一种复杂轮廓线的真三维TIN算法

针对多层轮廓线三维重构问题,研究了真三维复杂轮廓线的空间分布特征,通过引入参考基准面概念,提出了一种顾及局部平展特性的真三维TIN生成算法。该方法在递增生成表面过程中,利用了加权最小三角化方法,动态建立参考基准面,将三角面片自身形态和局部邻接轮廓点的相对空间关系有机地结合起来,避免了面片的遮掩重叠和自相交,使得重建表面和原始表面的拓扑差异最小。选取三维地震量测的多层反射波剖面数据进行了实验,并对不同算法得到的实验结果进行了分析比较,得出实验结论:本文算法快速可靠,重建出来的三维表面过渡光滑、自然,更接近实际的表面形态。该方法对于石油、地质勘探三维地质构造形态辅助解译具有现实的应用意义。     

砾石覆盖紫色土坡耕地水文过程

紫色土中砾石分布广泛,地表常为砾石覆盖,砾石覆盖对土壤水文过程有着重要影响。试验小区(2 m×1 m)为坡度23°的坡耕地, 试验降雨强度为(53.9±2.8)mm/h、 (90.8±6.1)mm/h和(134.3±14.9)mm/h, 砾石覆盖度为0%,11%,20%,33%和42%。通过原位人工模拟降雨试验,定量研究了不同降雨强度下砾石覆盖对降雨入渗、地表产流及壤中流产流的影响。结果表明:砾石覆盖对入渗过程影响显著,稳定入渗速率及稳定入渗系数与砾石覆盖度呈正相关关系,3种降雨强度下,稳定入渗系数分别为47.70%~86.59%,30.61%~82.83%、17.76%~77.44%,42%砾石覆盖度小区的稳定入渗速率分别是裸露小区的1.95~4.94倍;地表砾石覆盖延迟地表产流、减少地表径流量,地表产流时间随着砾石覆盖度的提高呈增加趋势,地表径流速率及地表径流系数随砾石覆盖度的增加而降低,相对地表径流系数与地表砾石覆盖度呈指数负相关关系;地表砾石覆盖促进壤中流的发生、增加壤中流量,壤中流产流时间随着砾石覆盖度的增加逐渐缩短,壤中流径流速率及壤中流径流系数随地表砾石覆盖度的增加而提高,相对壤中流径流系数与地表砾石覆盖度呈指数正相关关系。     

南海海域浮游植物叶绿素与海表温度季节变化特征分析

利用 Sea WiFS卫星遥感叶绿素质量浓度及TRMM微波遥感海表温度产品, 研究了南海海表叶绿素a的季节变化特征及其同海表温度的关系。研究结果表明, 南海叶绿素质量浓度具有很强的季节变化:通常低叶绿素质量浓度(<0.12 mg·m^-3)出现在弱风高海表温度(>28°C)的春、夏季节;高叶绿素质量浓度(>0.13 mg·m^-3)通常出现在有较强风速和较低海表温度(<27°C)的冬季。线性回归分析显示, 南海叶绿素质量浓度同海表温度呈显著负相关。尽管在南海南部、南海中部、南海西部及吕宋西北部4个代表子区域的显著性有所差异, 但都暗示温度变化所反映的垂向层化调控了营养盐质量浓度和浮游植物量变化。可见, 温度可能是影响海洋上层稳定程度及垂向交换强度的重要指标, 从而可能调控营养盐及浮游植物的变化。     

伊兹米特地震地表破裂带和发震构造特点

１９９９年伊慈米特７．４级地震地表破裂带表现清楚。在几何学特点上,它基本上由４个破裂段斜裂组合而成,沿破裂段可见不同的构造组相样式。在破裂段的阶区,主要发育张性构造。破裂段的最在工为５１ｍ,在运动学上,以右旋走滑运动为主,最大位错３．８ｍ‘走滑段最大垂直位错０．６ｍ。向观震中与地表最大位理合,基本上处于破裂带中间地段。地城寺表破裂带的动力学和几何学特征与震源机制解反映出来的结果相一致。     

Assessment of alternative adsorption models and global sensitivity analysis to characterize hexavalent chromium loss from soil to surface runoff

We investigate our ability to assess transfer of hexavalent chromium, Cr(VI), from the soil to surface runoff by considering the effect of coupling diverse adsorption models with a two‐layer solute transfer model. Our analyses are grounded on a set of two experiments associated with soils characterized by diverse particle size distributions. Our study is motivated by the observation that Cr(VI) is receiving much attention for the assessment of environmental risks due to its high solubility, mobility, and toxicological significance. Adsorption of Cr(VI) is considered to be at equilibrium in the mixing layer under our experimental conditions. Four adsorption models, that is, the Langmuir, Freundlich, Temkin, and linear models, constitute our set of alternative (competing) mathematical formulations. Experimental results reveal that the soil samples characterized by the finest grain sizes are associated with the highest release of Cr(VI) to runoff. We compare the relative abilities of the four models to interpret experimental results through maximum likelihood model calibration and four model identification criteria (i.e., the Akaike information criteria [AIC and AIC_C] and the Bayesian and Kashyap information criteria). Our study results enable us to rank the tested models on the basis of a set of posterior weights assigned to each of them. A classical variance‐based global sensitivity analysis is then performed to assess the relative importance of the uncertain parameters associated with each of the models considered, within subregions of the parameter space. In this context, the modelling strategy resulting from coupling the Langmuir isotherm with a two‐layer solute transfer model is then evaluated as the most skilful for the overall interpretation of both sets of experiments. Our results document that (a) the depth of the mixing layer is the most influential factor for all models tested, with the exception of the Freundlich isotherm, and (b) the total sensitivity of the adsorption parameters varies in time, with a trend to increase as time progresses for all of the models. These results suggest that adsorption has a significant effect on the uncertainty associated with the release of Cr(VI) from the soil to the surface runoff component.     

刘家峡水库西南部水域表层沉积物重金属污染评价

为了研究刘家峡水库西南部水域表层沉积物中重金属的污染状况,对采集的55个表层沉积物样品中的6种重金属元素Cr、Cd、Ni、Cu、Zn和Pb的含量进行测试,其平均含量分别为77.03μg/g、0.16μg/g、33.53μg/g、32.09μg/g、291.77μg/g、22.44μg/g。在研究表层沉积物重金属含量空间分布的基础上,运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法,综合判断水库的受污染程度并对其潜在生态风险进行评估。6种元素的地累积指数排序依次为：Zn > Cu > Cd > Ni > Pb > Cr;潜在生态风险系数排序依次为：Cd > Cu > Pb > Zn > Ni > Cr;各区域重金属污染程度或潜在生态风险水平依次为黄河主河道 > 大夏河河口 > 黄河横剖面。综合4种方法的评价结果,认为对刘家峡水库西南部表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价贡献率较高的重金属污染因子是Zn、Cu和Cd;综合相关性分析与主成分分析,认为研究区沉积物重金属污染主要来源于两个方面：（1） Zn、Cu主要来源于生活污染或工业污染;（2） Cd主要来源于工农业活动产生的污染。     

用于湿地气候效应模拟的三江平原下垫面数据获取

三江平原是我国沼泽湿地的重要分布区。在20世纪的后50 a中,三江平原在经过几次大规模的开荒后,其下垫面发生了明显的阶段性变化,湿地大面积消失,农田面积不断增加。为了认识20世纪下半叶不同时期三江平原湿地的气候效应,拟采用第三代区域气候模式(RegCM3)来开展研究。而目前被广泛用于RegCM3的GL-CC数据,所反映的研究区下垫面几乎不存在沼泽湿地,这与事实严重不符,所以必须获取三江平原有沼泽湿地存在的真实的下垫面数据,才能得到可靠的湿地气候效应的模拟结果。分别选择了4期(1954年、1985年、1996年和2000年)有阶段代表性的航片、TM影像数据为主要数据源,利用ERDAS8.7和Arcview3.2等软件,首先得到4期研究区的土地利用数据,然后通过土地利用数据类型向模式数据类型的转换,从4期研究区土地利用数据中提取出了三江平原下垫面的模式数据。经过误差分析,认为获取的4期三江平原下垫面模式数据准确的反映出研究区几个时期的湿地下垫面实况,可以作为三江平原湿地气候效应模拟的基础数据。     

城市不同下垫面的能量平衡及温度差异模拟

城市能量平衡是研究城市热岛效应的物理基础。利用北京市教学植物园2010年的实测数据,设置不同类型下垫面（植被覆盖类型：林地、草地和不透水层覆盖类型：道路、房屋）,利用局地尺度城市气象参数化方案模拟并分析了相同气象条件和净辐射通量输入下,不同类型下垫面的显热、潜热通量及蒸散降温效应的差异。结果显示：（1）不同类型下垫面的各能量支出项有明显差异,植被覆盖区域和不透水层覆盖区域的波文比年均值分别为0．28和4．60,且在植被生长季差异较大;（2）城市扩展过程中道路、房屋替换林地、草地的过程,也是显热增加而潜热减少的过程。植被层向不透水层转换的过程中,显热通量年均增加32．74W／m^2,潜热通量减少38．87W／m^2,储热通量增加7．95w／m^2;（3）理论上,植被蒸散的年降温效应使单位面积植被覆盖区域的气温比不透水层区域可低2．63℃。     

珠三角地区地表温度与土地利用类型关系

随着城市化进程的加快,城市气候与环境问题日益显现,尤以城市热岛效应最为突出。通过监督分类方法对TM遥感影像进行了土地利用分类,并运用TM热红外波段线性拟合模型进行近地表气温反演,分析城市热岛的空间分布及地域性差异,以及与土地利用类型的关系。结果表明：珠三角地区近地表气温与土地利用类型紧密相关,城市建设区形成高温中心,是热岛的主要贡献因子,植被和水体则有明显的冷岛效应;研究区热岛具有区域性集中与分散分布的特点,且以区域性热岛为中心向周边扩展;分析热岛强度剖面线发现,由于地形、植被覆盖度等因素影响,研究区热岛强度的南北差异较大,而东西差异较小;热岛分布与土地利用类型分布格局较为一致,但也有分布不一致性的区域,表现为城市热岛向非城市建设用地扩展。     

A mixed finite element method for Hele-Shaw cell equations

A new numerical method to solve the system of equations describing two phase flow in a Hele-Shaw cell is presented. It combines a mixed finite element method, the method of subtraction of the singularity and a front tracking grid in a single computational strategy. This choice of discretization techniques is well motivated by the difficulties present in the system of equations and the physics of the problem. The new method was tested against analytical solutions and also by solving the Saffman–Taylor viscous fingering problem for finite and infinite mobility ratios. In both cases convergence under mesh refinement is achieved for the fingers developed from an initial sinusoidal interface. Finger splitting is observed for low values of the surface tension and high mobility ratio. Different explanations, based in our results, are provided for this phenomenon. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.