黄土高原水蚀风蚀交错区土壤剖面水分动态的数值模拟研究

利用SWAP(Soil-Water-Atmosphere-Plant)模型对黄土高原水蚀风蚀交错区坡地土壤-植被-大气系统中的水循环进行数值模拟。结果显示,SWAP模型很好的模拟了不同土地利用方式条件下的土壤水循环过程。根据模拟结果,水蚀风蚀交错区的丰水年份,农地和种植第一年的紫花苜蓿地季末土壤水分稍有盈余,谷子和紫花苜蓿的日蒸散量分别为1.2~2.6mm和1.2~2.5mm。     

基于变网格高阶有限差分的鬼波数值模拟研究

由于海洋地震资料采集过程中电缆和震源沉放于海面以下几米至十几米深度,同时,薄夹层厚度也从几米到几十米变化,要准确模拟沉放深度即薄夹层对地震波场的影响,差分网格剖分须小于最小变化深度和厚度,全模型小网格模拟将急剧加大有限差分模拟计算量.通过均匀模型大网格与小网格模拟波场对比表明二者存在微小的相位差异,小网格模拟结果对于小...     

中国北方农牧交错区生态脆弱性时空演变格局与驱动因素 ——以盐池县为例

生态脆弱性是当前全球环境变化与区域可持续发展研究的重点,也是生态文明建设和绿色发展研究的热点。以中国北方农牧交错区盐池县为例,基于2000—2017年3期遥感数据,运用景观格局指数法、空间自相关以及地理探测器等模型对研究区生态脆弱性时空演变格局及其驱动因素进行综合评价。结果显示:(1)研究区草地分布广泛,且面积逐年增加,耕地和未利用地面积分别减少44673.7 hm~2和73033.1 hm~2,林地、水域和建设用地面积增加迅速,年均变化率分别为2.86%、2.15%和4.80%;(2)景观斑块数量减少,破碎度趋于缓和,不同类型景观彼此之间具有良好的连接性,景观格局趋向规则、连续的整体演变;研究区景观生态脆弱性逐年下降,高脆弱分布区主要分布在北部的高沙窝镇、花马池镇以及西部的惠安堡镇,低脆弱区主要分布在东南部的麻黄山镇、大水坑镇以及青山乡等地区,且低脆弱区范围由东南向西北延伸;空间自相关Moran’s I大于0.52,表明存在正相关,空间具有显著的集聚性和异质性,且呈现出"东南低,西北高"的分布格局;地理探测器结果显示景观斑块数、破碎度、优势度以及香浓多样性指数是影响研究区生态脆弱性空间异质性的主要因素。     

一类三维的高分辨中心差分格式

在交错网格的情况下，构造了一类不需解Riemann问题的求解三维双曲守恒律的二阶显式差分格式，证明了该格式在CFL（Courant-Friedrichs-Lewy）条件限制下为MmB（Maximum and minimum Bounds）格式，进行了并行计算数值试验，得到的试验结果令人满意。在交错网格的情况下构造的这类差分格式，不需要求解Riemann问题，不需要进行特征分解，可用于求解弱双曲方程组，计算快、编程简便。     

综采工作面随采地震的采煤机震源模拟

为了分析以采煤机作为震源接收到的随采地震数据的波场特征,从正演模拟的角度出发,通过将采煤机截割方式及滚筒的受力情况转换为震源力函数的形式,以不同时间不同位置的荷载分布作为震源对波动方程进行加载,采用高阶交错网格有限差分法对波动方程进行求解,得到正演单炮数据。最终,数值模拟得到的随采地震数据显示出,采煤机震源激发的波场中,横波能量占据主导地位,纵波能量较小,且在高频数据中,y分量上有明显的槽波存在,其极化特征显示出该槽波为Love型槽波。最终,模拟数据与实际采集的y分量数据对比表明,二者在波场成分及分布方面具有较高的相似性。      

农地城市流转：途径,方式及特征

农地城市流转是乡村城市化和土地利用竞争的必然结果。当前需要对流转农地的数量、质量和区位作出可操作性的规划和合理决策。该文分析农地城市流转的途径、方式,并总结农地城市流转的特征。阐述农地城市流转有市场和非市场两种途径,有蛙跳式侵占、轴式扩展、环状蔓延、条块分割与吞没和指状填充五种方式,具有优质性、地域性、同步性、不可逆性、非市场性和多重属转移性特性。     

西秦岭北缘武山地区上白垩统沙漠相沉积特征

西秦岭广泛但不连续分布着一套晚白垩世红层地层。这套红层地层所代表的原型沉积盆地是西秦岭中生代陆内造山期发育的相互孤立的山间盆地拟或是整体统一红层盆地新生代以来地壳隆升侵蚀破坏的残留一直存在争议。这个争议问题即关乎到对西秦岭中生代末期的构造地貌状态的认识,也关乎到现今青藏高原东北缘新生代以来地壳隆升初始地质背景。通过对西秦岭北缘武山地区上白垩统红层沉积地层中发育的一套砖红色砂岩的沉积序列、沉积构造、粒度分布等宏观地质特征的较详细研究,结合对这套砂岩的矿物成分和显微结构以及石英颗粒SEM表面结构特征的研究,表明这套砖红色砂岩具有如下特征:1）发育典型的大型风成交错层理;2）粒度均匀,分选好,以中-细砂、极细砂组分为主,缺乏粉砂-黏土颗粒组分;3）石英颗粒磨圆度好,表面发育碟形和新月形坑、溶蚀坑、硅质薄膜等风成砂颗粒具有的独特表面特征。据此提出这套砖红色砂岩是典型的沙漠相沉积的新认识,并根据沙漠相沉积类型的识别标志将其分为沙丘沉积和丘间沉积两种沉积类型。秦岭北缘武山地区晚白垩世沙漠相沉积的存在,结合西秦岭腹地同时代的哈达铺、岷县西江等地分布在山顶面的晚白垩世红层地层中存在类似的沙漠相沉积分析,提出了西秦岭晚白垩世不仅处于干旱炎热气候环境,而且曾呈现出地形相对平缓的泛盆地构造地貌状态。这套红层沉积反映了西秦岭晚白垩世为统一红层沉积盆地而非孤立的山间盆地,现今多不连续分布在山顶面之上是新生代以来地壳不均匀隆升和侵蚀共同作用的结果。     

松嫩平原农牧渔交错区生态敏感性评价研究——以杜尔伯特蒙古族自治县为例

生态敏感性评价对区域生态环境建设治理具有重要实践意义和科学价值。本论文在RS、GIS技术支持下,采用ETM影像、土壤分布特征以及其他相关地理信息,选用土壤类型、植被覆盖程度、土地利用现状等作为生态敏感性评价的主要因子,并利用层次分析法确定评价因子的权重值,建立生态敏感性评价模型,对农牧渔交错区(以杜尔伯特蒙古族自治县为例)进行生态敏感性评价的研究。该文的研究结论是:低度生态敏感区以湿地生态系统和湖泡生态系统为主,包括生态状况维持较好的草原区域,抗自然灾害能力较强;中度生态敏感区以农田、草原复合生态系统为主,具有一定的生态恢复能力,能抵抗适度的人为扰动;高度生态敏感区以沙土农田、沙地草原以及湖泡周围的盐碱地生态系统为主,自我调节能力弱,相对稳定性较差。本文研究表明,利用遥感技术获取影像信息,结合地理信息系统相关空间分析方法进行区域的生态敏感性评价,具有实际可操作性,评价结果合理可靠,可以为区域生态建设提供科学依据。     

双相TI介质中弹性波交错网格高阶有限差分法数值模拟

应用双相介质波动方程,推导了双相横向各向同性介质(TI)中波动方程的有限差分格式,对双相TI介质中弹性波有限差分数值进行了模拟.结果表明,弹性波在双相TI介质中传播时,除了存在常规的快纵波(qP1)和横波以外,还存在慢纵波( qP2).并且慢纵波的速度明显小于快纵波,而且受耗散系数的影响衰减地很快,所以在实际中很难观测到慢纵波.快纵波在固相和流相中相位相同,而慢纵波在固相和流相中的相位相反.慢纵波在流相中振幅大,而在固相中的振幅较小.     

Stability of finite difference numerical simulations of acoustic logging-while-drilling with different perfectly matched layer schemes

In acoustic logging-while-drilling （ALWD） finite difference in time domain （FDTD） simulations, large drill collar occupies, most of the fluid-filled borehole and divides the borehole fluid into two thin fluid columns （radius -27 mm）. Fine grids and large computational models are required to model the thin fluid region between the tool and the formation. As a result, small time step and more iterations are needed, which increases the cumulative numerical error. Furthermore, due to high impedance contrast between the drill collar and fluid in the borehole （the difference is 〉30 times）, the stability and efficiency of the perfectly matched layer （PML） scheme is critical to simulate complicated wave modes accurately. In this paper, we compared four different PML implementations in a staggered grid finite difference in time domain （FDTD） in the ALWD simulation, including field-splitting PML （SPML）, multiaxial PML（M- PML）, non-splitting PML （NPML）, and complex frequency-shifted PML （CFS-PML）. The comparison indicated that NPML and CFS-PML can absorb the guided wave reflection from the computational boundaries more efficiently than SPML and M-PML. For large simulation time, SPML, M-PML, and NPML are numerically unstable. However, the stability of M-PML can be improved further to some extent. Based on the analysis, we proposed that the CFS-PML method is used in FDTD to eliminate the numerical instability and to improve the efficiency of absorption in the PML layers for LWD modeling. The optimal values of CFS-PML parameters in the LWD simulation were investigated based on thousands of 3D simulations. For typical LWD cases, the best maximum value of the quadratic damping profile was obtained using one do. The optimal parameter space for the maximum value of the linear frequency-shifted factor （a0） and the scaling factor （β0） depended on the thickness of the PML layer. For typical formations, if the PML thickness is 10 grid points, the global error can be reduced to 〈1% using the optimal PML parameters, and the error will decrease as the PML thickness increases.