大通河源区冻土地温模拟与分类特征分析

以大通河源区为研究区域,分析了植被对多年冻土分布的影响.以等效高程为基础,根据实测的多年冻土地温数据和植被调查数据,建立了不同植被类型条件下的冻土地温-等效高程关系模型.借助于TM遥感数据、DEM数据和GIS技术模拟了大通河源区植被覆盖区的多年冻土地温分布特征.以地温数据为基础,参照青藏高原多年冻土分带方案,对多年冻土的分类特征进行了研究.结果表明:大通河源区多年冻土年均地温为-8.66～1.72℃,多年冻土和季节冻土的面积比例分别为95%和5%,其中极稳定型、稳定型、亚稳定型、过渡型和不稳定型多年冻土各类型的面积比例依次为1%,12%,31%,35%和16%.     

基于GEE 的桂林市主城区热环境变化定量遥感分析

以桂林市主城区为研究区, 基于谷歌地球引擎(GEE)采用随机森林算法对2010、2014 及2018 年3 期Landsat 遥感影像进行土地利用分类, 并采用单窗算法进行地表温度反演, 根据NDVI 像元二分线性模型解算地表植被覆盖度, 最终对土地利用、植被覆盖及地表温度进行动态的统计及对比分析。结果表明:2010-2018 年桂林市主城区平均温度呈上升趋势, 8 年共增加1. 29℃ , 且各级别温区由低温区、较低温区及中等温区转化为较高温区及高温区; 较低温区及低温区主要分布于植被及水体覆盖区域, 而中等温区、较高温区及高温区主要分布于建设用地及未利用土地覆盖区域; 2014-2018 年, 高植被覆盖度面积大幅缩减(缩减 31. 34%)主要原因在于建设用地面积的大幅增长(扩张30. 19%); 基于GEE 的随机森林算法土地利用分类具有较高的分类精度(3 个时期均高于80%)。研究结果可为改善城市热环境提供科学依据,也可为桂林市制定的发展战略提供科学参考。     

2000—2015江淮分水岭区域土壤侵蚀动态变化

基于GIS和RS技术,利用江淮分水岭2000年、2005年、2010年、2015年4期遥感影像数据,计算并对比该区域4期的土壤侵蚀量,达到对江淮分水岭土壤侵蚀时空动态监测。结果表明:1)江淮分水岭区域土壤侵蚀空间分布主要为皖西山地丘陵区,皖东环滁低山丘陵地带,微度和轻度侵蚀的土壤面积占总面积的99%以上。2)江淮分水岭区域15a间土壤侵蚀模数总体下降14.21t/(km2·a),各等级土壤侵蚀面积向微度侵蚀转移,土壤侵蚀状况总体发生好转。3)15a间江淮分水岭区域土地利用类型转变明显,耕地面积减少2 208.17km2(7.23%),林地、水体面积分别增加133.76km2(2.80%)、552.34km2(15.71%)。植被覆盖度的提高和水域面积的增加是土壤侵蚀改善的根本因素。     

复杂地形的标准耕作制度空间分布规律研究

基于1981-2010年气象数据,利用ArcGIS地统计分析方法和多元线性回归模型,探讨了气候资源与地形要素之间的相关关系;并结合作物与作物组合的气候生态适宜性,提出了全国不同海拔高度下的标准耕作制度评价依据和县域尺度标准耕作制度评价结果.结果表明:积温随纬度增加呈现"先增后减"的空间变化规律,而且同一温度带内t_年≥10℃积温变化量大于t_年≥0℃积温变化量.年降水量与经度值呈正相关,与纬度值呈负相关,与海拔高度存在较为复杂的相关性.从地形复杂区标准耕作制度的变化规律和农业气象台站信息验证结果来看,一年三熟分布在边缘热带与亚热带的低海拔地区;一年二熟分布在暖温带(海拔高度低于600 m)、北亚热带(海拔高度200～600 m)和中亚热带(海拔高度300～1 100 m)地区;一年一熟分布在温带、北亚热带与中亚热带的高海拔地区.     

基于USLE模型的祁连山南坡土壤侵蚀现状评价

借助“3S”技术,应用USLE模型,对祁连山南坡土壤侵蚀现状进行了定量评估,分析了高程、坡度、植被覆盖度等土壤侵蚀的主要影响因子, 得到了土壤侵蚀的空间分布特征. 结果显示:2014年祁连山南坡土壤侵蚀量为1.54×107 t/a,侵蚀面积为2.21×104 km2. 从面积来看,以微度侵蚀为主,占土壤侵蚀总面积的70.43%;从侵蚀量来看,以轻、中度侵蚀为主,占总侵蚀量的87.67%;强度侵蚀和极强度侵蚀面积及其侵蚀量所占比例均极小,无剧烈侵蚀;从空间分布来看,微度侵蚀多分布在山体之间地势平坦区域,轻度侵蚀及以上级别主要分布在托勒山、走廊南山、冷龙岭、大通山及其托勒南山沿线. 坡度、植被覆盖度、海拔与土壤侵蚀模数相关性显著,土壤侵蚀级别与侵蚀量随着海拔和坡度的增加而上升,随植被覆盖度的增加而下降.     

基于GIS和信息量法的伊犁黄土滑坡易发性评价

伊犁州位于新疆西北部,黄土分布范围较广,境内降雨丰沛.近年来,随着人类工程活动的增强,黄土滑坡灾害进一步加剧.以新疆伊犁州伊宁县某滑坡密集区域为研究区,在Google Earth平台上采用人工目视方法解译出3424处滑坡.选取高程、坡度、坡向、地形位置指数(TPI)、距道路距离、距河流距离、距断层距离、多年平均降雨量、归一化植被指数(NDVI)共九个滑坡影响因子,运用信息量法进行滑坡易发性评价.将研究区的滑坡易发性分为极低易发区、低易发区、中易发区、高易发区和极高易发区,采用感受性曲线(ROC)对评价结果进行检验.结果 表明:信息量模型训练集和验证集的成功率均在80％以上,信息量模型的评价结果较为理想;高易发区和极高易发区内滑坡数量有2660个,占滑坡总数的77.69％,滑坡面积为2.2 km2,占滑坡总面积的60.27％.基于GI S和信息量法的滑坡易发性评价结果可以为该区域地质灾害防灾减灾工作提供科学依据和可靠参考.     

基于RUSLE模型的河南省黄河流域土壤侵蚀研究

为了更好地研究黄河河南段的土壤侵蚀情况,以河南省黄河流域为研究区域,采用地理信息系统和遥感技术,融合遥感影像、DEM数据、降雨数据和土壤数据等,将RUSLE模型应用到该区域的土壤侵蚀研究中。结果表明:该区域的年均土壤侵蚀模数为861.78 t/(km~2·a),年均土壤侵蚀总量为305.44×10~5 t/a,轻度以上的土壤侵蚀多发生在河南西部的一些省辖市内。其中,土壤侵蚀等级为轻度以下的区域,其面积占研究区总面积的88.39%,该区域主要分布在0°～10°坡度范围内,主要的土地利用类型为耕地和草地;中度侵蚀和强烈侵蚀的区域,二者的总面积占比为10.71%,主要分布在15°～25°坡度范围内,土地利用类型主要为林地;极强烈侵蚀和剧烈侵蚀的区域面积所占比例较小,占比共计0.9%,该区域零星分布在坡度范围大于25°的草地和林地区域。该研究成果揭示了河南省黄河流域的土壤侵蚀情况,可为区域水土流失治理提供科学依据。     

冻土原位旁压蠕变试验粘弹性模型分析

研究高温高含冰量冻土的蠕变特性,采用Menard旁压仪在青藏高原多年冻土区开展了大量的旁压蠕变试验,利用Merchant粘弹性模型对蠕变曲线进行回归分析并得到模型参数。结果表明,温度对高温冻土力学性质的影响要大于含水量。随着压力的增加,每级压力下冻土的瞬时应变在总应变中所占的比例逐渐减小。回归分析发现,瞬时剪切模量与负温的绝对值呈线性关系,而延迟剪切模量和粘滞系数与负温的绝对值之间为幂函数关系;当冻土的含水量达到46%时,各参数均出现峰值,而后缓慢减小,此结果与低温冻土有所差别。     

干湿交替区域混凝土中氯离子分布随高程的变化规律

在干湿交替区域混凝土中氯离子的输运属于在孔隙非饱和状态下离子浓度扩散和对流耦合的渗透.传质机理分析表明,混凝土内部孔隙的饱和度、混凝土表面蒸发速率与干湿循环制度是影响非饱和状态下氯离子分布的主要因素;干湿交替区域混凝土中氯离子分布规律取决于不同海拔高度处环境因素的变化规律.实际工程检测结合基于机理分析的数值模拟结果表明,随高程增加,氯离子侵蚀程度呈先加剧后缓解的趋势,在某一高程处氯离子侵蚀达到极值,该区域应该作为混凝土结构耐久性设计和维护的关键部位.     

汶川县地震诱发崩滑灾害影响因素的敏感性分析

震后遥感影像与调查结果表明,汶川Ms 8.0级地震在汶川县城约4 083 km2的区域内诱发了 5 528余处崩塌、滑坡灾害.利用GIS技术对地震地质灾害的分布与地层岩性、距断裂距离、坡度、高程等因素的关系进行统计分析,结合崩滑的确定性系数方法(CF),对诸影响因子进行敏感性分析,确定该区域内各因子最利于地震滑坡发育的数值区间,结果表明:地震崩塌滑坡主要分布在元古界、震旦系、二叠系硬质岩石分布的地层里,坡度为大于40°的坡体上;活动断裂10 km缓冲区内,未动断裂6 km缓冲区内崩滑密集分布;崩滑发育较有利的高程范围位于1 000～2 500 m;相对高差范围位于600～1 000 m之间,岷江干流对崩滑分布起绝对控制作用.分析得出影响本次崩塌滑坡分布的因子具有地震波传播介质效应和距离效应;由地震产生的崩滑与降雨诱发的崩滑在岩性、坡度的发生区间上有较为明显的区别;并为进行其他地区区域地震崩滑灾害稳定性评价提供了可以借鉴的科学依据.     

大小兴安岭多年冻土分布特征及其灾害成因分析

在充分梳理相关资料的基础上,分连续多年冻土区、不连续多年冻土区、岛状多年冻土区3种类型分析了大小兴安岭多年冻土的分布特征;然后从气候、地貌、植被、地质、人为活动5个方面归纳出该区多年冻土的保存条件;最后结合实例对大小兴安岭多年冻土灾害的表现形式、形成原因以及防治对策进行了阐释和论述。     

Study on ground temperature change and characteristic response of engineering geology of permafrost along Qinghai-Tibet Railway

Along with the global warming in the recent scores of years, comparatively bigchanges have taken place in the weather and other environmental conditions of thepermafrost area in the Qinghai-Tibet Plateau, and very big changes have also occurred inthe engineering geological conditions of the permafrost area. Based on a large volume offield survey data, this paper discusses the regularities of horizontal and verticaldistribution of permafrost, with its focus of analysis on the temperature changecharacteristics of the soil in different frozen-soil zones, as well as presents simulation analysis and research for the engineering geologic characteristic response changes thatwould occur in the future when the temperature of the frozen soil in different zones risesby 1 and 2.6℃ respectively, which will have a tremendous impact on the stability of constructional work.     

青藏铁路多年冻土地区110kV输变电工程地基基础设计有关问题的探讨

介绍了青藏铁路沿线多年冻土的分布类型和特性,阐述了多年冻土对输变电工程地基与基础的危害及破坏机理,并对多年冻土地区输变电工程建(构)筑物的地基处理方法和基础设计原则等问题进行了探讨,提出了若干设计建议,可供多年冻土地区输变电工程和建筑工程地基基础设计参考.     

基于GIS的无线电波传输路径上 各点参数及功率密度计算

本文阐述了基于地理信息系统平台仿真无线电波传输轨迹需要解决的一些问题。推导了无线电波传输路径上各点经纬度及高度坐标等参数，并在此基础上进行了波束覆盖区功率密度的估算。     

Prediction of permafrost changes in Northeastern China under a changing climate

Northeastern China has the second largest expanse of permafrost in China,primarily known as Xing'an-Baikal permafrost.Located on the southeastern edges of the Eurasian cryolithozone,the permafrost is thermally unstable and ecologically sensitive to external changes.The combined impacts of climatic,environmental,and anthropogenic changes cause 3-dimensional degradation of the permafrost.To predict these changes on the southern limit and ground temperature of permafrost in Northeastern China,an equivalent lat...     

泛北极多年冻土及重大线性工程稳定性状况

泛北极是中国“一带一路”倡议的主要合作示范区域,已有的重大线性工程及新的基础设施建设均面临着与多年冻土相关的冻融灾害及工程病害问题。在全球气候变暖及人类活动增强的背景下,泛北极多年冻土主要呈现地温升高、活动层厚度增加趋势,且低温多年冻土地温升高更加明显,20世纪70年代以来年平均地温(MAGT)升温最高可达3 ℃; 自北向南多年冻土活动层厚度增加,且增厚趋势趋于明显,在俄蒙边境地区活动层厚度增速为3～5 cm·年^-1。多年冻土退化诱发系列与热喀斯特过程相关的地质灾害,主要包括热喀斯特滑坡与热喀斯特湖,且灾害数量急剧增加,如加拿大Banks Island地区1984～2015年热喀斯特滑坡数量增加了约60倍。在多年冻土退化、热稳定性降低的背景下,泛北极铁路、公路和管道等重大线性工程出现了沉陷、裂缝等不同类型、不同程度的病害,整体上多年冻土区道路工程病害率大于30%。热融灾害及工程病害的发育均与气候及岩土、冻土条件相关,但工程病害还与工程运营期限、工程结构形式密切关联。对比泛北极道路、管道等线性工程状况及其与工程结构的关系,以及病害特征和防治措施效果,表明基于保护冻土的“主动冷却”设计原则依然是多年冻土区工程设计的主导思想。     

Development of highway constructing technology in the permafrost region on the Qinghai-Tibet plateau

The Qinghai-Tibet Highway passes through the Qinghai-Tibet plateau hinterland from north to south, from Kunlun Mountain to Tanggula Mountain. The average altitude is above 4500 m and permafrost covers more than 700 km length of area with high elevation and high temperature. The climate of the plateau is capricious and the surroundings along the road are bad, where the mean annual atmosphere temperature is -2 to -7℃ and the oxygen content is inadequate, which is less than 50% of the sea level, while the solar radiation is higher than 3600 kJ/m2. The basic characteristics of the plateau surroundings are the permafrost, coldness with litter oxygen, and fragile ecosystem. As the air temperature warms all over the world, the permafrost on the plateau responds quickly. The average temperature of permafrost is up by 0.2―0.3℃ in recent 20 years, and the island-permafrost dwindles with a high rate, and the high temperature permafrost degrades quickly, and the temperature of the low temperature permafrost increases remarkably. These gradually cause the highway engineering diseases in the permafrost region. The Qinghai-Tibet highway has experienced much maintenance and rebuilding for 50 years after it was built, and the continual observation and investigation have been made for more than 30 years. This road is the longest test engineering for permafrost research work in China. It is no doubt that it is also the greatest engineering project in plateau permafrost region. The Ministry of Communication in China initiated the research project "Research on a series of technologies for highway constructing in the permafrost regions" in 2002, which was to meet the challenges from the effect of climatic warming on the permafrost. The project systematically studied the permafrost engineering theories, methods for survey and design, engineering stabilization measures, preventing of the road disasters and maintaining, environment protection and the techniques to prolong the road engineering life in the cold surroundings with high altitude and less oxygen. This article describes a series of technologies for highway constructing according to the special surroundings in the plateau, including some innovative achievements and the research and development of permafrost engineering.     

富克山西部原始森林开发对冻土环境的影响研究

林区开发使森林资源发生变化，周围的环境也发生改变。西林吉林业局富克山西部林区处于多年冻土区，气候严寒，土层瘠薄，森林更新缓慢，生态环境较为脆弱。林区森林资源开发后，植被、土壤、小气候等环境因子的变化将对冻土环境产生影响。     

冻土区融沉滑坡对埋地管道的应力影响

位于冻土区斜坡带的埋地管道,当冻土发生融沉现象时,因土体沿斜坡向坡底滑动形成冻融滑坡,其应力分布受到很大影响,可能会导致管道应力集中甚至塑性变形的现象。针对位于角度不同的冻土区斜坡带的埋地管道,当管道受到冻土融沉和冻融滑坡影响时,对管道的应力变化情况进行了数值模拟,分析了斜坡带埋地管道的应力分布,研究了斜坡角度和融沉长度对管道应力的影响。研究发现,受到融沉滑坡影响,管道不同位置呈现不同的应力形式,且斜坡角度影响不同位置管道所产生的应力。研究结果可为埋地管道的安全运行与施工建设提供理论依据。