合GRACE、GLDAS和降水数据分析其时空分布特征及水文驱动机制.GNSS反演结果与GRACE、GLDAS水储量变化均表现出明显的季节特征,周年振幅的空间相关系数分别为0.79和0.91.三种结果均表现出年水储量变化东西部大、中部小的空间模式,但GNSS反演结果显示整个长江流域水储量变化的最大周年振幅为~214 mm,明显大于GRACE (~121 mm)和GLDAS (~107 mm)的结果.此外,本文深入调查了长江流域三个子区域(金沙江流域、传统上游及长江中下游)水储量变化的空间格局与时序特征,发现基于三个数据集的水储量变化周年振幅在金沙江流域均呈现出西南向东北递减的趋势,且GNSS与GRACE结果显示长江中下游水储量变化较为显著.GNSS时序结果与GRACE、GLDAS及降水数据在三个子区域的时间相关系数均在0.48~0.84之间,其中金沙江流域GNSS与GLDAS相关系数达到了0.84.研究同时发现GNSS结果与降水存在非规律性的时滞关系：在金沙江流域与传统上游,GNSS结果出现峰值时刻较降水滞后2月,而在长江中下游几乎没有时延现象. 利用长江中下游GNSS结果估算的水储量盈亏情况与历史极端水文事件有较好的对应,表明利用稀疏GNSS台站网络可以有效捕捉流域尺度极端水文情况,能够为研究区域尺度水储量时空变化提供新的解决方案.

     

全球Schwideski海潮模型K_1、O_1分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮

本文根据计算地倾斜负荷潮的积分Green函数方法,计算了全球Schwiderski海潮模型K_1、O_1分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮,绘制了K_1、O_1分波负荷潮椭圆及其长轴迹线,沿长轴方向分量的等潮时线,长、短半轴等值线诸地倾斜负荷潮参量在中国大陆境内的分布图,给出了它们的空间分布图象,为国内的地倾斜固体潮研究提供了重要的参考资料.     

太湖沉积物理化性质及营养盐的时空变化

在不同季节,采集太湖梅梁湾和贡湖湾沉积物柱状样,研究沉积物Eh、pH、总氮、总磷以及有机质四季垂向剖面分布变化特征.研究结果表明,在表层下(0-3 cm),Eh随沉积物深度的增加迅速下降,很快进入还原状态.沉积物剖面上pH变化幅度不大,在6.4-7.8之间,冬季沉积物pH均有所降低.太湖沉积物中含有丰富的营养盐,总氮和总磷最高浓度分别为2.68和0.864 mg/g,其剖面分布特征表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,其含量随深度增加而降低,但四季变化趋势不明显.沉积物中有机质含量在10 cm以上变化幅度较大,随着沉积物深度的增加,有机质含量明显减少,季节变化幅度不大.比较不同采样点发现,位于梅梁湾生态系统试验区内的S1位点沉积物氮磷内源负荷最大.     

海岛重力测量负荷改正及其影响因素分析

利用927工程海岛绝对重力测量数据,研究了海潮负荷改正计算软件、海潮模型以及地球模型三因素对绝对重力海潮负荷改正的影响。根据计算结果,观测期间由不同海潮负荷计算软件造成的海潮重力值差异可达5.985 7μGal,不同海潮模型的差异可达2.532 7μGal,不同地球模型的差异可达5.928 3μGal。结论认为,在海岛绝对重力测量数据处理中,必须充分考虑以上因素造成的海潮负荷改正差异。     

涪江支流湔江水环境容量及总量控制研究

本文以四川省绵阳市湔江为研究对象,通过对该河流水质现状的分析,根据2005年现场实测的数据,采用建立的一维水环境容量计算模型来测算和分析该河流的水环境容量。结果表明:该河流水环境容量CODCr为1384.83ta-1,NH3-N为97.69ta-1,所排放的CODCr量、NH3-N量没有超过该流域容量,出水水质达到水质保护目标Ⅲ类标准。并根据该流域污染源的实际情况,针对工业污染源和城镇生活污染源的不同特点提出具体的总量控制对策。     

海潮负荷对中国区域CORS站点精密定位的影响

为了研究海潮负荷对中国区域连续运行观测站精密定位的影响,利用GAMIT软件,采用加入全球海潮模型和不加入全球海潮模型两种解算模式,选取了不同区域的CORS站点和同一区域多天的CORS站点分别进行解算,并对解算结果进行了分析比较。结果表明:海潮负荷位移在海岛上的影响最大,特别是在U方向,达到了厘米级,在N和E方向上的影响相对较小;沿海站点E和U方向上的影响在0.2～0.3 cm之间,N方向上的影响相对较小,而对内陆站点的影响基本可以忽略不计;对于CORS站点连续多天的基线处理,加入海潮模型改正对整体解算精度有一定的改善。所以在高精度定位解算时必须加入海潮模型改正。     

海潮负荷地心运动对GPS坐标时间序列周期信号的影响分析

分别采用地球系统质心（center of mass of the whole earth system, CM）和固体地球质心（center of mass of the solid earth, CE）框架的海潮负荷(ocean tide loading, OTL)改正计算132个全球站的静态精密单点定位PPP坐标,分析海潮负荷引起的地心运动对GPS坐标时间序列的影响。结果表明：1）海潮负荷地心运动在水平和垂直方向上引起的坐标差异分别为0.7 mm和1.3 mm,海潮负荷地心运动对坐标时间序列的影响具有显著的区域分布特征;2）在CM-OTL和CE-OTL中,海潮负荷效应引起的周期信号明显减小,海潮负荷改正所属框架与GPS轨道所属框架的不一致将引入GPS交点年信号、14 d、9 d信号;3）利用IGS精密轨道进行PPP计算时,应采用CE框架进行海潮负荷改正。     

地埋管换热器动态热负荷下地层温度场的解析解

垂直地埋管换热器（borehole heat exchanger,BHE）是利用浅层地热能的主要换热装置,如何确定合理的地埋管间距对地源热泵系统（ground source heat pump system,GSHPs）的传热性能与经济性影响很大。以往工程应用中未考虑地埋管热负荷的动态变化,常采用最大延米热/冷负荷（即最不利情况下）的影响半径作为设计依据,使设计参数趋于保守,很难实现地源热泵系统的技术和经济优化,而考虑负荷变化的数值模拟方法耗时复杂,不便于工程应用。文章提出了一种在地埋管实际热冷负荷动态变化条件下,计算地埋管换热器影响半径的简单数学方法。该法首先推导了地埋管换热器在周期性热流边界条件下,井筒周围地层温度场的解析解,在此基础上将地面建筑物全年周期下的实际波动热冷负荷进行傅里叶级数近似展开,最后通过线性叠加每个周期函数对应的解析解,得到建筑物实际动态热冷负荷下的地层温度动态分布。提出的解析解实时耦合了地面建筑动态热冷负荷,计算结果接近实际应用,具有计算精度高、简单方便快捷的优点,便于在工程实际中推广应用。     

长春新区农村生活污水污染负荷计算及治理措施研究——以长德经济开发区为例

农村生活污水的排放是水环境污染的重要因素.农村生活污水治理,是深化美丽乡村建设、提升农民群众生活品质的必要举措.以长春新区长德经济开发区为例,在对农村生活污水现状分析的基础上,进行污染负荷量预测,并结合研究区各行政村实际情况,提出相应治理方案,以期提高农村生活污水治理效率,改善农村地区水环境质量.     

武汉超导重力仪观测最新结果和海潮模型研究

利用武汉台站GWR_C032超导重力仪观测资料,在对原始数据进行有效预处理的基础上作调和分析,获得反映地球内部介质特征的重力潮汐参数.基于卫星测高技术和有限元方法同时考虑验潮站数据作约束条件获得的多个全球海潮模型,利用负荷理论和数值褶积积分技术计算了重力负荷,对周日和半日频段内的重力潮汐参数实施负荷改正,提出了“负荷改正有效性”概念,研究了全球海潮模型适应性.数值结果说明,海潮改正的有效性高达91%（O1,NAO99）和92%（M2,ORI96）.基于11个海潮模型对主波（O1,K1,M2和S2）的负荷改正说明平均有效性为（86%,70%,73%和84%）,振幅因子与理论模型间的差异分别从（212%,155%,116%和080%）降到（031%,039%,034%和008%）,同时还说明利用NAO99和ORI96全球海潮模型能获得比其他模型更佳的负荷改正效果.文章还利用国际地球动力学计划网络其他7个台站的超导重力仪观测研究了全球海潮模型的适定性问题,结果说明不同模型中不同潮波具有明显的区域特点,早期构制的SCW80全球海潮模型仍可作为大地测量研究中的重要参考模型.