土地利用空间格局的置换变化与代换变化分析

为揭示土地利用空间格局的动态变化,本文基于土地利用转移矩阵,从类型间的空间转移过程出发,构建了置换变化与代换变化的计算模型,并对其2种变化进行了分析。置换变化是2种类型之间以相同面积发生空间位置的置换过程,且各种类型的数量结构保持不变;代换变化则是所研究类型的数量结构保持不变,而与之转换的其他类型数量上的增加或减少;从而将单一类型的总变化进一步细分为置换变化、代换变化与净变化。以晋江流域1985年与2006年2期土地利用格局的变化为例进行分析,结果显示：在1985-2006年间,晋江流域的土地利用空间格局发生了显著变化;园地、建设用地、未利用地呈现扩张态势,草地与旱地呈现萎缩变化,水域变化不大;这6种地类的交换变化面积相对较少,以置换变化为主。水田与林地则主要表现为空间位置的交换变化,其中,水田呈现出与林地、旱地2种类型之间的置换变化,而林地则主要是园地-林地与林地-草地这2对类型间的代换变化。结果表明,通过置换变化与代换变化的分析,更细化了各种类型之间的动态变化过程。     

基于选权拟合法的电离层电子密度层析重构

附加约束的电离层层析算法是解决电离层电子密度反演中不适定问题的主要方法,为避免此类方法中约束权阵的选取不当对电子密度分布重构产生的不良影响,本文将选权拟合法应用到电离层层析成像技术中.该方法特别设计了依据电子密度空间分布特性构造参数权矩阵的方案.新方法有明确的物理意义,挖掘了隐含的信息量,为解决电离层电子密度反演中由于观测数据的不足等因素引起的不适定问题提供了一种新途径,可以得到符合客观实际的结果.数值模拟实验和实测数据的反演结果证实了该算法有效性、可靠性和优越性.     

固体介质中孤立波的传播及演化特征

由于地球介质中广泛存在断裂、微裂缝等地质现象,实际地震资料中会出现形似孤立波的非线性地震现象。因此,对固体介质中孤立波的研究有利于解释这些非线性地震现象的形成机制。本文基于KdV方程,以雷克子波作为初始条件,采用伸缩子机理构建体力模型,利用有限差分的方法模拟了孤立波的演化过程。理论结果表明,非线性地震纵波可以从雷克子波逐渐演化成孤立波,而且地震波的初始振幅和频散系数对模拟结果也有重要影响。通过与实际资料的对比也能说明这种演化的可能性。同时根据方程系数矩阵中元素带状分布的特征,采用稀疏矩阵的存取方法,可以减小计算内存,提高计算效率。     

Effects of different gap filling methods and land surface energy balance closure on annual net ecosystem exchange in a semiarid area of China

Based on eddy covariance measurements over two kinds of land surfaces(a degraded grassland and a maize cropland)in a semiarid area of China in 2005 and 2008,the effects of different gap filling methods,energy balance closure and friction velocity threshold(u*)on annual net ecosystem exchange(NEE)were analyzed.Six gap filling methods,including mean diurnal variation(MDV),marginal distribution sampling(MDS),and nonlinear regressions method,were investigated by generating secondary datasets with four different artificial gap lengths(ranging in length from single half-hours to 12 consecutive days).The MDS generally showed a good overall performance especially for long gaps,with an annual sum bias error less than 5 g C m-2 yr-1.There was a large positive annual sum bias error for nonlinear regressions,indicating an overestimate on net ecosystem respiration.The offset in the annual sum NEE for four nonlinear regressions was from 8.0 to 30.8 g C m-2 yr-1.As soil water content was a limiting factor in the semiarid area,the nonlinear regressions considering both soil temperature and soil water content as controlling variables had a better performance than others.The performance of MDV was better in daytime than in nighttime,with an annual sum bias error falling between-2.6 and-13.4 g C m-2 yr-1.Overall,the accuracy of the gap filling method was dependent on the type of the land surface,gap length,and the time of day when the data gap occurred.The energy balance ratio for the two ecosystems was nearly 80%.Turbulent intensity had a large impact on energy balance ratio.Low energy balance ratio was observed under low friction velocity during the night.When there was a large fetch distance in a wind direction,a low energy balance ratio was caused by mismatch of the footprints between the available energy and turbulent fluxes.The effect of energy balance correction on CO2 flux was evaluated by assuming the imbalance caused by the underestimation of sensible heat flux and latent heat flux.The results showed an average increase of 10 g C m-2 yr-1 for annual NEE in both ecosystems with an energy balance correction.On the other hand,the u*threshold also have a large impact on annual sum NEE.Net carbon emission increased 37.5 g C m-2 yr-1 as u*threshold increased from 0.1 to 0.2 m s-1,indicating a large impact of imposing u*threshold on net ecosystem carbon exchange.     

考虑吸力变化的非饱和高液限黏土-土工织物界面剪切特性研究

以高液限土为填料的加筋挡墙广泛在南方地区应用,加筋挡墙土体吸力经常随气候变化而发生变化,直接影响筋土界面强度特性,考虑吸力变化的非饱和高液限黏土-土工织物界面强度特性亟待深入研究。利用ZFY-1A型非饱和土应变控制式直剪仪对非饱和高液限黏土-土工织物界面进行控制吸力的剪切试验,探讨吸力循环变化（干湿循环）对筋-土界面剪切特性的影响。研究表明,高液限黏土-土工织物界面的抗剪强度随着净法向应力的增加而增大;随着循环次数的增加,界面强度呈现先升高而后衰减的变化规律。经历3次干湿循环的界面强度低于未经历干湿循环的强度。随着循环次数的增加,界面强度总体上呈降低趋势。吸力增加的速率 随吸力循环次数的增加先增大后减小,有效界面摩擦角 、界面有效黏聚力 、界面综合摩擦系数 、综合摩擦系数比K与此类似。 含水率变化量的最大值随着净法向应力、循环次数的增加而增大。最大剪胀量 随循环次数的增加先增大后减小,随净法向应力的增大而减小。最后通过对数拟合,得出经历若干次基质吸力循环后的界面强度计算公式。     

顶管推进引起施工场地竖向附加荷载分析

基于层状体系解析刚度矩阵理论解,结合5节点Gauss-Legendre求积公式,提出了层状地基中顶管施工正面附加推力、掘进机与土体之间摩擦力以及共同作用力引起的附加荷载计算方法,分析了顶管推进引起的土体竖向附加荷载分布规律,也研究了地基等效均质性、土层力学参数、计算点间距以及顶管埋深等因素对顶管施工诱发附加荷载的影响效应。研究结果表明,掘进摩擦力引起的附加荷载在掘进面前方迅速达到压应力峰值,其量值大小和影响范围均要大于正面附加推力,是顶管施工引起临近地层附加荷载的主要影响因素。此外,层状地基土体参数的改变会对顶管施工扰动地层的附加荷载产生一定影响,地基等效均质性、计算点间距以及顶管埋深等因素对附加荷载大小及分布均存在显著影响。成果可为合理制定顶管开挖对周围土工环境的保护措施提供一定理论依据,也可为其他盾构隧道工程提供一定的理论参考。     

关于频率电磁测深几个问题的探讨(七)——解析广义逆矩阵反演法

从目标函数的线性化出发,采用奇异值分解法求广义逆矩阵并适当加阻尼,用迭代法直接解超定方程实现改进广义逆矩阵反演。进一步从理论与实际结合上阐明改进广义逆矩阵反演法的灵活、稳定,它涵盖了多种反演方法的优点,又具有自身特点,在实际应中适应性强,并能提供一些辅助信息,可更好地评价解释结果。      

新型热压WC-Fe基金刚石钻头钻进试验

为满足硬岩钻探的需要,将传统的热压碳化钨(WC)基金刚石钻头胎体中一部分WC用Fe代替,用Excel中的回归分析和非线性规划求解计算出的最优胎体配方,试制了新型热压WC-Fe基金刚石钻头,在可钻性为8级以上的岩石上进行了室内、外钻进试验,取得了较好的效果。      

孕镶块式高胎体金刚石钻头的研制

为了提高金刚石钻头的时效和寿命,将钎焊法引入到高胎体金刚石钻头的设计和加工中。首先利用热压法加工耐磨性能好的金刚石孕镶块;然后加工自带两层水口和水槽的新型钻头钢体,且两水口之间预留焊接槽;最后采用钎焊法,将金刚石孕镶块焊接到钻头钢体上。野外试验表明,试制的2只Φ75/54.5 mm高胎体金刚石钻头,与现场使用的孕镶金刚石钻头相比,钻进效率分别提高41.7%和8.3%,使用寿命分别提高50.4%和32.9%。采用二次钎焊法加工的金刚石钻头,兼顾了热压法的优点,解决了工作层高度过高导致钻头胎体折断、掉块的难题,明显提高了金刚石钻头的使用寿命。     

西北干旱区荒漠生态系统通量贡献区模型研究

涡度相关仪通量值所代表的通量贡献区范围,对于通量观测塔的选址、仪器安装高度的确定以及通量观测数据的质量控制等具有重要的指导意义。利用通量贡献区模型对位于古尔班通古特沙漠试验场通量观测资料的空间代表性进行初步分析。结果表明：该荒漠区在大气稳定条件下90%的通量贡献区最远可以达到686.40 m,通量贡献函数最大点的位置在162.50 m;大气稳定时各风向的通量贡献区范围在生长末期均达到最大,生长初期和中期的源区变化因受到各风向风速和植被下垫面的影响而有差异;大气不稳定时不同生长时期各风向通量贡献区没有固定变化规律;通量源区大约有58.71%的信息来自于荒漠区通量观测塔西南至西北方,整个生长季生长末期通量贡献最多,所占比例为40.16%。由FSAM模型测得的通量贡献区范围可以较准确地反映荒漠生态系统下垫面的通量信息。