生态地质研究进展与展望

生态地质学是研究生态系统与地质环境之间关系的一门交叉学科,对国土空间生态保护修复工作有重要理论支撑作用。我国生态地质研究工作虽然经过了多年的发展与积淀,但时至今日生态地质学仍然处于研究和探索阶段。鉴于此,基于前人的大量研究,总结了国内外生态地质研究进展: 国际上,俄罗斯建立了生态地质学研究体系,美国发起的地球关键带研究是与生态地质研究十分契合的主题; 在国内,生态地质研究主要着眼于”生态-地质”相互作用过程与机理以及地质环境影响下的系统性生态修复研究。在此基础上,提出了生态地质学涵义及其研究内容、方法技术创新及学科体系构建思路,以期为服务山水林田湖草沙整体保护、系统修复、综合治理和生态地质系统深化研究提供借鉴。     

基于ComGIS的校园导航系统

分析了ComGIS的特点,并结合其特点,利用VisualBasic6.0,SuperMap和SQLServer2000等软件实现了校园导航系统的空间数据和属性数据的存储、可视化查询、测量地图等,同时介绍了系统空间数据库和空间地理模型的建立,以及在系统的设计中所涉及到的多媒体等技术。     

AUV矢量推进水动力计算及水平回转操纵性试验

针对矢量推进模式下的 AUV 水动力性能和操纵性能,开展了 AUV 矢量推进水动力 CFD 计算, 对矢量推进水平回转操纵性进行了评估,加工了矢量推进样机,并进行湖上操纵性验证。理论计算和试验数据表明：矢量推进具备极高的低速操纵性,该研究为矢量推进在 AUV 上的应用提供了理论和技术基础。     

A review on missing hydrological data processing

Like almost all fields of science, hydrology has benefited to a large extent from the tremendous improvements in scientific instruments that are able to collect long-time data series and an increase in available computational power and storage capabilities over the last decades. Many model applications and statistical analyses (e.g., extreme value analysis) are based on these time series. Consequently, the quality and the completeness of these time series are essential. Preprocessing of raw data sets by filling data gaps is thus a necessary procedure. Several interpolation techniques with different complexity are available ranging from rather simple to extremely challenging approaches. In this paper, various imputation methods available to the hydrological researchers are reviewed with regard to their suitability for filling gaps in the context of solving hydrological questions. The methodological approaches include arithmetic mean imputation, principal component analysis, regression-based methods and multiple imputation methods. In particular, autoregressive conditional heteroscedasticity (ARCH) models which originate from finance and econometrics will be discussed regarding their applicability to data series characterized by non-constant volatility and heteroscedasticity in hydrological contexts. The review shows that methodological advances driven by other fields of research bear relevance for a more intensive use of these methods in hydrology. Up to now, the hydrological community has paid little attention to the imputation ability of time series models in general and ARCH models in particular.     

扎日根铁矿区地质特征及找矿潜力分析

扎日根铁矿区地处三江成矿带沱沱河段。位于巴颜喀拉晚印支褶皱造山带、羌塘陆块二大构造单元间之羌塘陆块一侧。矿区为一轴向近东西、形态不完整的背斜,出露地层为下二叠统开心岭群诺日巴尕日保组。赋矿围岩为印支期中-基性次火山岩体,东矿段赋矿岩体位于背斜核部及南翼,中、西矿段赋矿岩体位于背斜北翼。矿体主要受次火山岩体及其内部早期构造裂隙控制,矿床成因为次火山岩浆期后热液型。赋矿岩体所处构造部位有利于形成规模较大的磁铁矿床。本区用磁法寻找磁铁矿的效果较好,而目前矿区部分1∶2000磁异常没有深部工程验证或验证不足,钻探工程控制深度不够,应进一步加大对已有异常的验证力度,以扩大资源远景。矿区南部正磁异常尚未圈闭,扩大高精度磁测范围以便发现新的异常,再对异常进行反演确定磁性体分布范围及空间形态,锁定赋矿有利部位并进行钻探验证,有望在深部发现较大规模的磁铁矿体。     

西藏羊湖二厂电站厂房区泥石流危险性评价

泥石流的活动特征及其危险性评价对电站的施工及运行有重要意义。根据羊湖电站厂房区勘查所获取的资料,对厂房区后山5条泥石流沟的成因进行了分析,在此基础上将层次分析法(AHP)应用到泥石流危险性评价研究中。对该厂房区5条泥石流沟的危险度评价表明,5号沟泥石流危险度最高,4号沟次之,1号沟、2号和3号沟危险度相对较低。泥石流危险度与流域面积的大小呈正比关系。     

Hydrologic implications of the isotopic kinetic fractionation of open-water evaporation

The kinetic fractionation of open-water evaporation against the stable water isotope H_2 ~(18)O is an important mechanism underlying many hydrologic studies that use ~(18)O as an isotopic tracer. A recent in-situ measurement of the isotopic water vapor flux over a lake indicates that the kinetic effect is much weaker(kinetic factor 6.2‰) than assumed previously(kinetic factor14.2‰) by lake isotopic budget studies. This study investigates the implications of the weak kinetic effect for studies of deuterium excess-humidity relationships, regional moisture recycling, and global evapotranspiration partitioning. The results indicate that the low kinetic factor is consistent with the deuterium excess-humidity relationships observed over open oceans.The moisture recycling rate in the Great Lakes region derived from the isotopic tracer method with the low kinetic factor is a much better agreement with those from atmospheric modeling studies than if the default kinetic factor of 14.2‰ is used. The ratio of transpiration to evapotranspiration at global scale decreases from 84±9%(with the default kinetic factor) to 76±19%(with the low kinetic factor), the latter of which is in slightly better agreement with other non-isotopic partitioning results.     

太湖水体叶绿素浓度反演模型适宜性分析

为确定适合太湖水体叶绿素的反演算法,为同类卫星数据的建模和应用提供参考,本文根据太湖2007年11月、2009年4月和2011年8月实测水质参数以及同步光谱数据,结合水色遥感传感器MODIS、MERIS、GOCI及我国自主发射的HJ-1号卫星CCD传感器波段参数,基于差值模型、比值模型、三波段模型及APPEL模型,分别建立太湖水体叶绿素浓度反演模型,并分析模型的适宜性.结果显示,基于不同传感器数据APPEL模型的决定系数为0.7308~0.8107,模型相对误差为15%~24%,均方根误差为21%~32%;三波段模型基于不同传感器数据拟合的决定系数为0.6014~0.7610,相对误差为28%~36%,相对均方根误差为39%~46%;差值模型决定系数为0.4954~0.7244,相对误差为39%~53%,相对均方根误差为51%~72%;比值模型决定系数为0.4918~0.7098,相对误差为41%~55%,相对均方根误差为56%~75%.相比较而言,APPEL模型的稳定性较强,适合于不同传感器数据的太湖水体叶绿素浓度的反演.此外,相应不同传感器波段位置、波段宽度对模型反演的精度和稳定性的影响也不同,当波段位置接近叶绿素特征波长时,较窄的波宽有利于模型精度的提高,波段位置和叶绿素浓度特征波长相差较大时,合理增加波谱范围有利于叶绿素特征信息的获取.     

太湖叶绿素a同化系统敏感性分析

太湖叶绿素a同化系统对于不同参数的敏感性将直接影响到该系统能否精确的估算太湖叶绿素a的浓度分布.利用2009年4月21日环境一号卫星(HJ-1B CCD2)影像数据反演太湖叶绿素a浓度场信息.以此作为背景场信息,结合基于集合均方根滤波的太湖叶绿素a同化系统,分析和评价了样本数目、同化时长、背景场误差、观测误差和模型误差对于同化系统性能的影响.结果表明:从计算成本、系统运行时间和同化效果等方面分析,当集合样本数目达到30~40左右时同化系统取得了较好的结果;同化系统对于背景场误差的估计变化不是很敏感,即初始场的估计是否准确对于同化系统的性能影响不是很大;同化系统对于模型误差和观测误差的变化较为敏感,不同的测试点位由于水体动力学性质不一,其敏感性的表现形式有所差异;利用数据同化方法可以有效地估算太湖叶绿素a浓度.     

水库温室气体净通量评估模型(G-res Tool)及在长江上游典型水库初步应用

目前准确量化温室气体排放量已成为气候变化研究和政策制定的关键.在IPCC水库温室气体净通量的概念性框架下,国际水电协会汇总分析了全球223座水库的CO₂和CH₄研究成果,构建了G-res Tool,其可以用于评估已建或待建水库在长时间尺度下的温室气体净通量.本文介绍了G-res Tool模型的基本原理与模型框架,利用模型内置数据库中所涉及的中国长江上游12座典型水库数据进行初步应用分析,12座水库温室气体净通量平均值为88.17 g CO₂e/（m²·a）,在全球约7000座水库中所处水平为11.67%,处于低阈值范围.在水库温室气体净通量分析结果中,其他非相关人类活动产生的水库温室气体通量（UAS）在蓄水后总通量（Post）中所占比重远高于蓄水前温室气体通量（Pre）.长江上游水库蓄水后的CH₄和CO₂通量对于温室效应的贡献量相当.通过将G-res Tool模型蓄水后的温室气体通量评估结果和所涉及到的12座水库中已发表的数据对比分析发现,G-res Tool具有简便、适用面广等特点.但G-res Tool毕竟仍为经验性模型,其基本原理和模块设计上的内在缺陷在很大程度上限制了其应用范围并造成了一定的不确定性.对个案水库而言,长期跟踪观测与机理研究仍是未来减少水库温室气体净通量不确定性的关键.