基于DEM的不同地貌类型区小流域划分及分布特征研究——以贵州省赤水河流域为例

小流域已经成为水土流失治理、生态系统修复等研究工作的重要地理单元。本文以贵州省赤水河流域为研究对象,探索我国西南典型喀斯特与非喀斯特地貌混合分布区小流域划分方法及小流域分布特征,基于DEM提取小流域边界,利用1∶5万地形图进行修正,并结合野外调查和地质、水文数据验证,最终将贵州省赤水河流域划定了753个小流域。其中,喀斯特地貌区小流域个数358个,喀斯特+非喀斯特地貌区小流域个数182个,非喀斯特地貌区213个;就不同流域类型小流域划分结果看,完整型小流域530个,区间型小流域180个,坡面型小流域43个;这些小流域中面积小于3km²的有9个,面积在3～10km²的有310个,面积在10～30km²的有348个,面积在30～50km²的有86个。贵州省赤水河流域小流域划分研究可为小流域治理工作提供依据,为区域制定水土保持方案和生态建设措施提供辅助决策,促进喀斯特地区水土保持与生态环境建设。     

贵州盘县乐民河流域三股水岩溶泉水文地质条件分析

三股水岩溶泉为贵州碳酸盐岩山区典型的岩溶大泉,周边煤企广布,排污现象普遍,岩溶地下水系统较为脆弱,分析岩溶泉形成的水文地质条件是地下水污染防治的基础。在环境水文地质调查的基础上,对岩溶地下水系统边界及补给、径流、排泄特征进行了分析。地表岩溶形态调查及物探成果显示,盘关向斜东西两翼各发育1条岩溶管道,并在三股水一带相互贯通。示踪试验成果表明,平关及小果郎河一带的降雨及地表水与三股水岩溶泉存在水力联系,三股水岩溶地下水系统中的岩溶含水介质以裂隙-管道型为主,裂隙的大量发育使该岩溶地下水系统具备较强的调蓄能力。     

格尔木河流域近60 a降水、蒸发及温度变化特征分析

以西部内陆柴达木盆地格尔木河流域近60 a气候变化特征为主题,以流域水循环理论为指导,应用趋势分析、Morlet小波函数等技术手段,采用定性判断和定量分析相结合方法,首先,对研究区大气降水、气温、蒸发多年监测资料进行系统分析,包括深入了解研究区水文、水资源开发利用状况,分析其年际、年内变化规律。结果表明：（1）近60 a研究区气候由冷干向暖湿转变,研究区气温呈波动上升趋势。自1955年至今气温累积上升0.37℃,1967年之后区域气温升高速率明显增加。自1968年开始降雨量显著增加,多年平均降雨量为38.27 mm·a^-1,其中7、8月份降水量增加对全年降水量增加的贡献率最大。自1956年开始蒸发量显著下降,由1956年的3 278.2 mm·a^-1下降至2014年的2 211.57 mm·a^-1,平均减速为18.08 mm·a^-1。（2）利用Morlet小波变换对气候变化特征进行了动态周期分析,分析得出研究区内降水、蒸发和温度都存在多时间尺度特征。其中降水存在14~16 a和32~36 a左右周期,蒸发量存在9~12 a和24~27 a时间尺度的周期,而温度存在7~8 a尺度和25~27 a两个时间尺度的周期特征。根据降水周期特征,可以推测出2016-2030年左右年降水量将经历几年降水偏多期,然后呈减少趋势,温度在未来几年内呈增多趋势,而蒸发则呈减少趋势。研究成果为该区水资源合理开发利用提供科学依据。     

河套永济灌域土壤酸碱性与养分元素的关系

为了探讨干旱区灌区不同土地利用方式下盐碱化土壤剖面pH值与土壤水分和养分之间的关系,测定河套永济灌域荒地、林地、农田3种土地利用方式下0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm剖面土壤pH值、含水率（SMC）、有机质（OM）、总氮（TN）、Zn、Cu的含量。结果表明：土壤pH值平均值为9.13;土壤含水率2.96%~31.35%;土壤OM、TN含量平均值分别为11.30、0.49 g·kg^-1;微量营养元素Zn、Cu平均值分别为107.20、32.78 mg·kg^-1,是相应背景值的1.9、1.7倍;3种土地利用方式下,土壤pH值差异性极显著（P<0.001）,高低顺序为荒地 > 农田 > 林地,在垂直剖面含量差异并不显著（P>0.05）;3种土地利用方式下,土壤pH值主要受TN含量的影响,回归方程为Y_pH=9.336-0.409X_TN（P=0.001）;表层（0~40 cm）土壤pH值在一定程度上受Cu含量的影响,回归方程为Y_pH=0.018 X_Cu+8.523（P=0.003）。在河套永济灌域,一方面土壤碱化会导致土壤养分含量的贫瘠,另一方面施肥等农业活动在一定程度上降低了土壤表层碱性,同时造成微量元素的累积,加重土壤碱性的作用也非常显著,因此在增加农业投入的同时应合理科学地施用农药化肥。     

中国区域创新来源的空间异质性研究

基于经济普查数据,应用地理加权回归模型实证研究了中国区域创新来源因素对创新绩效影响的空间异质特征。结果发现当前中国区域创新主要来源是自主研发,国内技术引进和技术吸收对区域创新有正向作用,外国技术引进、出口、外国直接投资存在一定负效应。不同的省域,创新来源因素对创新绩效的影响存在空间异质。创新来源因素对区域创新的影响大体呈现从东部发达地区向西部后发地区梯度递减特征。在东、中部地区,自主研发成为主要创新来源因素,正效应显著;西部地区的创新来源除自主研发,国内技术转移和吸收仍发挥重要作用,地理加权回归较好揭示了创新影响的空间异质特点。     

可视域分析技术在GIS中的应用

地形可视性分析（Terrain Visibility Analysis）,即可视域分析（通视分析）,是运用计算几何原理和计算机图形学技术解决地形上监控点集合的可视性问题的方法和技术。     

Variation of specific yield with depth in an alluvial aquifer of the Platte River valley, USA

Estimation of specific yield (Sy) of an aquifer is of great importance in water resource management. In this study, an experimental drainage method was developed to determine specific yield of an alluvial aquifer of the Platte River valley, Nebraska, USA. Sets of sediment cores with continuous interval depth were collected to plastic tubes using the direct push technique and then taken to the laboratory. During the Sy experiment, those sediment cores were re-saturated by placing them vertically in a large water tank. Sy was determined by the water drained from the sediments by force of gravity in a bracket. Our results show that the values of Sy varied largely with depth at each site and the variability for Sy with interval depth between the test sites is also observed. This spatial heterogeneity in Sy might result from the variation of grain size, grain shape, sorting and compaction of sediments in different cores with interval depth. The Sy for all sediment cores ranged from 0.01 to 0.18 and the mean value was 0.08±0.04. Our drainage method can functionally preserve the sedimentary structures in their original state and it is easier to experiment at a lower expense.     

黄河站与斯瓦尔巴群岛

斯瓦尔巴群岛自然资源丰富,17世纪时期,斯瓦尔巴群岛附近海域渔业发达,渔民已经开始在这里捕杀鲸鱼、海豹、海象等海洋生物。由于长期过量的捕杀,到18世纪末期,渔业开始衰落。斯瓦尔巴群岛各个岛屿上储存着丰富的煤炭资源,附近海域蕴藏着丰富的石油资源。     

基于交叉梯度约束的时间域激发极化法二维同步反演

时间域激发极化法(Time-domain induced polarization method,简称为TDIP)已有的反演算法采用的是分步反演的思路,即先由视电阻率资料反演电阻率,固定电阻率再由视极化率资料反演极化率,这样就存在极化率结果严重依赖于电阻率反演结果的问题.为了有效解决这一问题,本文实现了TDIP二维数据空间分步反演算法,提出了基于交叉梯度约束的TDIP二维同步反演策略,实现了交叉梯度约束的电阻率和极化率二维同步反演算法.分别用电阻率和极化率结构一致和不一致的二维模型合成数据进行了分步和同步反演试算,对不同模型试算结果进行了对比分析.结果表明:对于电阻率和极化率结构一致和不一致模型,同步反演结果比分步反演结果能更好地确定异常体的空间分布范围,反演得到的电阻率和极化率值更接近真值.理论模型算例表明本文提出的同步反演算法有效解决了分步反演的问题,优于分步反演算法,具有更好的实用性.     

重力异常分离的小波域优化位变滤波方法

在重力异常分离中,频率域滤波分离方法是以全局数据频谱特征设计针对性的滤波器实现的.滤波器参数与空间位置无关,因此无法针对局部数据频谱特征动态调整滤波器参数.针对该局限性,在小波域滤波理论和优化滤波方法的基础上,本文研究提出了小波域优化位变滤波法,该方法具有空间变化滤波能力,在不同空间位置实现不同的滤波器特性,从而能实现局部数据频谱与全局数据频谱存在较大差异的重力异常分离问题.理论模型数据分离实验结果表明,在局部数据频谱与全局数据频谱差异较大的情况下,该方法相对于Butterworth滤波和优化滤波等方法具有优势.最后,用一个实例进行检验计算,体现了所提方法技术的效果和应用前景.