SWAT模型在土地利用/覆被变化剧烈地区的改进与应用

人口增长、气候变化、制度变迁、城市化等均会导致土地利用/覆被的变化,进而引起流域水文过程（截留、入渗、蒸散发和地下水补给等）和水循环过程的改变。当前,由于逐年土地利用/覆被数据获取困难、水文模型本身计算缺陷等问题,所有在流域尺度上开展的借助水文模型进行的土地利用/覆被变化影响下的水文模拟研究都存在一个共同缺点,就是采用的水文模型并不能逐年调用土地利用/覆被数据,即水文模型无法真实体现或模拟土地利用/覆被的时空变化。SWAT作为一个广泛应用的分布式水文模型,在其模拟期内,不能逐年调用土地利用/覆被数据,即在进行水文模拟时忽略了土地利用/覆被时间上的变化,这可能会影响其在土地利用/覆被变化剧烈地区（如黑河中游）的应用。黑河流域是典型的内陆河流域,也是中国西北地区第二大内陆河流域。黑河中游是黑河流域的径流耗散区。本文针对SWAT模型在考虑土地利用/覆被变化时的缺点,对其进行了改进并开发出能够逐年调用土地利用/覆被数据的LU-SWAT模型。在土地利用/覆被变化剧烈的黑河中游对SWAT和LU-SWAT模型的径流模拟效果进行比较,发现LU-SWAT模型更适用于黑河中游水循环模拟。     

基于纹理和空间特征的中分辨率影像滨海水产养殖用地提取研究

近年来,水产养殖用地分布广泛,但由于其在影像上所表现的复杂性和不均匀性,造成该用地类型提取中的困难,尤其针对中分辨率遥感影像。对此,本文提出了一种基于纹理和空间特征的养殖用地提取方法,该方法主要包括3个步骤：首先,利用纹理熵和归一化差异水体指数NDWI实现水产养殖用地的粗提取;然后,依据相邻地物间的关系实现同类型地物合并;最后,本文构建一种相对宽度作为地物的近似宽度,再次利用NDWI实现水产养殖用地的准确识别。本文以越南万丰湾为研究区域,以Landat-8融合影像（融合后的像元大小为15 m）的目视解译结果为标准,对本文方法与最小距离法分类结果进行比较。实验结果表明,该方法的精度可达91.13%,远高于传统的面向对象方法,并且所提方法的错误率和虚假率分别为0.09%和8.87％,表明了该方法可靠性,因而该方法可为基于中分辨率影像的地物类型提取提供一种有效手段。     

中地壳的地球化学动力学和矿石成因

笔者重点进行了大于300℃——在近临界区至超临界区条件下的硅酸盐矿物与水反应动力学实验。矿物(钠长石Ab、透辉石Di、阳起石Act和磁铁矿Mt)的溶解反应动力学实验是使用流体通过叠层反应器的开放体系在25～400℃和22MPa下完成的。实验发现矿物在300℃至400℃范围,在跨越水临界点时出现反应速率的涨落。各种多金属氧化物硅酸盐与水反应时,各个元素溶解到溶液里的释放速率一般不一样,常称为一致溶解作用。但是,在近300℃变为一致溶解作用。实验发现在22MPa时硅酸盐矿物的最大溶解反应速率多是在300℃,如硅的最大释放速率是在300℃。其余元素如Na、K、Mg、Ca、Fe、Al等释放速率在<300℃22MPa时都高于硅的释放速率,在>300℃时硅的释放速率要高于其它元素的释放速率。确切地说,金属与氧之间的键的性质决定了它们(金属氧化物)与水之间反应速率。在一般情况下,Na-Obr,Ca-Obr,Mg-Obr,Al-Obr和Si-Obr的键桥(br),它们之间相对地由具有离子键性质逐步变为具有极性键的性质。由常温常压到亚临界区(300～374℃22MPa),再到大于临界点374℃、22MPa进入超临界区,水的性质随温度、压力变化。水由容易溶解离子键逐渐变为容易打破极性键。笔者还研究了黑钨矿、锡石(玄武岩、花岗闪长岩)与水在250～400℃条件下的反应动力学过程,得出了相同的结果。实验均发现在跨越水临界点时矿物(或岩石)与水反应的动力学涨落。这些实验结果可以用于说明中地壳上部的水/岩相互作用的特征。发生于中地壳的水、岩相互作用大多是在300～450℃和20～50MPa条件下进行的。各地区的地壳厚度不一,中地壳温度压力并不完全相同。模拟中地壳条件下水/岩相互作用实验,目的主要是研究矿物(或岩石)在300～450℃条件下反应动力学过程。已有热液矿床矿物流体包体数据表明:有一批矿床的主要矿石形成于300～500℃,低于NaCl H2O溶液临界线的条件。中地壳的流体处于由亚临界态跨越临界态,进入超临界流体太的演化过程。这种流体的性质变化会引起水/岩相互作用的反应动力学涨落和矿石大量沉淀。     

郯庐断裂带中南段重磁特征与深部构造

郯庐断裂带是中国东部地球物理场的分界线。它在磁场上呈现出一条NNE向线性正磁异常带,它的重力场特征表现为规模较大的布格重力异常梯度带。在断裂带的两侧,其区域磁场、区域重力场无论是场值大小,还是异常规模以及各异常的展布形态等诸方面都具有明显的区别。地球物理特征揭示郯庐断裂带深部构造,为研究重点矿产分布规律及地震灾害预报具有重要的实际意义。     

江南造山带中段地壳结构特征——来自武宁—吉安深反射地震随机介质相关长度分析的认识

江南造山带位于扬子和华夏地块中间,受华南陆块及其周缘多期次的碰撞、裂解及再造过程影响,经历了复杂的构造运动和变形,于中生代期间受区域构造-岩浆事件影响,发生成矿“大爆发”,是研究陆内深部过程、成矿作用的关键地区。受沉积覆盖、出露较少等因素影响,江南造山带中段地壳结构、深部过程及其边界范围等还存在争议。为进一步提高对江南造山带中段中生代深部构造背景、动力学过程及成矿作用的认识,本文利用武宁—吉安深反射地震数据,进行随机介质参数的计算,获得了相关长度剖面。结果发现江南造山带中段地壳厚度沿剖面由北向南逐渐减薄,结合前人研究推测研究区受控于燕山期晚期伸展构造体制,在伸展构造背景下,导致地壳减薄,诱发幔源物质上涌,受地幔上涌影响由南往北逐渐减弱。同时揭示了宜丰—景德镇断裂深大断裂极性,进一步证明了萍乡—广丰断裂为江南造山带中段与华夏地块的边界。最后综合分析了中生代区域构造对成矿的影响,认为在伸展构造背景下,幔源物质沿断裂上涌控制了该区金、钨等矿床的形成。     

Temperature and heat flux spectra in the turbulent buoyancy subrange

The physical nature of motions with scales intermediate between approximately isotropic turbulence and quasi-linear internal gravity waves is not understood at the present time. Such motions play an important role in the energetics of small scales processes, both in the ocean and in the atmosphere, and in vertical transport of heat and constituents. This scale range is currently interpreted either as a saturated gravity waves field or as a buoyancy range of turbulence.We first discuss some distinctive predictions of the classical (Lumley, Phillips) buoyancy range theory, recently improved (Weinstock, Dalaudier and Sidi) to describe potential energy associated with temperature fluctuations. This theory predicts the existence of a spectral gap in the temperature spectra and of an upward mass flux (downward buoyancy and heat fluxes), strongly increasing towards large scales. These predictions are contrasted with an alternate theory, assuming energetically insignificant buoyancy flux, proposed by Holloway.Then we present experimental evidences of such characteristic features obtained in the lower stratosphere with an instrumented balloon. Spectra of temperature, vertical velocity, and cospectra of both, obtained in homogeneous, weakly turbulent regions, are compared with theoretical predictions. These results are strongly consistent with the improved classical buoyancy range theory and support the existence of a significant downward heat flux in the buoyancy range.The theoretical implications of the understanding of this scale range are discussed. Many experimental evidences consistently show the need for an anisotropic theory of the buoyancy range of turbulence.     

中国中元古代裂谷作用及其对层控铜矿床的控制

本文以中国几个重要的层控铜矿为例,并以东川式铜矿及其成矿构造背景——昆阳拗拉谷为重点,分析了它们的大地构造背景和其它地质特征,指出它们均受裂谷—拗拉谷或类似的拉张-裂陷构造所控制,并归纳了这类矿床的主要特征。     

地层含金银性评价的地球化学准则——以扬子地台北缘中段中上元古界为例

金银丰度的高低不是控制金银矿化的决定性因素。有利于金矿化的因素包括:较高的金银丰度;全银的几何平均值与算术平均值比较;金分布及银分布均为多峰偏态,对数分布为正态-正偏;易释放金比例高;地层中金银形成的元素组合同区域金银矿床的矿化元素组合接近。     

新疆中库鲁克塔格地区震旦系扎摩克提组沉积特征

扎摩克提组位于中库鲁克塔格震旦系上统底部,由砂岩、粉砂岩和泥页岩构成韵律武沉积,为不完整的玛鲍序列.砂岩层底面普遍发育槽模等底痕.有些砂岩呈纹层状,并有滑动构造和包卷层理等.构成砂岩的碎屑颗粒分选性差.根据粒度分布概率图、C-M图和碳、氧、硫等稳定同位素及Sr/Ba比值、硼含量等显示,该组形成于淡化海槽中.