基于GIS的兰州滑坡与泥石流灾害危险性分析

频繁发生的灾害愈来愈对人类社会造成巨大影响, 遥感、地理信息系统、全球定位系统和网络技术日益在减灾行动中发挥重要的作用. 兰州区域地质岩性、构造断裂、地震活动带、地表侵蚀强烈和地形起伏破碎等因素造成了兰州滑坡与泥石流灾害的发育, 夏季暴雨、人类工程活动等诱发下灾害频繁, 风险加剧. 针对兰州地区滑坡与泥石流等山地灾害对区域社会经济的影响, 通过建立区域滑坡与泥石流灾害的空间数据库, 在GIS技术辅助下实现了专家经验模型和Logistic模型对滑坡与泥石流灾害危险性的预测, 其中滑坡Logistic模型准确性达到85.3%, 专家经验模型准确性达到74.2%; 泥石流Logistic危险性预模型准确性达到80.5%, 专家经验模型准确性达到90.5%. 随着研究的深入, 综合遥感、地理信息系统、全球定位系统和网络技术的灾害研究与应用将在灾害防治中发挥重要的作用.     

兰州市职住空间组织特征

以兰州市为实证研究对象,基于2010年兰州市内1 500份家庭调查问卷数据基础上,利用地理信息系统技术,对兰州市居民的职住空间组织特征进行实证研究。研究发现兰州市居民的居住地和就业地之间的平均距离为2.34 km,有一半居民的通勤距离在1 km内,和北京、上海、广州等东部大城市相比,兰州市的通勤距离比较短,还没有出现类似东部大城市的职住分离比较突出的现象。兰州市作为多中心、带状组团城市,各组团内部就业与居住基本平衡,居民通勤多以本组团内部的通勤行为为主,没有出现大规模的跨区通勤,各组团居民的通勤行为具有“近多远少”特点。各组团职住空间特征存在明显的差异,城关区和安宁区的平均通勤距离较短,七里河和西固区的平均通勤距离较长。职住空间组织特征与城市中居住功能和就业功能的空间差异有关。城关区属于单向外来通勤流为主的区域、七里河区属于双向通勤流比较平衡的区域、安宁区和西固区属于单向外出通勤流为主的区域。     

兰州市城区河道表层沉积物地球化学元素分布特征

通过对兰州市河道表层沉积物地球化学元素分析发现,兰州市河道表层沉积物41种地球化学元素富集因子多小于1,Cl、S、P、Bi、Cr、Cu、Pb、Sn、U、W、Zn富集因子值均大于2,显示了较高的污染水平。对单个采样点总富集因子的分析研究发现,R值均大于2,显示出较多的富集。其中水磨沟下游和鱼儿沟下游富集因子出现高值,显示出严重污染。元素来源研究结果显示,兰州市河道表层沉积物地球化学元素的来源可分为3类:①生活污水排放以及雨水对地面或街道的冲刷作用;②工业污染,包括冶金、电镀、农药和化肥等污水的排放;③本地土壤类型灰钙土中元素的贡献。通过粒度与元素相关性分析可知,元素P、Cl主要分布于细颗粒物质中,反映了兰州市河道表层沉积物污染物质在细颗粒中有较大量的富集。     

半干旱区城市人工森林生态系统服务价值评估——以兰州市南北两山环境绿化工程区为例

基于2005年兰州市南北两山环境绿化工程区的卫星遥感资料,应用生态系统服务评价方法,结合研究区实际情况,对研究区的城市人工森林生态系统服务价值进行评估。结果表明:①2005年研究区的人工森林生态系统总服务价值为15.59亿元·a-1;各项服务价值的顺序依次为:森林游憩＞维持大气平衡＞涵养水源＞林副产品＞固土保肥＞保护生物多样性＞木材＞薪炭材;②城市人工森林生态系统服务价值组成上表现为经济效益（直接价值）与生态效益（间接价值）的比例相差不大,明显有异于自然生态系统,这主要是由人工生态系统的人为性和明确的目的性造成的。研究表明,城市人工生态系统对CO2减排的可持续性和生态安全具有现实意义。对积极探索西部地区的生物减排及水土资源及生态安全问题,对进行城市人工生态系统服务评价具有一定的借鉴意义。     

兰州城市建筑的空间分布

利用高精度卫星影象和大规模实地调查方法获取数据,采用GIS手段、景观生态学和数理统计等方法,利用建筑占地面积和建筑面积等指标分别研究了兰州市各区、功能区、各组团、各圈层现状建筑的空间分布与组合,以及城市资产、土地强度的空间变化规律。结果表明：住宅、工业、商务三类建筑是兰州市建筑的绝对核心类型,空间分布均衡而广泛,且工业建筑向外围迁移过程中存在全域分散化特征：兰州市各区建筑用途复杂程度、多样性和均匀性由中心到外围大致逐步降低,优势度逐渐增加,组团分布特征显著而强烈;建筑更新具有明显的全域化和快速推进特征;建筑用途空间组合、建筑容积率由中心到外围的空间波动性较为显著：建筑用途多样性、建筑容积率等指标高或低的“插花”分布现象相当显著;住宅、工业建筑更新与空间分化是城市建筑更新、建筑用途空间分化与组合及其变迁的核心动力因素,单位制模式的影响依旧强烈和深刻。     

兰州市主城区地下热水水化学特征分析

自上世纪70年代初期,兰州市主城区勘查发现地热异常以来,先后实施了6眼热水井。根据热水水化学特征分析,兰州市城区地下热水以温热水和热水为主,水化学类型以Cl--Na+为主,热储层中可能含有石膏夹层;热水中多种微量组分均达到具有医疗价值的浓度,部分地热水井可作为锶型饮用矿泉水开发利用;地下热水基本处于封闭状态,以溶滤作用、氧化还原作用和离子交换作用为主,地下热水水化学特征保持原始的水—岩平衡状态,水质较好,人类对该区域地下热水基本无开采扰动。     

沙尘事件对兰州河谷大气环境PM10的影响

利用1999—2001年兰州河谷大气中空气污染物的监测数据,结合河西地区沙尘事件频次,分析了兰州河谷大气环境PM10含量的季节变化特征及其成因。结果表明,源于河西地区的沙尘暴对兰州市空气中PM10含量有重要影响,PM10浓度在冬春季较高,在夏季较低。1985—2001年16 a来河西走廊中东部沙尘事件年均约为37.6 d,兰州河谷年均沙尘事件约为24.4 d,两者表现出显著的相关性（R=0.67,P=0.003）。2001年兰州河谷1 h平均沙尘PM10浓度统计分析显示:PM10含量大于1.0 mg·m-3 的峰值,主要由河西地区沙尘暴过程引起,而PM10含量0.5~1.0 mg·m-3之间的峰值,主要由工业污染物SO2、NOx及颗粒物的排放引起。要长期有效地改善兰州市大气环境质量,不仅要科学地制定本地污染物的减排措施,还要考虑周围地区生态环境的建设。     

兰州市南北两山生态建设效应的遥感监测

利用1999年Landsat ETM+、2005年Landsat TM卫星影像和2009年“环境与灾害监测预报小卫星”影像提取兰州南北两山地区三期土地利用数据,将景观生态学的理论与兰州南北两山环境绿化工程的实际相结合,运用GIS分析、景观指数计算及数理统计等多种方法,对兰州南北两山地区1999—2009年的土地利用与景观格局动态变化进行分析。结果表明,10 a来兰州南北两山的土地利用变化主要表现为林地和建设用地的增加,草地和农田的减少;景观格局趋于破碎化,多样性增大,景观结构趋于多样化和均匀化。驱动力分析表明,人类活动和政策因素是导致该区土地利用和景观格局变化的主要原因。     

不同温度条件下冻结兰州黄土单轴试验的CT实时动态监测

改进了与CT扫描系统配套使用的三轴仪。改进后三轴仪由控温精度达到±0.1℃的压力罐和加载装置组成,能够实现对冻土力学试验过程真正的CT实时动态监测。对不同温度条件下的冻结兰州黄土单轴压缩过程进行了CT动态扫描, 得到如下结论,应变0～0.7%的阶段,试样发生弹性变形,CT数轻微增大;应变0.7%～6.5%的阶段,开始发生塑性变形,但还没有发生损伤,CT数变化不大;当应变大于6.5%时,试样的CT数明显变小,损伤开始发生,直至应变达到10%时,试样发生破坏,随后CT数也急剧减小。因此,冻结兰州黄土的屈服应变为0.7%,损伤应变临界值为6.5%,破坏应变临界值为10%。另外,温度对试样的CT数也有影响,在-0.6～-1.7 ℃的温度范围内,试样CT数变化具有很明显的规律,即温度越低,CT数越小,在-1.7 ℃和-5 ℃试验条件下CT数变化不大。     

城市中穆斯林流动人口的空间行为特征及动力机制研究——以兰州市回族、东乡族为例

城市流动穆斯林的流迁行为因加入了民族文化、民族传统与民族意识等变量而具有复杂性和特殊性。本文以兰州市回族、东乡族为例,研究了其流动穆斯林人口的流迁行为特征及驱动力,得出如下结论:①流动穆斯林的来源地构成单一,主要以周边少数民族地区为主;来源地具有典型的"核心—边缘"结构,交通牵引使该结构发生分异;②居住地选择具有"围寺而居,围寺而作"的特点,呈"大杂居、小聚居"的地缘结构;③兰州市流动穆斯林流迁行为驱动力方面,研究认为除了包括由于经济不平衡发展导致的来自兰州市的吸引"拉力"与来自流出地的"推力"外,宗教生活的便利性以及兰州市定居穆斯林与流动穆斯林之间民族的同质性也已成为影响穆斯林流入兰州市的重要推动力量。研究结果对于合理疏导少数民族的空间流动方向与规模具有一定的理论和现实意义。