利用MODIS数据反演沙漠化地区地表温度的简化模式——以陕西北部地区为例

利用MODIS数据可见光波段、近红外波段和中红外波段,获得提取地表温度所需要的2个基本参数:地表比辐射率和大气透过率;然后对热红外波段b31、b32运用劈窗算法提取出陕北地区地表温度;并利用两种不同经验公式参数得出的结果与相应位置气象观测站观测的卫星过境时刻的地表气温进行比较。结果表明,劈窗算法简化模式能获得较准确的地表温度,符合陕北地区的实际地表状况,印证了应用该简化模式可以在大范围内快速实时监测地表温度。     

关中盆地地下热水接受补给时温度及热储层温度的估算

通过对关中盆地地热井中地下热水的同位素和水化学成分分析,结合研究区的地热地质和水文地质条件,进行了地下热水补给时的温度研究,结果表明,关中盆地地下热水接受补给时的温度以西安地区最低,咸阳次之。同时应用Na-K-Mg三角图和水化学平衡温度理论的方法,估算在平衡条件下关中盆地最大热储温度为118℃。热储温度计算结果表明,关中盆地腹部应为中低温热储层。     

拉萨河流域潜在蒸散发的气象因子敏感性

蒸散发可以反映气候变化对水资源的影响状况,根据拉萨河流域两个站点1955-2018年的逐日气象数据,采用FAO-56-Penman-Monteith公式计算潜在蒸散发(ET_0),进而采用敏感性分析、Mann-Kendall趋势检验、气候倾向率及小波分析等方法对拉萨河流域ET_0的变化特征及其影响因素进行分析。对比两个站点的变化规律,结果表明:流域ET_0整体对最高温度最为敏感,最高温度的贡献率最大,气象因子的敏感系数年内变幅为相对湿度最高温度风速日照时数最低温度;流域ET_0的日变化趋势为每10年增加0.03 mm,Mann-Kendall检验流域ET_0增长并不显著;流域的ET_0在25～30a尺度上周期振荡明显,出现了7次循环交替。     

一种可测定变温下饱和-非饱和土水力学参数的实验装置

为了研究温度对饱和-非饱和土水力参数的影响,根据达西定律,研制了一种变温下饱和-非饱和土水力参数测定装置,该装置包括实验筒、供水与回水系统和数据采集系统。该装置可以获得不同温度下饱和渗透系数、给水度和土壤水分特征曲线、非饱和渗透系数、比容水量和扩散率等参数,进一步可以获得这些参数与温度的数学表达式;该实验装置所用试样大,减少了小试样测试结果的随机性,且测定参数多、自动化程度高,具有推广应用价值。     

考虑蒸发锋面的包气带一维液相运动方程解析解

为分析包气带中液态水运移的基本规律,基于相对渗透系数模型中的Gardner模型求解扩散度,在考虑蒸发锋面的基础上推导了包气带一维液相运动方程的解析解,建立了蒸发锋面深度模型、均质土及成层土的水力连续区有效饱和度剖面模型、水力参数反演模型。研究结果表明:稳态流下非饱和土的有效饱和度剖面受比流量q、Gardner模型参数α_g及下边界负压水头h的影响;在成层土中上层土的有效饱和度剖面及蒸发锋面深度受下部土层透水性的影响;参数反演分析证明了液相运动方程解析解的可靠性。     

R/S在径流时间序列周期分析中的应用

河川径流时间序列波动周期的确定较为困难。在R/S长程记忆性分析的基础上,将R/S分析方法引入到径流时间序列周期的分析中,其基本原理是时间序列的Hurst指数在出现不可逆转的减小趋势之前有一个相对稳定的最大值区间,据此可有效地分析时间序列的周期。乌江上游洪家渡、下游构皮滩水文站年径流时间序列周期分析表明:洪家渡站年径流序列具有15¹8 a的周期,构皮滩站年径流序列具有15 a左右的周期。     

陕西关中地区水资源的可持续发展支持能力

在阐述水资源支持能力涵义的基础上,计算了关中地区生态需水量、75%保证率时可利用水量、75%保证率时总需水量以及水资源支持能力的供需平衡指数。结果表明:关中地区生态需水量2005年为43.699×10⁸m³,2010年为44.119×10⁸m,2015年为44.394×10⁸m³;2005年75%保证率时可利用水量为49.885×10⁸m³,2010年为49.466×10⁸m³,2015年为49.190×10⁸m³;2005年75%保证率时总需水量为94.26×10⁸m³,2010年为86.63×10⁸m³,2015年为84.22×10⁸m³。最后计算水资源支持能力的供需平衡指数,2005、2010、2015年,供需平衡指数小于0,说明流域可供的水资源量不具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力,流域水资源对应的人口及经济规模是不可承载的,供需平衡的差值主要靠侵占河道内的生态需水量来实现的,河道内的生态破坏就是很好的证据。     

基于数值模拟的含水层参数识别

利用地下水流数值模拟软件Modflow耦合大型抽水试验和长观孔水位两个模型的方法,对含水层参数进行了识别与校验,该方法求得的含水层参数避免了只利用抽水试验模型校验所带来的不确定性。同时利用抽水实验数据进行抽水与恢复的全过程曲线拟合,水位降深模拟相对误差小于6%,并且对均衡水量、泉水的溢出量以及末流场拟合程度进行了分析,均衡水量模拟相对误差最大为2.6%,泉水溢出量模拟相对误差最大为8.14%,末流场拟合程度也较好,从而提高了含水层参数的准确性。实例研究表明,这种求参方法精度高、切实可行,可以推广到其他的含水层参数确定中。     

基于GIS评价活动断裂对公路的影响——以宁夏地区为例

为了查清活动断裂对公路的影响,总结了宁夏地区9条全新世活动断裂的基本特征和活动性,确定了评价和预测活动断裂对公路工程影响的指标体系,并建立了分级标准。采用优先排序法对指标进行筛选和优化,运用主成分分析法确定权重,选用多级模糊综合评判法建立了评价模型。以ARCGIS9为平台,建立了宁夏地区活动断裂空间数据库,运用矢量叠加运算实现了宁夏地区活动断裂对公路影响的现状评价,运用栅格叠加运算实现了宁夏地区海原活动断裂带对公路影响的预测评价。预测结果表明,宁夏地区对公路影响大的海原活动断裂面积为12.34km²,占全区总面积的1.0%;影响较大的为271.28km²,占总面积的21.4%;影响中等的为400.05km²,占总面积的31.6%;影响小的为585.04km²,占总面积的46.0%。     

黄土性土壤对Cd~(2+)的吸附研究

采用静态吸附方法,研究了镉在黄土性土壤中的吸附动力学与热力学。研究表明,镉在黄土性土壤中吸附的动力学模型符合双常数方程,热力学模型符合Langmuir和Freundlich方程。随着吸附时间的增加,黄壤对镉的吸附量增加,在120 min时基本达到平衡。黄壤中镉的浓度与吸附量成正相关,且在土壤表面,镉为单分子层吸附。Cd2+溶液中共存的Mn2+、Ca2+、Na+等离子对黄壤吸附镉产生不同的影响。