气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展

气候变化和人类活动是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的两大驱动因素,所引起的水文效应已成为当前全球变化研究领域的焦点问题。水循环系统是气候系统的重要组成部分,气候变化对水循环要素的影响必然导致流域水资源的时空变化。同时,人类活动对流域水循环的影响也日益显著,主要表现为土地利用/覆被变化、修建大型水利工程等引起的流域下垫面条件变化,进而影响流域内的产汇流机制。针对气候变化和人类活动对流域水循环要素的影响机制,从水文要素时空变化检测与归因的角度对主要研究结果进行回顾,探讨了变化环境下水循环要素变化的检测与归因分析研究方法,并总结了定量区分气候变化和人类活动对水循环过程影响研究中的主要问题和不足,提出了未来需要重点加强气候变化和人类活动对水循环要素变异的驱动机理及贡献分解研究、加强水循环要素时空变异特征的诊断以及模型评价技术和不确定性量化研究等。     

冲积河流稳定平衡条件与断面几何形态的数理分析

冲积河流稳定平衡条件长期以来被认为无闭合解,致使众多经验假说得以应用。本文通过将两个无量纲断面形态参数宽深比和边坡角度引入到冲积河流三大基本运动方程中,详细分析了推移质输沙率与这两个变量之间的复杂关系,从数学上推导得出冲积河流达到稳定平衡的水动力学条件是推移质输沙率最大。河流达到稳定平衡时的过水断面形态数学表达式表明,天然冲积河流在平滩水位时所展现的水力几何关系是河流通过调整过水断面形态达到的稳定平衡的结果。     

黑河中游典型灌区地下水位的动态变化

基于黑河沿岸地下水位观测井近20年实测观测资料,运用Mann-Kendall方法进行年地下水埋深序列的趋势分析,并选取代表观测井分析不同区域在不同时期内的年际与年内变化。结果表明:研究区地下水位埋深整体为增大趋势,区域地下水位下降趋势明显。年内的季节分配表明,从20世纪80年代至今,地下水位变化由水文-灌溉型逐步向开采型转变,其中平川区开采作用最为明显,集中表现在2000年之后,分水是导致这一时期地下水位下降的主要因素。     

雪冰中黑碳的研究进展

黑碳气溶胶是大气气溶胶的一种重要成分,沉降在雪冰中可减小雪冰表面的反照率,影响雪冰的融化过程,导致全球和区域气候变化。黑碳气溶胶沉降在雪冰中产生的辐射强迫效应值得关注。中国是黑碳气溶胶排放大国,雪冰黑碳的问题值得关注。现简要介绍雪冰中黑碳研究的意义,着重综述雪冰中黑碳的来源,历史环境记录,现有的计算雪冰中黑碳对反照率影响的方法以及其辐射强迫效应的研究。对未来雪冰中黑碳的研究进行了展望,提出3点今后需加强研究的内容。     

基于多Agent的煤矿井下矿工逃生模型研究

为帮助矿工在复杂的井下环境和突发事故中准确选择逃生路线,建立了基于多Agent的煤矿井下矿工逃生模型(UCMEM)。通过分析井下人员在灾害中的生理和心理情况,提取出了井下人员的行为规则。依据这些行为规则,利用RePast建模仿真软件模拟矿工在事故发生时的逃生行为,随机生成了逃生路线。结果表明:在井下发生灾害时,利用模型生成的逃生路线进行逃生能够有效降低死亡率;模型针对灾害发生的不同地点,可生成不同的逃生路线,并帮助Agent安全逃生。     

基于二叉树和GPU的无缝地形场景渲染方法

设计了一种基于图形处理器(GPU)的无缝地形渲染方法。该方法基于二叉树构建多层次地形网格,该网格用基于行、列号的地形模板表示。在设计过程中,将高程数据转化为适于GPU读取的高程纹理图,再通过顶点纹理提取(VTF)技术从纹理图中采样出高程值用于渲染,整个过程在GPU端完成,提升了地形数据访问效率。同时,采用实时优化自适应网格(ROAM)算法的强制拆分法,通过控制相邻地形块的等级来消除裂缝。最后,采用TriangleStrip方式进行渲染,避免了相邻三角形中顶点坐标数据的重复传递,减少了传递到GPU的数据量。用两块地形数据对算法渲染效率进行了检验,并将算法与Clipmap算法进行了帧率对比。结果表明,该算法有效解决了分块数据的裂缝问题,达到了交互式地形渲染的要求。     

径向基函数网络与GIS/RS融合的UGB预测

针对城市空间增长特点,探究城市扩展的规律,研究城市增长边界的计算和预测模型,这对于城市的发展规划具有重要的意义。然而,在国内外,关于城市增长边界方面的研究较少,首次提出利用人工神经网络、地理信息系统和遥感相结合的技术建立具有复杂几何形状的城市增长边界模型。通过数值实验结果表明,模型对城市未来增长边界的计算和预测准确度达80%～84%,结果表示直观、真实,能够为当前精明增长模式下的城市用地规划工作提供决策参考。     

城市规划的弹性工作方法研究

现代城市经济的发展带有较大的偶然性,传统刚性的城市规划不能适应城市建设的需要,弹性工作方法将成为新阶段城市规划的发展方向。在富有弹性的城市规划中,城市人口规模预测、城市用地布局规划和城市发展政策,是单值和值域的集合,具有较大的灵活性和不完全确定性,从而能够保持城市规划具有整体稳定性下的可调性。最后以蚌埠市域总人口弹性预测为案例,具体阐述了城市规划弹性工作方法的特点和内涵。     

基于地统计学方法的我国SO2污染时空演变分析

为反映我国SO2污染的时空演变规律，通过半方差分析和克里格空间内插法，对1990年，1995年和2000年主要城市的SO2年日均浓度进行了空间分析，发现SO2浓度空间分布的结构性在不断减弱，随机性有所增强，并且在总体改善的同时，污染中心有向西部转移的动向．     

基于灰色系统理论的山西省电力需求预测

在灰色系统理论的基础上，对影响电力消费的社会经济因子进行灰色关联分析．结果表明：作为重工业发展基地，山西省电力需求与国民经济发展水平及工业发展有密切关系．通过GM(1，1)预测模型较好地预测了2003—2020年山西省的电力需求．经检验，预测精度较高，能够反映其实际发展趋势．