Assimilation of ASAR data with a hydrologic and semi-empirical backscattering coupled model to estimate soil moisture

The most promising approach for studying soil moisture is the assimilation of observation data and computational modeling.However,there is much uncertainty in the assimilation process,which affects the assimilation results.This research developed a one-dimensional soil moisture assimilation scheme based on the Ensemble Kalman Filter(EnKF)and Genetic Algorithm(GA).A two-dimensional hydrologic model-Distributed Hydrology-Soil-Vegetation Model(DHSVM)was coupled with a semi-empirical backscattering model(Oh).The Advanced Synthetic Apertture Radar(ASAR)data were assimilated with this coupled model and the field observation data were used to validate this scheme in the soil moisture assimilation experiment.In order to improve the assimilation results,a cost function was set up based on the distance between the simulated backscattering coefficient from the coupled model and the observed backscattering coefficient from ASAR.The EnKF and GA were used to re-initialize and re-parameterize the simulation process,respectively.The assimilation results were compared with the free-run simulations from hydrologic model and the field observation data.The results obtained indicate that this assimilation scheme is practical and it can improve the accuracy of soil moisture estimation significantly.     

黄土对含油废水的吸附作用研究

通过静态吸附实验,研究了兰州地区黄土对含油废水中石油类污染物的吸附作用,并对温度、pH、土壤粒径、有机质含量和含盐量等影响吸附作用的因素进行了分析。实验结果表明:该类型黄土对可溶性石油饱和溶液的吸附等温线符合Langmuir吸附模式,其吸附能力随温度、pH的升高而降低;吸附量随土壤粒径的减小呈增大趋势;吸附量与土壤有机质含量、含盐量呈线性关系,随着有机质含量、含盐量的增高吸附量增大。     

高饱和度饱和土中爆炸波与结构的相互作用

利用改进的? 2.5 mm×5 m的模拟爆炸装置进行了一系列爆炸波与结构相互作用的实验,得出了爆炸波作用下结构上的表面压力、动量、应变的实测波形。实验结果表明,由于结构刚度较小,在相同爆心距离条件下结构的荷载与自由场的压力值相差不大;荷载在顶板的分布较为均匀,结构在爆炸载荷作用下发生整体变形,可以用中心荷载代替整体荷载;结构对爆炸波的反射,无论是弹性波还是冲击波,反射规律基本一致。随着饱和度的增大,结构上的反射系数和爆炸冲击波波速也随之增大。     

5.12汶川地震对黄龙世界遗产地源泉水文地球化学的影响——高分辨率和高精度的水文地球化学监测证据

2008年5月12日的汶川特大地震不仅造成了惨重的人员伤亡和巨大的经济损失,而且对当地生态环境产生了严重的影响。本文根据黄龙钙华景观退化的人为和自然影响机理研究获得的部分高分辨率和高精度水文地球化学监测数据分析发现,大地震通过诱导控制黄龙源泉的深源断裂活动对源泉的水文地球化学产生了显著影响,主要表现为地震后泉流量、水温、电导率和CO2分压升高,反映出地震增加了地下向地表的水、热、钙离子和CO2通量。然而,地震对从泉水中沉积的钙华景观的后续影响以及汶川地震造成深源CO2向大气CO2释放对全球碳循环的影响,有待进一步的监测评估。      

利用固定台站分析长江激发气枪信号特征

地学长江计划安徽实验是以气枪震源为核心的大型主动源探测实验。通过在长江安徽段20个固定点定点激发气枪震源,并结合由109个固定台站、11条流动测线组成的观测网络,首次利用主动源实现了对长江流域安徽段约6万km~2面积的三维地下结构探测。本文利用固定台站对长江激发气枪信号进行了分析,结果表明,长江中气枪信号激发效果良好,固定台记录中气枪信号可识别的最远距离达300km。对气枪信号绝对振幅的研究结果表明:150km处的气枪信号约为10nm量级,200km处的气枪信号小于1nm;2气枪信号强度的空间分布存在一定的方位各向异性,可能与长江的几何形状有关;3台站背景噪声对于提取气枪信号至关重要,高质量的固定台网为识别nm量级气枪信号提供了保障。     

大通河流域土地利用/覆被变化的水文响应

以大通河流域为研究区域,利用1985年和2005年土地利用数据,结合SWAT分布式水文模型定量评估了流域土地利用/覆被变化的水文效应。结果表明：1985-2005年大通河流域的土地利用变化主要表现为草地向耕地、居工地转变,草地所占比例由46.7%骤降至20.9%,而耕地面积由1985年的1065.8km²增加到2005年的3243km²;相较于1985年的土地利用情景,2005年土地利用情景下的模拟的多年平均径流增加了1.92×10⁸m³,由于上中下游主要的土地利用/覆被变化不同,导致流域径流变化增加程度由西北至东南逐渐增大;大通河流域年径流的增加主要表现为汛期径流增加,讯期月平均径流增幅达到了0.40×10⁸m³·mon^-1;非汛期径流则呈不明显减小趋势,平均降幅为0.024×10⁸m³·mon^-1。合理规划大通河流域土地利用方式,提高水源区涵养能力,对流域水资源可持续发展具有重要意义。     

中国绿洲化及其研究进展

绿洲化是干旱区人与自然因素共同作用下荒漠向绿洲转变的过程。中国绿洲面积从20世纪50年代初期的20 000 km²扩展到2000年的86 000 km²,扩大了3.3倍。绿洲化过程不仅伴随着景观格局的变化,而且会引发土壤、生物、气象和水文等要素的变化。分析了近2 000 a来中国干旱区绿洲的演变过程,评述了绿洲化过程中景观变化,其对绿洲稳定性的影响及绿洲化过程中土壤要素、气象水文要素变化等诸多方面的研究进展,同时提出未来的研究中应加强绿洲化过程研究框架的建立、绿洲化过程中关键因素变化及绿洲化关键过程研究。     

基于IBIS模型的耕地生态价值估算——以成都崇州市为例

基于成都崇州市耕地实地采样数据和修正的IBIS模型测算数据,对耕地生产有机质、调节大气、涵养水源、土壤保持和净化环境等五种自然生态服务价值进行测算,并与已有相关研究成果进行对比分析。结果表明：① 研究区耕地不同类型的生态服务价值量存在较大差异,由高到低依次为：土壤保持、调节大气、涵养水源、生产有机质、净化环境;② 研究区单位面积耕地生态价值量为29959.5元/hm²,其中土壤保持价值的贡献率最大,占36.35%;③ 与已有研究结果对比分析,由于耕地生态价值内涵界定和测算方法的差异,单位面积耕地生态价值测算结果存在一定差异。研究结果对于科学合理地确定耕地保护的补偿标准和补偿机制构建具有一定的参考指导作用。     

月潭水库洪水预报模型研究及水库建设对黄山市中心城区的水文效应分析

洪水预报是水库科学调度的关键依据,本文利用流域水文模拟方法,分别建立月潭水库洪水预报模型、建库后水库～屯溪区问流域水文模型及水库～屯溪之间河道演算模型,并基于成果,选择历史典型洪水,分析月潭水库建设对黄山市屯溪中心城区的防洪效应.     

地震诱发堰塞湖的应急水文分析方法与实践

本文运用事件分析方法,在分析突发事件水文应急分析要求的基础上,结合当前应用模式,提出了应急水文分析方法框架模型,并示例说明了在四川"5·12"地震后堰塞湖除险处置过程中不同阶段的应用情况.这些方法对于其他突发事件的水文应急分析也有借鉴意义.