额济纳旗盆地傍河潜水蒸发型稳定流解析解

黑河下游的额济纳旗盆地,气候干旱,降雨稀少,濒临崩溃的生态系统靠其有限的地下水资源维持着,如何有效的评价地下水资源量,怎样合理的开发利用地下水资源,成为亟待解决的问题。本文通过建立额济纳旗盆地傍河潜水蒸发的稳定流数学模型,通过对一维蒸发型稳定流进行分析和计算,得到了一维稳定流在线性蒸发条件下的定水头补给和定流量补给的解析解;通过龙格-库塔方法,在excel中实现了一维稳定流在非线性蒸发条件下的定水头补给和定流量补给的潜水面形态;并且在计算的过程中分别对定水头补给和定流量补给做了无量纲化处理,计算结果对傍河典型剖面具有一定适用性。     

波流边界层水沙运动数值模拟——I:水动力模拟

波流边界层水动力模拟对研究波流相互作用和泥沙运动具有重要的理论意义和实践价值。开发了波流边界层1DV垂向一维水动力数值模型,可用于模拟漩涡沙波床面和平底床面水动力特征。模型的构建基于边界层控制方程,平底床面采用k-ε模型,沙波床面采用双层模型,提出了漩涡层和紊动扩散层交界面紊动动能和紊动耗散率表达式。试验资料验证表明,模型较好地模拟了波浪-水流-床面共同作用下的边界层水动力特征,包括波周期内不同相位流速分布、紊动动能、剪切应力等以及波致时均流速分布和波流相互作用下的时均流速分布等。根据所建模型,讨论了不同床面和波流组合条件下的水动力特征。该模型可为研究波流边界层内水动力特征提供工具。     

二维动床数学模型在某地铁隧道冲刷深度研究中的应用

河床冲淤是河床在垂直方向上演变的一种形式,它对于河道行洪排涝、涉水工程安全、航道运行乃至自然景观都会产生一定的影响,研究河道冲淤变化具有重要现实和理论意义。本文以宁波市地铁2号线下穿姚江工程为例,应用二维潮流泥沙数学模型与经验公式计算相结合的方法,对在遭遇不同洪潮组合条件下地铁线位处河床的最大冲刷深度进行了研究,为地铁工程的设计提供重要参考依据。研究结果表明,洪水频率越小,工程线位附近河段的最大冲刷深度愈大,冲刷发展呈先加快后减慢的态势。     

采场底板突水机理的跨层拱结构模型

开采华北型煤田受底板承压水威胁的煤炭资源,必须对底板围岩的破坏规律有所认识。为了弄清底板岩层的活动规律,利用实验室大型非线性三维计算机数值模拟,对煤层底板应力分布特征进行了研究。发现采场底板存在跨层拱结构,并指出跨层拱是承载地应力和水压的承载结构;通过理论计算,得出了跨层拱最大主应力的计算公式,据此可以得出底板岩层裂隙产生的位置,该成果可对华北型煤田受承压水威胁矿井的回采工作面宽度设计提供参考。      

地理学视角下的独立工矿区研究

独立工矿区是因矿产资源开发而兴起, 以资源开采加工为主导产业, 矿业职工及其家属为居民主体, 远离人口集聚区, 经济社会功能相对独立的区域。独立工矿区作为重要的能源资源供给地, 为国家经济建设和社会发展做出了重要贡献, 但现在却成为当前全国经济发展方式转型过程中不平衡、不协调和不可持续的问题最为集中的地区之一。本文按照“从实践中总结理论”的思路, 基于实地调研资料和既往研究成果, 结合现有界定标准和相关概念的差异, 对独立工矿区的概念进行辨析;并应用经济成长周期、地域生产综合体和演化经济地理等相关理论, 分析了独立工矿区形成和发展的特征和规律, 认为其本质上是资源丰富地区内部与外部系统之间相互作用和协调的结果;独立工矿区未来需以社会、经济和生态环境的协调为目标, 立足其自身属性, 实现多元化发展或特色发展。最后, 对独立工矿区的未来研究方向进行了展望, 主要包括独立工矿区界定标准的量化、资源环境承载力评价、地域功能演化机理研究和可持续发展模式的探讨。     

电性源瞬变电磁地空逆合成孔径成像

电性源地空瞬变电磁法具有工作效率高、勘探深度大、采集信号信噪比高、适用于地形地质条件复杂地区等优点.但是,到目前为止,由于尚未建立起该方法的解释系统,大大制约了该方法的发展.本文旨在建立起完整的地空电磁探测系统,丰富整个探测系统的理论.本文围绕地空瞬变电磁法全域视电阻率定义、瞬变电磁虚拟波场的克希霍夫偏移成像、逆合成孔径成像方法三个科学问题进行了系统研究.提出了用磁场强度定义全域视电阻率的迭代算法,理论模型试验结果表明计算出的视电阻率曲线首支趋于第一层电阻率,尾支趋于最后一层电阻率,实现了全空域、全时域视电阻率的计算;在先前研究的基础上,实现了适合电性源地空装置的瞬变电磁虚拟波场的克希霍夫偏移成像;采用相关迭加技术,实现孔径内多测点数据合成,将传统的单点处理方式发展成为逐点推移多次覆盖的逆合成孔径处理方法.层状模型试验表明:(1)全域视电阻率能够光滑、完整、渐变地反映出模型的电性信息变化;(2)当改变三层模型中间层电阻率时,全域视电阻率曲线随着参数的改变分异明显,对电性层的识别容易且直观;(3)由于在电阻率计算中同时考虑了接收机高度、偏移距、时间等各参数的影响,全域视电阻率可实现全空域、全时域的视电阻率计算.含水采空区的复杂模型算例表明:(1)根据不同测线的全域视电阻率结果可以看出,在靠近采空区的位置,全域视电阻率断面可以清晰地反映出采空区的空间位置,随着测线离采空区越来越远,采空区异常越来越弱直至消失;(2)波场变换和偏移成像的结果显示存在两个电性差异较大的界面,上界面指示地表,由于空气和大地之间的电性差异较大,故该界面波场信号反映强烈,遍布整个区域,下界面异常信号则主要集中在中部,向外逐渐减弱,指示采空区;(3)逆合成孔径成像结果表明地表界面在合成前后没有变化,而采空区异常合成后范围明显变小,且异常边界清晰,指示的采空区位置与模型吻合很好.本文借助于逆合成孔径雷达成像的基本思想,建立了一套电性源瞬变电磁地空逆合成孔径成像方法.基于反函数思想结合迭代算法提出的电性源地空瞬变电磁法的全域视电阻率定义方法,实现了全空域、全时域的视电阻率计算;借鉴瞬变电磁拟地震偏移成像算法,实现了瞬变场的三维成像;借鉴逆合成孔径雷达的思想,提出电性源瞬变电磁地空逆合成孔径算法,进一步提高了成像的分辨率.采空区模型算例表明相关叠加合成确实具有增强有用信号、提高信噪比、提高分辨率的诸多优点,证实了瞬变电磁地空逆合成孔径成像方法的有效性.     

基于微分形态学断面的机载LiDAR数据滤波新方法

提出一种基于微分形态学断面的机载LiDAR点云数据滤波新方法。该方法由点云数据构建规则格网,去除粗差点;对构建的每一个格网进行多尺度分解,获取初始地面点及地物点;分别利用曲面逼近及微分形态学断面构建DTM（digital terrain model）,通过阈值函数判别二者之间的残差,确定最终地面点。使用国际摄影测量与遥感学会提供的测试数据进行实验,并与8种经典滤波算法比较分析,表明该方法能够有效去除地物点和保留地面点,并降低总误差。     

海岸河口泥沙数学模型研究进展

对海岸河口泥沙运动的基本方程、数值方法、边界条件、参数选取等进行了归纳总结和评述,以期对本学科的发展起到一定的引导和促进作用。     

地图网络数学定义的研究

根据拓扑学中网的数学定义,证明了收敛于xi∈A belong to X的网{xia）和收敛于xi的地图符号qgf（xi）的网{qgf（xi）a）的存在,推导了可表达坐标网、水网、道路网等多种地图网络的数学定义。     

基于高分辨率遥感影像的耕地地块提取方法研究

针对耕地地块提取问题,提出了一种基于图像分割的耕地地块提取新方法。该方法以高分辨率遥感影像为基础,借助于边缘提取和数学形态学的方法,通过边缘检测、边缘闭合、区域标号和后处理四个步骤,提取耕地地块。该方法在IDL6.3平台下编程实现。将此方法应用于北京地区QuickBird多光谱遥感影像,结果表明此方法有较好的定位精度,又在一定程度上去除了噪声,具有较好的实用性。