MathCAD在地质模拟的数据分析和处理中的应用

地质模拟正从一维、二维技术向三维技术发展,需要分析和处理的数据成倍甚至上百倍增长.随着计算机技术的快速发展,数据分析和处理的速度也随之快速增长,但运用常规的编程来分析和处理这些数据费时又费力.而MathCAD具有解决这一问题的强大的数据分析、处理功能和仿真功能,将MathCAD应用于地质模拟的数据分析和处理中是十分必要的和可行的.本文简要介绍了MathCAD的功能和其在各类地质模拟的数据分析和处理中的应用.     

黄河河口二维泥沙有限元数学模型及应用(Ⅱ)--潮流和泥沙输运沉积过程模拟分析

利用多沙黄河河口潮波平面二维泥沙数学模型,通过典型时刻近海海区潮汐、河口口门河道、河海流场、含沙量、河床变形和海底等值线等图形对入海河口海域潮汐和潮流海洋动力特性、入海泥沙运动扩散输移规律、河口拦门沙形状、形成过程、泥沙冲淤和海底地形变化进行了分析,这些都与实测资料和遥感图像的分析基本一致。     

半干旱地区地表水平衡的特征和模拟

作者分析了我国半干旱区草原典型地区的水量平衡的特点。由于地处东亚季风区和西风带的过渡带,降水主要集中在夏季,且多短时间对流性降水,其中绝大部分消耗于蒸发,地表径流很少,土壤比较干燥。冬季积雪, 春季融雪集中,能产生较强的径流,这与夏季降水形成的径流构成双峰型特征,在我国半干旱区较为典型。由于这些特点,在地表水量平衡的计算和模拟中,蒸发的估算十分重要,为此在植被-大气相互作用模式 (AVIM) 中对水文过程作了改进,模式中包含了大气-植被-土壤间的能量和水分传输过程,特别是半干旱区地表蒸发和植被的蒸腾过程作了比较细致的处理,考虑了蓄满和超渗两种产流机制,同时采用了一个简化的雪盖模型。以此模型模拟了内蒙古半干旱草原上锡林河流域的地表水文过程。计算结果显示,半干旱区地表水平衡,蒸发大而径流小及产流的春夏双峰型特征都能很好地模拟。这些过程的参数化方案也适用于非干旱区。     

近20年中国北方13省的耕地变化与驱动力

利用 1983年1月至1999年12月长时间序列NOAA/AVHRR NDVI 数据和2001年逐旬SPOT/VGT 数据,获取了中国北方13省1980s初期、1990s初期、1990s末期和2000s初期地表土地覆盖特征,阐述了中国北方13省的耕地变化过程,并重点讨论了人类活动对耕地变化特征的影响和耕地变化的驱动力。发现：(1) 裸地、耕地等弱生态用地面积持续增加,而林地和草地等生态功能用地和混合功能用地持续减少是我国北方1983~1999年土地利用/覆盖变化的主要特征,这在一定程度上影响着区域生态系统的调节功能。但在2000s初期,这种状况有所改观,表明国家自20世纪末期开始实施的退耕还林还草等一系列生态环境建设措施在一定程度上开始发挥作用;(2) 从1983~2001年,中国北方13省的耕地重心整体上表现出向西南方向偏移的趋势。此外,地形和交通状况对耕地的空间变化过程影响明显,区域耕地面积主要集中在海拔较低、坡度较小的平原和丘陵地带,耕地利用强度一般随着距交通干线距离的增加而减少;(3) 人们生活收入水平以及农业产量变化与耕地变化关系密切,其中人们生活收入水平与耕地面积成负相关,而农业产量与耕地面积呈正相关,表明经济的发展以及人们生活水平提高导致的非农用地量增加以及农业用地内部的结构调整是中国北方13省耕地变化的重要原因。     

黄河三角洲新生湿地土地覆被演替图谱

本文根据黄河三角洲新生湿地盐生、湿生、中生以及人工等不同生境的生态景观类型 ,将本区土地覆被类型分为 9类 ,即研究区海域、滩涂、柽柳 -翅碱蓬群落、獐毛 +白茅群落、芦苇 +荻群落、有林地、天然河流与人工水体、耕地和居民工矿用地。从遥感影像数据 (包括LandsatTM432、CBERS 1CCD432 )和专题矢量数据中提取了 1 984、 1 991、 1 996和 2 0 0 0年四期土地覆被数据 ,采用区域质心函数计算四个时期 9类覆被的分布重心 ,并合成土地覆被重心演替过程图谱 ,通过图谱分析 ,归纳出湿地植被演替的三种模式 ,即陆进模式、海退模式以及人类活动影响模式 ,为认识新生湿地植被演替规律以及人类活动的影响、制定湿地保护措施提供参考依据。     

地震目录数据动态可视化处理服务系统

为数据共享项目研制和构建了一个具有一定实用价值的动态地震数据处理及可视化服务的系统, 并简要介绍了该系统的网络编程模式选取, 且选择ISAPI模式作为实现服务平台的编程模式。 详细分析了Internet动态服务平台的设计及实现, 包括服务平台编程语言的选取、 系统的运行环境、 后台的数据库支撑及技术流程等。 通过SQL Server数据库存放和管理用于动态可视化服务的地震目录数据和地震序列目录数据。 在数据库中共存放中国强震目录4227条和中国小震目录188033条以及7个地震序列目录共计50072条。 最后, 着重介绍了该服务系统的主要功能, 包括地震目录服务功能和地震序列分析处理功能。     

Exact computation of Feynman-type integrals involving Gaussian random fields

We calculate explicitly some expectations (integrals over Hilbert spaces) of functionals of Gaussian random fields. Our work is inspired by the formulas for the harmonic oscillator. We also show how to do similar calculations by considering continuum limits of sequences of coupled harmonic oscillators. The results obtained in this work have applications in the study of random media, renormalization and scaling, and in engineering perturbation analysis.     

成矿系统分析与新类型矿床预测

新类型矿床的发现常能带来矿产储量的巨量增长 ,是新世纪中保障矿产资源供应的一个重要途径。成矿系统分析对发现新类型矿床有重要意义。 (1)掌握一个区域成矿系统中各矿床类型间相互关系 ,由已知矿床类型找寻未知矿床类型 ,这已在长江中下游成矿带的找矿历史中得到证实。 (2 )认识成矿系统的空间结构 ,主要是垂向分带 ,有助于找寻深部的隐伏矿床类型。 (3)查明成矿系统的时间结构 ,包括成矿过程中矿床类型的迭变关系 ,可由已知矿化链条查找缺失的矿化链条 (矿床类型 ) ,这在岩浆热液成矿系统中常能奏效。 (4 )查明成矿系统中矿床类型多样性的制约因素 ,可据此分析相关区域中发现新类型矿床的潜力。 (5)研究新的成矿环境和新的成矿作用 ,从而发现新的矿床类型。在生物成矿系统、深海成矿系统、低温成矿系统、构造成矿系统及叠加成矿系统中有更大的发现新类型矿床的几率。文中提出近期内可能发现的新的铂族元素矿床类型。笔者还指出今后的找矿目标 ,应是整个成矿系统 ,而不是局限于单个矿床及单个矿床类型 ,这样才可能不失去发现新类型矿床的机会。     

固结过程对冻土应力-应变特性的影响

选用四种不同固结方式,并在－５０℃条件下,对冻结砂土样进行三轴压缩试验,试验发现固结过程对冻土的强度与变表有明显影响。经历Ｋ０ＤＣＦ的冻土其强度最大,友坏变形最小,经历ＦＣ的试样强度最小,破坏变形最大;经历ＥＤＣＦ和ＥＵＤＣＦ的产介于中间。     

黄土高原北部神府东胜矿区暴雨过程动态设计

应用水文学雨型动态设计原理,根据黄土高原北部神府东胜矿区暴雨特征,分析计算出该地区不同雨强不同重现期的暴雨量,并按照矿区最大1 h、6 h、12 h和24 h暴雨记录,采用不同历时曲线的主雨峰对齐、算术平均、滑动挑选的方法,分析概化出矿区不同时段每年一遇的暴雨历时控制雨型,绝大部分高强度暴雨均属于超前型。应用暴雨动态过程设计方法,可以计算分析无气象、水文测站的每一个小流域的暴雨过程。从而为流域产流汇流、侵蚀量的计算奠定了基础,并使所计算出的流量和侵蚀量更有可用性。