典型喀斯特流域降水与径流特征分析及径流年际变化的影响因素贡献分解

地下水文过程是地球关键带科学研究的重要问题,在具有地表地下二元水文结构的喀斯特地区,其水文过程与其他类型区差异显著,研究黔中典型喀斯特小流域后寨河流域降水与径流特征及径流年际变化的影响因素,有助于在区域视角上了解气候变化与人类活动影响下的喀斯特流域水文特征。本文基于贵州省普定县后寨河流域出口观测站1987~2006年实测降水、地表径流、地下径流序列水文数据,分析比较了后寨河流域降水、径流的年内与年际变化特征,并采用集中度与不均匀系数两个指标分析比较了流域降水与径流的年内分配特征。采用累积距平法、年际累积量法分析了流域降水量与径流量的年际变化趋势,确定出1990年与2002年两个拐点年份,其中1990年为突变年。运用累积量斜率变化率比较法定量计算出气候变化与人类活动对径流年际变化的贡献率：以人类活动影响较小的初始阶段T₁（1987~1990年）为基准期,在不考虑潜在蒸散量的影响时,计算得到人类活动影响加剧的措施期T₂（1991~2002年）时段降水量减少对于地表、地下径流量减少的贡献率分别为39.32%、46.52%,人类活动对于地表、地下径流量减少的贡献率分别为60.68%、53.48%;如果考虑潜在蒸散量的影响,潜在蒸散量减少对于地表、地下径流量减少的贡献率分别为-14.89%、-17.61%,而人类活动对于地表、地下径流量减少的贡献率分别增至为75.57%、71.09%。可见,人类活动是后寨河流域径流量年际变化的主要驱动因素。

     

极端降水事件变化的观测研究

利用湖北1961—2014年站点逐日降水资料及人口和人口城乡构成数据,通过平均值分离、最小二乘法拟合、趋势系数和气候倾向率分析、M-K检验和累积距平检验等方法,从时空分布、趋势变化、局地特征等方面,分析了近54 a湖北极端降水的变化特征及其与城市化的关系,结果表明：(1)对于第95百分位的极端降水事件,湖北极端降水阈值的范围为43.5~85.1 mm,大部分站的阈值在暴雨雨量范围,高阈值区位于江汉平原和鄂东,低阈值区位于鄂西北,最高阈值出现在武汉站,最低阈值出现在竹山站和房县站。(2)近54 a来湖北多年平均的极端降水日(D_ep)、极端降水量(P_ep)、极端降水强度(I_ep)、最大5 d降水(R_{5 d})和雨量比均存在明显的区域特征,但I_ep、R_{5 d}的地域差异不如D_ep、P_ep明显。鄂西南南部以及鄂东南东部和南部是极端降水事件的高发区,鄂西北北部是极端降水事件的低发区。(3)极端降水指数(R)能反映极端降水的强弱,其大尺度存在明显的年际差异,而长期变化趋势不显著,P_ep、I_ep和雨量比呈弱增加趋势,R_{5 d}和极端降水频数呈弱减少趋势。(4)城市化发展速度会改变R及其局地距平百分比DR_ij、趋势系数和气候倾向率的空间分布。随着城市化发展速度加快,湖北城市“雨岛效应”的格局发生了变化,D_ep、P_ep、I_ep、R_{5 d}及其DR_ij从南北差异明显变为东西差异明显,江汉平原和鄂东的D_ep、P_ep、I_ep、R_{5 d}增加,而鄂西南的减少,且四者趋势系数通过显著性水平检验的站点数更多,气候倾向率绝对值也普遍增大,但大部分站点的变化趋势为负值。(5)湖北极端降水具有明显的城市效应,城市化发展速度较快的大城市代表站的极端降水阈值大于配对的小城市代表站,两种代表站平均的D_ep、P_ep、I_ep、R_{5 d}的年际变化较一致,但大城市代表站的I_ep、R_{5 d}普遍较大,极端降水的变化趋势更明显。

     

浙西梅雨滑坡易发性评价模型对比

新疆巩留县广泛发育冻融降雨型滑坡地质灾害,对其现有的研究多考虑降水,而缺乏温度影响的研究,为此,本文特增加了温度因子来进行巩留县滑坡灾害危险性评价。基于巩留县已发生的682个滑坡灾害点,选取坡度、起伏度、坡向、曲率、温度、距断层距离、距河流距离、距道路距离、工程地质岩组等9个评价因子。采用信息量模型(I)、确定性系数模型(CF)、信息量模型+逻辑回归模型(I+LR)以及确定性系数模型+逻辑回归模型(CF+LR)等4种模型对巩留县滑坡危险性进行了评价,划分为极高、高、中和低4个危险等级分区并进行了精度检验与现场实际验证。结果表明：(1)温度对滑坡有较大的触发作用;(2)耦合模型极高、高危险性分区面积明显低于单一模型极高、高危险性分区面积,其中CF+LR模型的极高、高危险性分区面积最小,低危险性分区面积最大;(3)4种模型ROC精度检验AUC值分别为0.889、0.893、0.895和0.900,均能较为客观地评价巩留县滑坡危险性。CF+LR模型精度最高,且经局部地区现场检验,CF+LR模型评价结果与实际情况也最为相符,研究成果对新疆地区巩留县滑坡地质灾害的预防和治理具有一定的借鉴意义。     

精密重力测量中相对重力仪格值系数的贝叶斯估计方法

相对重力仪的格值系数随时间会发生微小的变化,是影响精密重力测量精度的重要因素。通常需定期对相对重力仪进行专门的基线标定来评估仪器格值系数的变化。本文提出了一种利用重力观测数据进行格值系数评估的新方法,原理是利用测网中已知的多个绝对重力基准点作为先验约束,同时考虑仪器的非线性漂移变化,将格值系数作为超参数,基于贝叶斯原理和赤池贝叶斯信息准则(ABIC)估计最优值。通过对模拟数据的测试,该方法在高斯噪声和仪器非线性漂移等不确定性存在的情况下,可以获得格值系数的准确估计结果。对实测重力数据的测试表明:估计的格值系数与测量前在基线场标定的格值系数差值在5×10^-5以内;而且相较于采用标定不准确的格值系数,该方法可以获得与绝对重力测量结果差异更小的平差重力值。本文研究结果为有效提高精密重力测量的效率和精度提供了方法保障。     

湖北省2013年梅雨新特点与启示

使用湖北1961—2012年70个站点逐日20—20时降水资料及相应时段入梅、出梅日期和梅雨期强度指数统计资料,通过最小二乘法拟合、滑动平均、趋势系数和气候倾向率分析等方法,从多年变化、空间分布、趋势变化、强度指数等方面,探讨近52 a湖北梅雨期降水的气候变化特征。结果表明：(1)湖北的入梅、出梅日期和梅雨期长度历年差异较大,梅雨期较长但呈减少趋势。2000年为湖北梅雨的转折点,该年之后入梅日期推迟,出梅日期提前,梅雨长度缩短,梅雨期降水呈现弱化的特点。(2)湖北年降水量、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨站次数较多,梅年比、暴雨比较高,且历年差异较大。年降水量的年际变化表现为小振幅波动震荡,其他的波动震荡较大且除梅年比外的震荡趋势很一致。(3)梅雨期降水存在明显的区域性和年代际变化。52 a平均特征表明,鄂西南和鄂东为高值区,鄂西北为低值区。1990s和2000s的梅雨期降水量和梅年比分别较其他时段明显偏多、偏高和偏少、偏低,1970s的梅雨期暴雨日、暴雨量较其他时段明显偏少,暴雨比明显偏低。(4)趋势系数和气候倾向率分析表明,鄂东的暴雨比明显增加,湖北大部分站点的年降水量、梅年比、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨日在增加,主要位于江汉平原南部和鄂东南,少部分站点在减少,主要位于江汉平原中北部和鄂西南,但趋势均不明显。(5)梅雨强度指数其呈弱增加趋势,其在典型的水涝年份的等级为强或偏强,在典型的干旱年份的等级为偏弱,且等级偏弱的年数最多,为20个。

     

云南某锡矿区主要农作物重金属富集差异性

玉米与石榴重金属富集能力差异对于指导和调整土壤污染区的农产品种植具有重要的意义。通过土壤及农作物样品采集,分析玉米和石榴的重金属富集系数差异。研究表明：①石榴中Cd、Cr、Pb、As超标率分别为3.70%、25.93%、74.07%、7.41%,而玉米中Cr、Pb超标率分别为3.7%、22.22%,石榴中重金属超标现象明显高于玉米,且富集Cd、Pb、As能力远超过玉米;②不同土壤重金属含量下,石榴重金属超标现象亦较玉米显著。除高土壤重金属含量时富集Cr能力相近外,石榴富集Cd、Cr、Pb、As能力总体高于玉米,尤其是土壤重金属低含量时,明显高于玉米。综合认为,相同土壤重金属污染情况下,石榴较玉米更易吸收Cd、Cr、Pb、As,从农产品食用安全角度考虑,当地应优化农业生产布局,多种玉米而少种石榴。     

InSAR约束下的2008年汶川地震同震和震后形变分析

2008年5月12日,青藏高原东缘的龙门山断裂带上发生了Mw7.9级汶川地震.本文通过分析覆盖汶川地震震中区域的ALOS/PALSAR像对的方位向偏移量来选择无明显电离层扰动影响的像对进行干涉处理,获取了高精度、连续的InSAR地表形变场.在此基础上,结合高精度GPS同震形变数据,采用同震、黏弹性松弛震后形变联合反演模型同时确定了汶川地震的同震滑动分布和龙门山地区的流变结构参数.研究结果表明,汶川地震是一个断层破裂非常复杂的地震事件,其中,北川段、岳家山段、虹口段和汉旺段的滑动以逆冲为主,而青川段以右旋走滑为主.滑动主要发生在10 km深度以上的区域,最大滑动量位于虹口段的东北端,达10.7 m.地震释放的总能量为9.28×1020 N·m（Mw7.91）,与地震学的结果一致.联合反演模型确定的龙门山地区中下地壳的黏性系数为2×1018 Pa·s,为青藏高原东部地区的黏性系数提供了一个可靠的下限值.如果有更长时间的震后形变观测时间序列,将为该区域提供更为可靠的流变结构.     

陕西省城市竞争力及其通达性比较研究

以陕西省的10个地级市:西安市、铜川市、宝鸡市、咸阳市、渭南市、汉中市、安康市、商洛市、榆林市和延安市为研究对象,选取了社会经济发展水平、人民生活水平、对外经济和联系及基础建设和交通四个方面共24项指标,运用SPSS16.0软件用主成分分析法研究城市竞争力,得到城市竞争力得分的情况,以最短距离原则选择距离指标、时间指标和通达性系数来衡量城市的通达性水平的高低,得到不同速度下通达性水平的空间格局,计算各城市以一定速度在1、2、3、4小时内能到达其他城市的数目,并对竞争力得分和通达性水平的特点进行分析,最后比较分析二者之间的联系。城市竞争力和通达性水平的空间格局基本一致,都是呈现以关中地区为中心的"核心-外围"的格局,核心即西安市和咸阳市,由核心向外围城市的竞争力水平和通达性水平逐步降低。通达性与竞争力水平二者相互促进,实现良性循环。     

钢筋混凝土框架结构抗震超强系数分析

基于我国建筑抗震规范要求设计的14栋代表不同抗震特征要求的多高层规则钢筋混凝土框架,通过静力弹塑性分析详细地评估了框架结构的体系超强能力。分析中采用与抗震规范等效静力地震作用效应分布模式相同的单调递增侧向荷载,以二维平面框架为分析对象。分析结果表明地震分区对超强系数的影响较大;有填充墙框架比无填充墙框架的超强能力明显要大;内框架的超强能力比外框架的超强能力大;超强系数随框架楼层数的增加而减小。     

南海毛蚶形态特征对体重的相关分析

随机选取同龄南海毛蚶Scapharca subcrenata雌性62只、雄性59只,测量壳长、壳厚、壳高、后闭壳肌直径、放射肋数及活体重。采用通径分析方法研究南海毛蚶5个形态特征对体重的总效应,并以综合决定系数为确定形态性状重要性的准则。结果表明,两性中壳厚、壳高和壳长与体重均为正相关(p<0.01),直接和间接途径都不是体重的限制因素。壳厚、壳高的平均综合决定系数分别为0.423和0.412,是影响体重最主要因素且都具有育种意义。