利用空间分析建立简化的城市内涝模型

在已有内涝模型的基础上,依据城市的特征对经典模型进行了部分简化,并结合CIS的空间分析功能提出了一个新的城市内涝模型.该模型首先构建城市的地形模型、降雨模型、排水模型和地面特征模型等4个基础分析模型,并利用GIS空间分析划分计算粗单元,然后结合数学算法计算出每个粗单元内的积水深度,最后对粗单元进行平滑合并后最终生成城市内涝积水深度分布图.此外,为了验证模型的实用性,还将该模型运用于具体的分析实例中,实例输出结果充分展示了该模型在城市内涝预测和模拟中的实际效用.     

区域自然灾害系统基本单元：研究—Ⅰ：理论部分

本文在区域自然灾害系统论的基础上提出了组成区域自然灾害系统的最小空间单位——区域自然灾害系统基本单元的概念体系，解决了区域自然灾害系统研究中的最小空间均质单位问题。进而提出了应用ＧＩＳ技术划分不同空间尺度下基本单元、提取与基本单元相匹配的不同类型的属性数据的方法，使不同来源的数据在基本单元中得到统一的表达，解决了区域自然灾害研究中以自然单元为基础的数据与以行政单元数据相匹配的问题，为区域自然灾害研究向定量化方向发展奠定了基础。     

智能变电站取消合并单元在扩建工程中的技术方案

针对合并单元在实际工程应用中存在的问题,以“通用设计”二次系统设计修订为契机,结合宁夏某330 kV变电站1(2)号变压器系统保护设计方案现状,提出了3号变压器扩建工程新型系统保护设计方案,并对设计方案的技术和经济性进行了分析。此方案能够为智能变电站取消合并单元的改造工程提供指导和参考。     

区域自然灾害系统基本单元研究-Ⅱ:应用部分——湖南省综合农业灾情区域分异规律

本文应用灾害系统基本单元理论,以湖南省农业自然灾害为例,在地理信息系统支持下,将湖南省农业自然灾害系统划分为３２５２４个基本单元。进而,以民政部１９７８～１９９３年农业灾情统计数据为标准,通过多因子逐步回归的方法,建立了反映湖南省多年平均状况的五种主要农业灾害灾情模型。最后,以灾害基本单元为最小空间分异单位,对综合农业灾情分异规律进行了探讨,并首次提出了基于自然单元的湖南省综合农业灾情的分异规律首先是受地势控制的东西分异的主要结论。     

基于空间插值技术的降雨型滑坡下垫面岩土体力学参数取值研究

当前的区域滑坡预报单元内部岩土体力学参数取值基于随机取值方法,未能考虑不同岩性和风化程度对取值精度的影响。本文将岩土体力学参数视为区域化变量,提出一种按岩性边界进行克里金空间插值的取值方法。首先在不同岩性区域内部进行高密度且分布均匀的野外取样,通过室内液塑限、直剪试验获取每个样本点在塑限和液限状态下的力学参数。然后,对于不同岩性区域以岩性边界作为插值边界以考虑岩性差异的影响;同一岩性区域在高密度的采样点基础上,采用空间插值考虑风化程度的影响。克里金插值结果表明,本文所建议方法的相对误差能够满足预报单元取值精度要求,且对不同岩性边界附近的预报单元具有更高的取值精度。研究结果为预报单元的岩土体力学参数精细化取值提供新的思路。     

基于水功能区控制单元的流域突发性水污染事件风险评价区划及其应用

以水功能区控制单元为基础,结合子流域划分工作单元。采用压力-状态-响应(PSR)环境分析模型构建环境风险源危险性指标体系,进行流域环境风险源识别及其危险性等级评价。增加"环境风险源下游特征"指标以考虑风险源流经下游重要性不同的水功能区(工作单元)对其本身危险性等级的影响。结合指标数据、标准和权重,采用模糊综合评价法计算风险源的危险性(以及工作单元的脆弱性等级)。参考河流一维污染物衰减模型,建立工作单元危险性等级评价方法。工作单元危险性等级由两部分叠加构成,即本单元风险源的危险性等级和上游风险源通过河流对下游工作单元危险性的影响。结合工作单元的危险性和脆弱性等级,通过风险矩阵评价工作单元的风险等级。在此基础上,在同一水功能区控制单元,合并风险相同的工作单元,实现流域风险评价区划。将上述方法应用在滦河流域中上游。研究表明,滦河流域中上游共55个风险区,其中高风险区I有3个,较高风险区II有15个,较低风险区Ⅲ有14个,低风险区IV有23个,说明滦河流域中上游整体风险性偏低;并对不同等级风险区提出相应的管理方案。     

滑坡灾害空间预测结果的评价方法

介绍了目前对滑坡灾害空间预测结果进行定量评价的3种方法,并对每种方法进行了分析和比较。基于将预测结果与历史滑坡相对比的评价思路,引入了"滑坡比"的概念,定义其为:相应易滑度指标值的邻域所包含的预测单元中,曾发生滑坡的单元所占比例;并指出,好的预测结果应满足:易滑度指标值越大,滑坡比越大,且指标值相对较大时,相应滑坡比应较接近于1。在此基础上,提出采用预测率函数曲线所围面积之比,即"面积比"评价指标来对预测结果进行评价,并通过理论分析和实例,证明了该评价方法较现有方法确有改进。     

中国农业自然灾害综合区划方案

根据作者提出的全国农业自然灾害综合区划的思路。以自然地理素形成基本单元,结合自然灾害报刊数据库系统,运用自而上区域合并的方法、得到了全国自然灾害区划小区;运用自上而下区域划分的方法,将全国农业自然灾害划分为５个大区、２３个区和１１０个小区,得到了全国农业自然灾害综合区划方案。     

层状半空间中凹陷地形对斜入射平面P波的2.5维散射

采用间接边界元法研究了层状半空间中凹陷地形对斜入射平面P波的2.5维散射问题。取无限长凹陷地形任一横截面,将边界以斜线单元离散,通过自由场反应分析,求得假想边界上各单元的应力响应。施加虚拟移动均布斜线荷载,求得应力格林函数。根据凹陷边界上的零应力边界条件确定虚拟移动均布斜线荷载密度,将自由场响应和虚拟移动均布斜线荷载产生的响应叠加起来,即得到问题的解答。通过与已有结果的对比,验证了本文方法的正确性。最后,以均匀弹性半空间和基岩上单一土层中凹陷地形对斜入射平面P波的2.5维散射为例,进行了数值计算分析,结果表明:凹陷地形的2.5维散射和二维散射之间存在明显差异;层状半空间中凹陷地形和均匀半空间中凹陷地形对波的散射作用存在显著差别。分析了造成差别的原因,并深入讨论了入射角度、覆盖层厚度和刚度对散射作用的影响。     

火灾下空间混凝土框架结构的反应分析与模拟

根据作者开发并经过试验验证的纤维梁单元模型和分层壳单元模型，通过考虑他们之间的协调关系，建立了考虑楼板的空间混凝土框架结构火灾反应数值模型，并通过作者开发的火灾反应分析系统RCFire，实现了整体结构的火灾反应分析。纤维梁单元模型和分层壳单元模型均通过在截面上进行细分，从而考虑了不均匀温度场及材料非线性的影响。通过对一个具体框架火灾反应的分析，探讨了整体结构火灾反应的规律，为结构设计人员提高建筑结构的火灾安全提供参考。     

基于广义三棱柱和Kriging插值的三维地层建模

总结分析目前三维地层建模技术存在的问题,针对其不足之处,研究广义三棱柱建模原理和Kriging空间插值方法原理,结合地质构造和地层层序特点,提出了基于广义三棱柱体元为基本单元;融合物探、化探、地调资料以及工程地质人员对研究区域的综合分析结果而产生的经验钻孔;并以地形等高线建立不规则三角网(TIN),利用Kriging空间插值方法,选择合适的变异函数,进行地层属性内插,增加虚拟插值钻孔。最后应用广义三棱柱建模方法,使用以上三类钻孔数据建立相对准确的三维地层模型。     

基于GIS的巴东县新城区滑坡灾害危险性区划

巴东县新城区是三峡库区滑坡灾害最为发育的地段之一。通过还原滑坡形成前的物质组成和历史环境,选取了影响滑坡发育的地层岩性、水位影响带等9项评价指标。完善了基于地形条件的不规则单元划分方法,对研究区进行了斜坡评价单元的划分,使得评价单元具有更明确的地质意义和更完善的地质结构。此外,将各影响因素图与斜坡评价单元分布图叠加得到计算单元,在计算单元信息量求解的基础上提出了斜坡评价单元信息量的计算方法,进行了基于斜坡评价单元的危险性区划,得到了巴东县新城区滑坡灾害危险性区划图。分析结果表明,水位影响带、居民区、公路分布区及顺向坡坡型与滑坡灾害发生的相关性最大。高危险区占城区面积的16.4%,主要分布在长江两岸临江地段。     

地下管网地震反应分析模型

建立了多点地震动激励作用下的地下管网地震反应拟静力分析模型.首先建立基于有限单元模型的地下管网系统刚度方程,接着给出考虑地震动空间相关性及场地条件等诸多因素的地震动场模拟思路及管网系统地震动施加策略,最后通过解析法验证了模型的正确性.采用本文方法对一“十”字形管网进行了地震反应分析,结果表明:①管线轴向应力沿着管线长度...     

大空间火灾中火焰辐射对钢构件升温的影响

为了研究大空间建筑火灾中,火焰辐射对钢构件升温的影响,得到考虑火焰辐射时钢构件升温的简化计算方法,应用热平衡方程,就火焰辐射对钢构件升温的影响,通过变化各个参数,进行了6000多个不同算例的计算.在对算例结果进行参数分析的基础上,将钢构件的升温看作受烟气层影响和火焰辐射影响两部分,忽略次要因素,合并归纳主要参数,拟合出简化计算公式,提出了大空间建筑火灾中火焰辐射对钢构件升温影响的简化计算方法,并给出了可不考虑火焰辐射影响的建筑高度临界值.通过算例计算,与原迭代计算方法相比,该简化方法计算简便快速,且精度也较高,能满足设计要求.     

穿越逆冲断层的埋地管道非线性反应分析

穿越逆冲断层的埋地管道在地震作用下,容易发生局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,研究逆冲断层作用下的埋地管道地震反应规律,对管道抗震设计及施工等具有重要的意义。本文将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中取出,分别以空间薄壳单元和实体单元进行离散,采用非线性接触力学方法模拟管、土之间的滑移、分离及闭合现象;采用线性位移加载模拟断层的错动,考虑了系统初始应力状态的影响,对土体未开裂前的管土相互作用系统进行了拟静力数值分析;分析了位错量、土体刚度、埋设深度、径厚比及跨越角度对埋地管道反应的影响,得出了一些有益的结论。     

小流域土壤水蚀强度生态预测模型及实验模拟——以神木六道沟流域为例

本文以黄土高原陕北神木六道沟流域为例,综合考虑土壤侵蚀发生的主要下垫面因素和土地利用类型,在GIS平台上,进行制图综合生成284个不同的生态单元个体,这些单元体可以划分成83类,而较为重要的有16类,分析、计算了各主要生态单元类型的侵蚀模数;再通过全流域各类生态单元侵蚀模数的组合,模拟了全流域在雨强为2 mm/min和1.5 mm/min的场降雨土壤水蚀模数。模拟结果显示,该方法能预测不同雨强的流域土壤水蚀模数,能体现出流域土壤水蚀强度的空间差异,推得六道沟流域土壤水蚀的严重地段集中在坡度为15°~25°的荒草地、坡地和稀疏灌木草地,而并非是整个流域,这为我们有目的地规划水土保持措施提供了依据。     

1970年云南通海7.8级地震烈度震亡比调查分析

首先系统收集整理了通海地震灾区地震当年县区、公社、大队、小队各级行政单元的人口数量、震亡人数和所处烈度等级;然后计算各行政单元人员震亡比,得到了不同行政单元烈度震亡比矩阵,分析了不同行政单元震亡数、震亡比的空间分布特征;最后用回归分析方法研究了烈度震亡比关系,建立了Logist烈度震亡比模型。结果表明,通海地震烈度震亡比具有典型的非线性增长特征,所建烈度震亡比矩阵对云南农村和乡镇地区仍具有实用意义。     

火灾后空间混凝土框架结构的受力性能模拟

为了分析火灾后空间混凝土框架结构损伤、修复和加固后的力学性能,基于纤维单元模型和分层壳单元模型,将梁、柱构件截面划分成多个纤维,将板沿截面厚度方向划分成多个层,可以考虑各个构件截面的不均匀温度场分布以及受火损伤或修复、加固后材料力学性能的变化。以ABAQUS通用有限元软件为开发平台,利用Python脚本语言对其进行二次开发,建立混凝土框架火灾受损分析系统(ASFCF)。进一步以一个多层多跨空间混凝土框架结构为例,利用该系统对框架在受火损伤、修复和加固后的力学反应进行了研究和对比分析。结果表明,ASFCF系统可以较为准确地进行火灾后空间混凝土框架的损伤、修复与加固后的力学性能分析。研究成果可作为评估混凝土整体框架结构火灾后的残余力学性能及修复、加固后的力学性能的理论参考。     

基于GIS的模糊数学模型在泥石流敏感性评价中的应用

以四川省汶川县为典型研究区,采用GIS技术与层次分析法、模糊数学等数学模型相结合的方法,进行了泥石流敏感性评价研究。选取流域高差、沟壑密度、沟道坡度、主沟纵比降、崩滑体核密度强度、年最大日降雨量等6个指标作为评价因子,构建了泥石流敏感性评价指标体系。采用模糊综合评判法对汶川县160条泥石流的敏感性进行了评价,利用ARCGIS空间分析功能求出了每个因子对上一级的隶属度图层。最后,根据最大隶属度原则,选取每个流域上泥石流的敏感性隶属度的最大值作为该流域单元泥石流的敏感性等级。检验分析表明,评价的泥石流敏感性空间分布与实际调查结果较为吻合。     

不规则地表附近地下结构的地震响应分析

本文采用半空间格林函数,用边界单元法研究了不规则地表附近地下结构引起的二维SH波散射,所计算的半园型峡谷和三角形峡谷的数值结果与其它方法的结果相吻合。一条三角形峡谷及邻近有薄壳型涵洞的计算结果表明了多重散射及不同入射角度的影响。