基于Copula函数的组合变量联合概率分布研究及应用

基于Copula函数原理,利用武江流域实测水文资料,以广义GDP为洪峰洪量边缘分布,构建了流域组合变量Copula概率分布模型,分析了洪峰与洪量、洪量与洪水历时、洪峰与洪水历时的联合概率分布,绘制各种变量组合下的联合分布图及重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪水单变量设计值与多维联合设计值的区别。结果表明:广义GDP分布能很好的描述洪峰、洪量边缘分布,而基于广义GDP分布和指数分布构建的两变量Copula联合概率分布模型不限定变量的边缘分布,对各种类型的水文变量联合分布拟合效果较好;能全面反映洪水各特征属性不同等级下的联合发生频率,对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布模型描述洪峰流量、洪量、洪水历时等特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险。     

大都市边缘区小城镇整合发展模式研究--以吴江东部临沪地区为例

位于上海大都市边缘的吴江东部地区是一个典型的小城镇群,这一地区具有区位双重性、经济高速发展、空间本底碎化、生态环境脆弱、水乡文化多元化等特点。文章首先分析了小城镇群分散发展过程中产生的一系列问题,这些问题涉及到该区的行政区划、生态环境、社会经济、城市化与文化等方面。然后,基于吴江东部地区的区位优势,以该区行政区划调整的良好契机为背景,针对已经产生的问题,提出了基于区域重新定位和空间整合规划的小城镇整合发展模式,主要从“产业集群”的经济发展模式、“二次集聚”的城市化发展模式、“新水乡文化”的文脉传承模式对该区今后的发展提供了新的思路。     

乌江流域上游段土地利用类型对水体碳酸酐酶活性的影响及其生态意义

在乌江流域上游段选取来自不同土地利用类型的34个地表水采样点和27个地下水采样点,比较研究不同土地利用类型对地表水及地下水水体碳酸酐酶（CA）活性的影响。结果表明,在乌江流域上游段来自不同土地利用类型的所有采样点的地表水及地下水中均能检测出CA活性。比较来自不同土地利用类型的地下水及地表水平均CA活性,总体而言,平均CA活性从高到低均依次为：乔木林地、灌木林地、灌草丛地、农业用地和居民区,而且,来自乔木林地、灌木林地和灌草丛地的地下水平均水体CA活性显著高于地表水。相关性分析结果表明,地表水和地下水中水体CA活性与HCO3-浓度均呈正相关。本研究结果表明水体CA对流域岩溶碳汇潜力的贡献值得进行广泛而深入的研究。     

贵州境内乌江水电梯级开发联合生态调度

为保护乌江干流水生生态系统,实现水能资源开发和生态环境双赢,进行乌江水电梯级开发联合生态调度。分析计算了乌江主要生态控制断面洪家渡、乌江渡和思林的最小、适宜及理想生态流量过程;构建了乌江干流梯级水电站多目标联合优化调度模型,采用智能优化算法对其进行求解。计算得到乌江干流9座水库多年平均发电量和典型年年发电量、3个主要控制断面的生态用水保证率及其典型年水库调度过程。结果表明,通过乌江干流梯级水电站联合优化调度,在保证水电站防洪安全和发电效益正常发挥的同时,可提高乌江干流生态流量保证率;对于偏枯年和枯水年,即使通过梯级水电站优化调度,其理想生态流量用水需求也难以满足。     

Simulation of surface runoff in theWujiang River watershed based on GIS

Surface runoff in the Wujiang River watershed was simulated by a GIS-based method using precipitation, hydrology data, and land-use data. The volume of surface runoff is chiefly controlled by climates, topographical characteristics and types of land use at the watershed. Five subwatersheds that can represent the whole watershed were chosen and their average annual precipitation, average annual surface runoff and current land use were calculated respectively in the grid model of the Wujiang River watershed based on the climate and hydrology data from 1965 to 2000 and the land-use data acquired in the year of 2000. Surface runoff is assumed to be a function of precipitation and land use and the multiple regression tool is used to determine the relationship between surface runoff, precipitation and present land use. Thus, the rainfall-runoff model for each land-use type has been established. When calibrating these models, the results show that the percent errors are all below 7%, which indicates that the accuracy of this simulation is high.     

吴江市地面沉降分析及预测

通过对吴江市地面沉降与开采地下水关系的研究，证实地面沉降在时空分布上与地下水开采量基本一致，地面沉降速率与地下水位呈明显的相关性，运用太沙基的有效应力原理及一维固结理论，对地面沉降极限量进行估算。     

构皮滩水电站坝区节理特征及对区域构造应力场的指示

在区域上广泛分布并具有一致方位的节理,可用来恢复区域构造应力场的状态及其演化过程。通过对乌江构皮滩水电站坝区地层中所发育节理系统的方位、几何样式、充填情况、序列关系等特征的详细观察和分析,发现坝区的节理系统具有三组优势方位：走向NNE。倾向NWW（第一组）、走向NWW。倾向NNE（第二组）、走向NWW,倾向SSW（第三组）;而且第一组节理形成最早,第三组节理形成其次,第二组节理形成最晚。根据节理系统与应力的各种关系,结合研究区的区域构造演化,认为NNE向节理主要为燕山运动期的产物,并且在后期构造运动中有多次活动,而NWW向节理主要为喜山运动期和新构造运动期的产物。通过对节理系统中方解石脉e双晶的统计,求得燕山早期坝区古应力为111～142MPa。燕山中期坝区古应力为50-83MPa,燕山晚期或喜山早期坝区古应力为52～77MPa。节理系统的发育特征反映了燕山运动以来区域构造应力场主要以近NNW-E-W向的挤压为主,而古应力的变化则反映了燕山运动以来构造活动逐渐减弱。     

高坝对乌江下游底栖动物群落结构的影响

基于2006-2016年近10年的长期监测数据,对乌江下游两座高坝的修建对底栖动物群落结构的影响效应进行研究.结果表明：大坝蓄水前后底栖动物群落结构发生显著变化,不同时期的群落结构差异明显.蜉蝣目稚虫对生境的剧烈变动不适应,软体动物田螺科和觹螺科的一些种类对生境的剧烈扰动较为适应,生活史较短的机会主义物种在水库淹没区和坝下河段逐渐定殖下来.建坝以及大坝的运行调度对乌江下游底栖动物的群落结构产生了重大影响,底栖动物群落结构随着时间发生一定程度的演替.在底栖动物所有类群中,软体动物对栖息地的丧失以及流量的剧烈波动具有较高的耐受性,水生昆虫相对较不耐受环境的剧烈变化,而甲壳动物的适应性极强.百分比模式相似性指数（Percent Model Affinity,PMA）的变动趋势可有效地反映大坝对底栖动物群落的影响效应,其均值随离坝距离的增加而呈现逐步增加的趋势,表明大坝调度对水生态造成的负面影响会随着离坝距离的增加而逐步弱化,这与河流不连续体理论（Serial Discontinuity Concept,SDC）的预测趋势基本一致.根据长期监测成果,蜉蝣目扁蜉科、四节蜉科、细裳蜉科以及毛翅目纹石蛾科的种群恢复状况以及PMA指数可作为评估大坝不利影响减缓措施效果的依据.     

冬半年南支槽与乌江流域汛期径流的关系探讨

基于1954—2014年乌江流域站点的逐月径流与NCEP/NCAR的逐月位势高度、风矢量资料、比湿及垂直速度资料,采用相关分析、回归分析、合成分析等方法,研究了冬半年南支槽与汛期乌江流域径流的关系,并探讨了其对乌江流域径流影响的可能机制。结果表明,冬半年各月南支槽强度指数(Southern Branch Trough Index,SBTI)与5月乌江流域径流有着稳定且显著的负相关关系,且基于冬半年月份SBTI构建的线性回归模型可以很好地预测5月径流;因此,冬半年南支槽指数可以作为乌江流域5月径流的预报因子。合成分析表明,南支槽强年,青藏高原南侧西风带波动强烈,且槽前风场差值呈气旋性异常,伴随着乌江流域的南风矢量,为槽前暖湿气流向乌江流域的输送提供了水平动力;副热带高压强度的减弱可能使得来自西太平洋的水汽流向乌江流域,强化了水汽向乌江的输送;南支槽强年乌江流域低层到高层水汽含量显著增加,垂直上升运动可持续到300 h Pa,加强了乌江流域的水汽辐合和对流运动,有利于该流域降水的产生,进而使得径流量显著增加。     

乌江流域中—新生代以来构造运动的碎屑磷灰石裂变径迹证据

通过对乌江河漫滩现代沉积物中碎屑磷灰石裂变径迹年代学分析,得到3个峰值年龄:P1--5.9Ma;P2--27.6Ma;P3--82.3Ma。分析认为,各峰值年龄分布主要受阶段性的构造活动影响,并与中—新生代以来乌江流域发生的重大构造事件的时限相吻合,指示裂变径迹年龄峰值记录了云贵高原东部中—新生代以来构造演化的重大事件。其中,P3峰值年龄主要受控于晚白垩世隆升作用,P2峰值年龄主要受晚渐新世缓慢隆升和断裂构造作用控制,P1峰值年龄主要受控于中—上新世之交发生的区域性构造抬升作用。P1峰值年龄的颗粒数占总颗粒数比重最大,高达40.7%,指示在5.9Ma发生了大规模的区域性构造隆升事件,在如此大规模的地表抬升运动和气候变化的共同作用下,河流的侵蚀能力得到增强,乌江流域的深切河谷地貌应该形成于5.9Ma以后。