中子活化分析方法在细沟侵蚀过程研究中的应用

介绍了稀土元素(REE)示踪和中子活化分析(NAA)方法在土壤侵蚀研究方面的原理和方法，并用该方法对纫沟侵蚀过程进行了初步研究。结果表明，REE示踪法不仅可定量测定不同坡位的侵蚀量，还可以揭示冲刷过程中各坡位相对侵蚀量的变化规律；该方法误差大多小于20%，其精确度完全能够满足土壤侵蚀研究的要求，为研究细沟侵蚀动态变化过程提供了一种可靠而有效的新方法。     

南水北调中线商洛水源地生态安全评价

随着南水北调中线工程全面展开,水源地生态环境所承受压力也将增大,如何协调好水源地发展和生态安全是关键。陕西省商洛水源地6个县中,5个为国家级贫困县,1个为省级贫困县,因此,研究该水源地的发展和生态安全协调具有典型意义。基于"压力-状态-响应"概念模型构建了商洛水源地生态安全评价指标体系,采用均方差赋权法确定权重,通过计算生态安全指数评价了2004~2014年当地生态安全的态势。结果表明:商洛水源地生态安全综合指数由2004年的0.258(Ⅰ级)发展到2014年的0.718(Ⅳ级);2009年是生态安全变化的主要转折点,2010年后迅速进入较为安全状态,整体生态安全状态呈现良好的发展态势。分析认为,商洛水源地生态安全状态良好主要得益于生态经济的发展。     

融合PHOG和BOW-SURF特征的接触网绝缘子缺陷检测方法

绝缘子图像中存在的噪声对提取绝缘子细节纹理特征具有较大影响,单个特征描述子不能描述绝缘子的更多细节纹理特征,而提取到绝缘子细节纹理特征的多少直接影响了绝缘子缺陷检测的精度和速度.针对以上问题,提出改进快速导向滤波算法和融合PHOG与BOW-SURF特征来实现绝缘子缺陷的精确检测.首先,采用改进的快速导向滤波算法对接触网绝缘子原始图像进行滤波;然后,提取绝缘子滤波后图像的PHOG和BOW-SURF特征;最后,将两者融合后送入SVM分类器进行训练,实现绝缘子缺陷的检测.实验结果表明,该方法检测绝缘子缺陷的精度为100%,平均每张图像的处理时间为0.039s,为接触网悬挂状态检测监测装置对图像分析及缺陷检测奠定了必要的基础.     

山区河流溃坝洪水演进分析

山区河流地形复杂,河岸陡峭,岸线曲折,河床形态极不规则,当发生溃坝洪水时,可能出现常见洪水条件下难以预测的水情及流态。山区河流溃坝洪水演进分析,是为山区河流抵御洪水灾害和建立相应防洪措施提供依据。针对山区河道,基于不可压缩和Reynolds值均布的Navier-Stokes方程建立溃坝水流运动的二维数学模型。采用非结构三角形网格进行模型网格划分,动边界技术处理干湿边界,率定后的河道糙率范围为0. 020～0. 035。利用该模型研究了6种溃坝工况条件下的洪水传播特性。数值模拟结果表明:溃坝后下游河道各断面的断面平均流速均未超过6 m/s,山区段河道形态对溃坝洪水演进过程有着显著的影响,河道束窄段及弯道能有效地抑制洪水波的传递,支流的倒灌能极大削减洪峰流量,主河道旁侧支毛沟形成的环流可消耗主流能量。     

淤地坝淤积对漫顶溃坝洪水影响数值模拟研究

为分析淤地坝淤积高度对漫顶溃坝洪水的影响,选择理想沟道和某小流域内的淤地坝为研究对象,采用耦合溃口演变过程的水动力数值模型,模拟分析了不同淤积程度下淤地坝溃坝洪水过程。研究表明:溃坝洪水流量随淤积高度的增加而减小,且洪峰流量与淤积高度的关系可用二次多项式拟合,相关系数均在0. 99左右,拟合精度较高;淤积高度至坝高20%和40%时,洪峰流量削减率分别达40. 50%和68. 71%,可见在淤地坝运行初期和中期,淤积对洪峰流量的削减效果显著。研究成果对淤地坝系规划及安全度汛有指导意义。     

四阶带参Hermite河道重建方法及应用研究

二维洪水演进模拟需要高精度地形资料来提高计算的准确性,但河道水下地形不易获取。为解决此难题,该文提出一种利用有限河道断面地形资料来构建整体河道地形的方法。四阶Hermite带参插值通过对参数的调节使相邻插值断面间河道走势更接近原始流域,并用该法构建了王茂沟流域沟道地形,对三百年一遇的场次洪水过程进行了模拟。通过对比四阶Hermite带参插值和已有的三阶Hermite插值构建地形的误差和水动力学模型对应的模拟结果,表明四阶Hermite带参插值的地形精度可提高15%,洪水模拟结果精度至少能提高18.5%,证实了所提出的方法能更为合理地进行河道地形的构建,对研究资料短缺地区的水文水动力过程有着重要的意义。     

嘉陵江流域潜在蒸散发时空演变特征及其影响因素

为研究嘉陵江流域潜在蒸散发（ET₀）的时空格局变化特征以及变化气候条件对流域潜在蒸散发量的影响,选择45个国家级气象测站的1970—2019年逐日气象数据计算ET₀,采用线性倾向率、Mann-Kendall趋势检验和反距离加权插值分析时空变化特征,通过敏感性分析和贡献率量化ET₀变化的主导因子,用地理探测器分析其影响因子的交互作用。结果表明：年尺度上,嘉陵江流域平均气温以0.20 ℃/10a的速率呈上升趋势,相对湿度、平均风速和日照时数分别以0.239%/10a、0.048 (m·s^-1)/10a和0.100 (h·d^-1)/10a的速率下降。年ET₀以0.133 mm/10a的速率减小,春、冬季ET₀呈上升趋势,夏、秋季相反,空间上年ET₀整体北高南低。年ET₀变化主导因子为平均气温,嘉陵江流域ET₀变化是多因子共同作用的结果,平均气温和相对湿度交互作用下的空间解释度达到68.4%。研究结果可为研究区生态水文过程变化深入分析提供一定的科学依据。     

我国主要水蚀区缓坡坡面水流挟沙力差异研究

我国主要水蚀区的土壤特性存在着较大的差异,这可能会导致坡面水流挟沙力的不同。然而,关于不同区域挟沙力特征的研究较为欠缺。在我国水蚀分区的基础上,以5个主要水蚀区典型土壤为研究对象,采用人工模拟定床放水试验,在不同坡度（3°～15°）和单宽流量(0.68×10^-3～5.40×10^-3 m²/s)下对所选土壤进行了坡面水流挟沙力测定。结果表明：西北黄土高原区黄绵土挟沙力最大,南方红壤丘陵区红壤挟沙力最小;黄绵土挟沙力对流量的变化最敏感,对坡度变化最为敏感的是红壤;不同的土壤类型对坡面水流挟沙力与流量以及坡度之间的关系会有影响。     

径流侵蚀功率理论在不同尺度坡面侵蚀产沙中的应用

基于次暴雨洪水过程中径流深、洪峰流量模数2个的重要水文特征参数,提出了用以描述坡面次暴雨水蚀动力的径流侵蚀功率的概念,并以岔巴沟流域团山沟不同空间尺度径流场历年实测次暴雨径流泥沙资料为基础,分析了径流侵蚀功率与坡面径流场次暴雨侵蚀模数之间的相关性,提出了适用于坡面次暴雨侵蚀产沙计算的基于径流侵蚀功率的坡面次暴雨水沙响应关系.研究结果表明:径流侵蚀功率与坡面次暴雨侵蚀模数之间存在极显著的幂函数相关关系,径流侵蚀功率可以较好地表征坡面次暴雨水力侵蚀动力.本研究成果可为黄土高原坡面次暴雨侵蚀产沙模型侵蚀动力因子的确定提供参考.     

大理河流域治理前后径流泥沙变化研究

以大理河流域 1960-2002 年长系列降雨径流泥沙资料为基础,以 1969 年为分界年,视1969 年以前为天然状态, 1969 年以后为治理状态,将该流域按照本区的地貌类型、下垫面及水文站网布设情况等划分为青阳岔水文站以上区域、李家河水文站以上区域和绥德水文站以上 3 个区域。对各区域分别建立无治理措施年份的汛期降雨量和汛期径流量、汛期降雨量和汛期泥沙量、汛期径流量和汛期泥沙量经验关系式,用经验关系式的计算值和相应实测值进行比较,来分析实施水土保持措施对大理河流域径流泥沙变化的影响。