一个湍能封闭模型对风暴潮海底底应力的应用研究

将一个三维湍能封闭模型应用于开阔海区的风暴潮，通过数值计算探讨了Ｔａｙｌｏｒ底摩擦二次率的拖曳系数随空间的分布及拖曳系数与水深、海底粗糙度、风向和风速等因素的关系。本文对底摩擦二次率的可靠性做了评价。     

河南省农田利用集约度时空变化及其影响环境

采用因子分析法、重心分析法及空间自相关分析法,利用SPSS、ArcGIS和GeoDa,探究了河南省县级尺度农田利用集约度及其空间分布、空间变化特征。研究发现:河南省农田利用集约度较高的县级单元多分布于河南省东北部;近邻城市的农田利用集约度亦较高;农田利用集约度相近的县级单元呈空间集聚态势,尤其是以较低农田利用集约度的县级单元更为明显;农田利用集约度重心点位于河南省几何中心点的东北方向,且随着时间推移仍不断向东北方向移动。农田利用集约度是农业生产者在自然条件、经济发展、政治制度、社会人文等环境的约束下,结合劳动力、耕地等自身资源条件,经分析判断后对农田利用效果的评价。探究农田利用集约度空间分布特征及其变化,可了解不同区位条件下的农户生产决策特征及其变化,为农业发展战略的制定提供依据。     

科尔沁沙地樟子松水分来源贡献率的稳定同位素模型估计(英文)

利用稳定同位素技术测定降水、土壤水、植物茎干水的同位素组成,结合多元线性混合模型(IsoSource)确定科尔沁沙地东南部樟子松人工林内樟子松的根系吸水范围以及各水源的水分贡献率。通过连续观测强降水事件前后樟子松水分来源的变化,探究降水对樟子松水分利用的影响。结果表明樟子松茎干水与20cm以下土层的土壤水同位素组成最为接近,樟子松的水分吸收主要集中在这一层(最大取样深度80cm)。IsoSource模拟结果与观测结果一致,土壤水分条件较好时,大约60%以上的水分来自于20-80cm土层;当这一深度土壤含水量降低时,樟子松将会更多地依赖更深层的土壤水分。樟子松根系分布的最大深度远小于地下水位,因此很难利用到地下水。2009年7月13日14.4mm的降水前后,樟子松茎干水同位素组成的变化表明,降水结束后36小时樟子松可以感应到降水对表层20cm土壤水分的补充,这一土层的水分贡献率在接下来的24小时内迅速降低。不同水分条件下水分来源的多样性表明樟子松能较好地适应沙地生境。     

Impacts of DEM resolution,source, and resampling technique on SWAT-simulated streamflow

The sensitivity of streamflow simulated with the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model to Digital Elevation Model (DEM) resolution, DEM source and DEM resampling technique is still poorly understood. The objective of this study is to compare SWAT model streamflow estimates in the Johor River Basin (JRB), Malaysia for DEMs differing in resolution (from 20 to 1500 m), sources (Shuttle Radar Topography Mission: SRTM v4.1, Advanced Space-borne Thermal Emission and Reflection Radiometer: ASTER GDEM2, EarthEnv-DEM90 and Global Multi-resolution Terrain Elevation Data 2010: GMTED2010) and resampling technique (nearest neighbour, bilinear interpolation, cubic convolution and majority). The key findings were as follows: (1) SRTM v4.1 (Root Mean Square Error (RMSE) = 11.16 m) and EarthEnv-DEM90 (RMSE = 12.4 m) had better vertical accuracy over the JRB compared to the ASTER GDEM2 (RMSE = 16.95 m); (2) Accurate annual streamflow simulations were obtained by using nearly all of the DEM resolutions, as pointed out by a relative error (RE) lower than 7% from 20 to 50 m and from 100 to 800 m DEMs; (3) Prediction errors were the lowest for ASTER GDEM2 (RE = 3.9%), followed by SRTM v4.1 (RE = 5.4%), EarthEnv-DEM90 (RE = 6.3%), and GMTED2010 (RE = 7.3%); (4) the majority and nearest neighbour resampling techniques performed the best (RE of 6.0%), followed by bilinear interpolation (RE of 7.2%) and cubic convolution (7.5%). The study indicates that DEM resolution is the most sensitive SWAT model DEM parameter compared to DEM source and DEM resampling technique for streamflow simulation within SWAT.     

红板岩材料隐式本构模型的建立及其应用研究

针对红板岩材料在岩土工程中所表现的大量模糊的和不确定的因素等特点,基于人工神经网络的学习能力,借助于室内岩石力学试验,进行了对该材料的力学本构特性进行了神经网络模拟研究,提出了隐式本构模型的思想和方法,并通过该方法对该岩石的流变试验结果进行学习,获得了以网络权值结构保存的力学特性知识,由此得到了表征红板岩应力应变本构关系的隐式本构模型。应用结果表明,该方法对岩土类材料本构关系的模拟研究具有很好的应用前景。     

西苕溪流域不同土地类型下氮元素输移过程

以西苕溪流域为研究对象,选择最有代表性的5种土地类型,模拟天然大暴雨,通过3次重复实验研究不同形态氮素随暴雨径流及径流沉积物的迁移过程,估算氮素在流域内不同土地利用/土地覆被条件下的损失率。研究结果表明,在相同的降雨条件下,氮素的流失速率和流失量随土地利用/土地覆被类型的不同表现出明显差异,地表径流水相总氮的流失量桑林最大,水田最小。水相不同形态的氮素流失量亦有所不同,悬浮颗粒态氮占地表径流水相总氮的70 %~90 %,水相溶解态氮的流失量以松林为最高,竹林、桑林和水田接近而且较低,不同类型的水相溶解态氮也随土地利用类型的不同表现出各自的特征。各土地类型单位面积、表层10 cm土壤氮素流失高达4.66~9.40 g·m-2,其中随径流沉积物相迁移的氮素占绝大部分(90 % 以上)。估算出的各土地利用类型总氮流失速率,地表径流水相为2.68~14.48 mg·m-2·min-1,径流沉积物相高达100.01~172.67 mg·m-2·min-1。     

象山皇城海滩稳定性分析与防护对策

以浙江岬湾砂质海岸象山皇城海滩为例,运用抛物线模型,分析得出皇城海滩的冲淤演化动态,并通过历史岸线形态对比探讨皇城海塘对其的影响,最终提出防止海岸侵蚀的对策。研究结果表明,皇城海滩北部有一定的侵蚀,其平面形态还未达到静态平衡,处于不稳定状态;皇城海滩北段海塘修建得过于靠海,致使海滩最重要的泥沙补给源——后滨沙丘被阻断,甚至消失,同时大潮水位可直接淹没海塘堤脚,加上海塘前为近破波,滩面水流和泥沙运动剧烈,最终导致堤前滩面的冲刷。基于此,防止海岸侵蚀的最佳对策是在拆除、重建海滩北部部分海塘后再进行适当的海滩养护。通过对皇城海滩的稳定性研究,了解海塘建设的影响,可为浙江岬湾海滩资源的合理开发、海岸防护工程建设提供一定的科学依据。     

湘鄂赣二叠纪岩相古地理研究

湘鄂赣二叠纪沉积盆地是在华南陆块基础上发育而成,具有扬子克拉通北缘被动大陆边缘盆地、扬子克拉通盆地、湘赣板内拉张盆地和华夏克拉通边缘盆地等四类。根据古暴露等标志,建立了各类盆地的沉积层序,并进行了区域对比。在此基础上,本文着重运用层序地层编图法编制了湘鄂赣二叠纪岩相古地理图,深化了该区岩相古地理研究,详细建立了沉积体系域模式和岩相古地理演化特点和控制因素。     

沈抚灌区石油污染土壤恢复方案的数值模拟

在沈抚灌区野外调查和室内外试验的基础上, 建立水分-反应性石油污染物运移的耦合数学模型, 采用数值方法模拟可溶性油(有效油) 的分布规律, 并定量分析了石油污染土壤不同恢复方案的可行性.研究结果表明, 土壤中的化学作用使可溶性油运移速度远远小于土壤水的入渗速度, 所以可溶性油主要分布在土壤耕作层之内, 难以通过灌溉污水的入渗直接污染地下水; 另外, 清污混合灌溉和改变作物结构的控制方案虽然可以大大降低土壤中可溶性油的含量, 但石油污染土壤的彻底恢复还必须依靠地表水或地下水的合理灌溉      

THE APPLICATION OF IMAGE-BASED MODELING IN PALEOEARTHQUAKE TRENCH STUDY

The geological structure exposed by paleoearthquake trenches is the key material to the right cognition of fault activity and paleoearthquake. However, paleoearthquake trenching inevitably destroys active tectonic geomorphic evidence and trench exposures are usually difficult to reserve. The conventional process of recording the delicate geological information, manually constructing photomosaics by image-editing software, is time-consuming and produces undesirable artificial distortions. Herein, we explored the process of constructing trench orthophotomosaics and the 3D image model using the Image-based Modeling technology and applied it to the Liutiaohe trench across the Tianqiaogou-Huangyangchuan Fault, Gansu Province. Based on the 3D image modeling and orthophotomosaic, we firstly constructed the control points and scale bars on cleaned trench walls and collected photos of all sections of the trench with a digital camera in the field, and then reconstructed the 3D model of the trench through the Agisoft PhotoScan, an efficient image-based modeling software, and finally yielded the 3D image model of the trench and othophotomasaics of the trench exposures. The results show that the automated workflow can produce seamless, sub-millimeter-level high-resolution photomosaics more quickly, with precision in the centimeter range, and the 3D image model is of great help to identify strata and geological structures in trenches with much lower capital and labor costs and low expertise levels compared with LiDAR, meanwhile, the 3D archive benefits the share and communication and even allows future reinterpreting the site using new insights.