基于分形理论的灌溉水有效利用系数空间尺度变异

基于2010 年度广东省75 处样点灌区的实测资料和遥感图像, 应用分形理论, 采用网格盒维数法计算了各样点灌区盒维数, 结果表明:广东省灌区具有明显的分形特征, 盒维数介于1.0004~1.675 之间, 分维数均值为1.308, 形状指数均值为0.335, 都随灌区规模呈同步减小趋势。不同规模灌区盒维数大型灌区(1.442) > 中型灌区(1.287) > 小型灌区(1.195)。灌溉水有效利用系数与空间分形特征诸因子中以非空网格对数值最高, 相关性达到0.941。基于此, 建立了不同网格尺度下的灌区面积与灌溉水有效利用系数和盒维数空间尺度变异函数。同时, 从影响灌溉水有效利用系数的众多因素中, 选取了工程评价值、盒子维数、灌区形状指数、参考作物蒸发蒸腾量ET0 和当年降水量5 项指标进行了空间格局影响因素分析, 结合灰关联计算结果表明:空间各影响因素中以工程评价因子的关联度最高, 达到0.8478, 其次为形态特征因子, 自然气象因子影响最小。尝试利用分形理论为不同面积尺度灌区灌溉水有效利用系数的空间变异规律分析和尺度转换提供一种新的思路, 该结果对于指导灌区投资改造和规划建设, 具有较强的理论和应用价值。     

天山北坡经济带“组团”点轴城镇空间结构研究

以1990-2007年天山北坡城镇GDP、土地、人口、交通数据为资料,根据城镇空间分布“最近邻点指数”理论,空间相互作用和分形理论,分析了天山北坡城镇空间分布特征,构建了绿洲城镇相互作用强度判断模型,提出并论证了“组团”点-轴空间结构模式优越性。研究发现:①天山北坡经济带城镇人口规模和经济规模在空间结构呈现3个城镇高密集区,两个城镇稀疏区特征;②传统绿洲城镇空间结构下,城镇接受中心城市辐射差异很大,不利于城镇整体发展;③以“乌鲁木齐都市圈”为点的“组团”点-轴空间结构模式,有利于中心组团城镇对其他城镇的辐射;④以“５组团”为点的点-轴模式有利于组团之间的相互作用,有利于城镇发展;⑤天山北坡经济带向伊犁河谷延伸有利于中心组团城镇对其他组团城镇的辐射。     

滑坡泥石流风险评估框架体系

滑坡泥石流灾害风险评估目前没有一个统一的概念体系和理论框架.从滑坡泥石流风险评估的基本概念出发,综合分析不确定性与灾害以及灾害与风险之间的关系,明确区分了“灾害体”、“灾害事件”和“灾害现象”三种含义,界定了灾害易发性、危险性和风险性的内涵.然后从这些明确的概念出发,提出了危险性和易损性的数学表达形式,由此构建了滑坡泥石流风险评估的理论框架,以期能够为今后的滑坡泥石流风险研究工作提供参考.     

省域城市群深度整合的理论与实践研究——以中原城市群为例

21世纪前半叶,各种空间尺度的城市群将在我国经济社会发展中扮演重要角色,省域城市群必然成为省(区)发展战略的主要牵引板块。一方面,省域城市群的深度整合迫切需要城市群理论与方法的指导与支撑;另一方面,城市群整合理论需要通过城市群建设实践进行提炼与升华,并在实践中进一步验证。通过中原城市群初步整合,以及内聚和外联两个方面的进一步实践,探索了省域城市群整合理论的深化及其与实践相结合的问题。具体来说,内聚以营造现代都市区,构建能够带动城市群快速发展的"核心增长极",外联以营造省域现代城镇体系,构建能够承载城市群健康发展的"区域支撑体系"。对中原城市群深度整合的研究,可为其他省域城市群的发展建设提供理论支撑和实践借鉴。     

环境意识提高 “查找”乃为良方

环境教育的推行与实践,需要向学生灌输一定的环境科学知识,但仅具环境知识还远远不够。笔者以为若能通过一些专题实践活动,加强环境科学理论知识与环保实践的有机结合,加深学生对环境知识的理解与认识,对培养与提高学生的环境意识将更为重要。     

基于人地关系理论的河南省主体功能区规划研究

以人地关系理论分析为基本切入点,通过对人地关系地域系统演化的历史剖析,探讨形成主体功能区的时代背景和现实意义.从规划的政治经济和科学发展等不同层面分析了主体功能区构建的实践价值.结合河南人地关系发展现状,以构建和谐的人地关系为目标,对河南省主体功能区进行了研究,对河南省主体功能区划分的基本构思进行了介绍.最后,对目前进行的主体功能区划若干问题进行了探讨.     

快速城市化区域耕地变化与经济发展关系研究——以重庆市九龙坡区为例

以重庆市九龙坡区为例,分析了快速城市化区域耕地面积变化与经济发展之间的动态变化特征,并运用脱钩理论深入研究了耕地面积变化与经济发展之间的脱钩情况。结果表明：（1）随着人均GDP的直线增长,九龙坡区的耕地面积不断减少。（2）固定资产投资增长率与耕地面积减少率之间存在一定的同步性,而GDP增长率滞后于耕地面积减少率。（3）九龙坡区耕地面积变化和经济发展之间有类似的库兹涅茨曲线特征,但受耕地面积的自身波动变化影响,库兹涅茨曲线特征不是十分典型。（4）脱钩分析表明九龙坡区以绝对脱钩占主导地位,脱钩指数在波动变化中呈减小趋势。     

非饱和土的应力状态变量研究

以热力学和连续介质力学的应力理论为基础,从非饱和土的土骨架平衡方程出发,导出了一系列应力状态变量,目前文献中所使用的应力状态变量都在其中。研究发现：非饱和土的应力状态变量有多种组合形式（5组以上）,不是惟一的;大多数应力状态变量与土的孔隙率、饱和度等物性指标孪生相伴;所有应力状态变量都具有应力的量纲,单纯孔隙率或饱和度及其组合都不构成应力状态变量;简化的Bishop有效应力公式和Fredlund倡导的两个应力状态变量都是简化了的应力状态变量,前者忽略了孔隙率的影响,而后者忽略了与孔隙率及饱和度的关联性。在选择应力状态变量时应考虑理论合理、应用方便、逻辑关系正确的原则,还应做一定的验证工作。     

深隧道围岩分区破裂的数学模拟

该研究为先前深隧道围岩分区破裂现象内变量梯度塑性模型的进一步发展。利用应变梯度模型研究了深隧道围岩的分区破裂现象。作为额外的状态变量,在此引入应变梯度这一新变量。利用虚功原理得到了深隧道围岩的平衡方程、边界条件和流动准则,利用Clausius-Duhem不等式获得了岩体的本构方程。对于圆形深隧道,由上述模型的一般方程得到了弹性变形情况下、具有下降段的弹塑性变形情况下和不考虑弹性变形的塑性变形情况下圆形深隧道围岩的支配方程,得到了解析解,并讨论了解析解的性质。这一模型不仅扩展了隧道围岩的经典弹塑性模型,也为下一步数值研究深隧道围岩的分区破裂现象奠定了理论基础。     

隧道水平冻结施工引起地表冻胀的历时预测模型

隧道水平冻结施工过程中,土体冻结引起体积膨胀,进而会在地表产生冻胀现象。实际工程一般采用多根冻结管形成冻结壁。冻结壁交圈前,地表冻胀由多个冻土柱的叠加膨胀变形引起;冻结壁交圈后,地表冻胀则由整个冻结壁的膨胀变形引起。鉴于此,考虑冻结壁的形成过程,基于随机介质理论,建立了隧道水平冻结施工引起地表冻胀位移的历时预测模型。同时对冻结外锋面半径和冻胀区域外半径这2个关键参数的取值方法进行了相关探讨。最后针对两个工程案例,采用该计算模型对地表冻胀位移进行分析,得到地表冻胀位移随时间的变化规律,并与现场实测结果相比较,验证了模型的可靠性。该模型应用于隧道水平冻结施工前、冻结期内任意时刻的地表冻胀位移预测,可为工程冻结实施方案的合理确定提供有效依据。