土地利用变化对地表径流深度影响的模拟研究--以深圳地区为例

结合基于遥感数据获得的土地利用结果与SCS水文模型,在GIS环境下模拟了深圳地区城市化不同阶段土地利用变化对地表径流深度的影响.结果表明:在深圳城市化的不同阶段,由土地利用变化所引起的地表径流深度的变化亦有所不同.在假设24h降水200mm的情景下,1980至1988年间,深圳地区城市化使其扩张地区的地表径流深度减少了0.33mm,而在1988至1994年和1994至2000年这两个阶段,城市化则使其扩张地区的地表径流深度分别增加了6.96mm和0.69mm.     

基于转移矩阵的覆被变化对城市雨洪影响分析

城市化进程的加快改变了地表覆被的时空分布特征,为探求地表覆被时空分布对城市雨洪的影响作用,以南京市主城区为对象,根据遥感影像资料与实测降雨数据,利用GIS空间分析技术,基于马尔柯夫转移矩阵分析了南京市主城区地表覆被空间格局的分布变化,建立了地表覆被时空变化影响下的南京市主城区雨洪模型,模拟分析了南京市主城区范围内城市地表覆被的空间分布格局变化对城市地表产流量、局部节点水量等的影响。研究结果表明:径流系数与地表覆被面积年际变化呈负相关,地表径流、最终地表蓄水与区域地表覆被覆盖面积成正相关。地表植被的空间分布格局对雨洪影响关系密切,局部节点汇水区植被覆盖率上升36.13%,区域产流量可以减少28.47%。地表覆被空间分布的不均匀是造成城市区域地表局部淹水的因素之一;地表覆被对城市雨洪产生的洪流水量形成具有一定的减缓、推后、延迟作用,同时可以接受、蓄积降雨产生的地表积水。     

基于情景分析的LUCC和气候变化对南盘江流域径流的影响

为揭示土地利用/土地覆被变化(Land Use and Land Cover Change,简称LUCC)和气候变化对南盘江流域径流的影响,基于情景分析,运用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)模型,定量研究不同土地利用类型和气候要素对流域内径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种排放情景对流域未来径流的变化进行预估。结果显示:①南盘江流域SWAT模型的率定期参数R~2、Ens分别为0.68、0.67,验证期R~2、Ens分别为0.65、0.63,SWAT模型适用于南盘江流域的径流模拟;②不同土地利用类型对比情景显示,农业用地、林地、草地对产流的贡献次序分别为,农业用地最强,草地次之,林地最弱;气候变化情景显示,径流变化与气温变化成反比,与降雨量变化成正比,且径流变化对降雨量变化更为敏感。③2006-2015年间,LUCC、气候变化二者均会导致南盘江径流量的减少,但气候变化在径流变化中占主导作用。④在RCP4.5、RCP8.5两种排放情景下,南盘江径流在2021-2050年间都呈现减少趋势,减少速率分别为18.74×10~8m~3/10年和21.35×10~8m~3/10年,分别达到1974-2015年减速的1.37、1.56倍,减小趋势明显增强。     

流域土地利用变化的面源污染输出响应及管理策略——以太湖地区蠡河流域为例

以太湖地区蠡河流域为研究区，通过解译1984，1995和2000年3个时段TM／ETM获得的土地利用分布地图，采用GIS叠加功能分析土地利用变化的模式，应用长周期水文分析模型L—THIA（longterm hydrologic Impact assessnent），基于30年的降水日序列模拟了3个时段土地利用分布特征对地表径流量的影响，并通过流域土地利用类型与地表径流污染物浓度的定量关系参数，估算了不同时段土地利用模式下营养盐污染的产出量，分析了面源污染对土地利用变化的输出响应。分析结果显示，营养输出变化主要源于土地利用向面源污染高产出的建筑用地转变，以及径流总量的增加。1984年总氮产出为70．103t／a，2000年增加到86．667t／a，16年间共增加了23．628％；1984年总磷产出为10．497t／a，到2000年增加到15．413t／a，16年间共增加了46．832％。营养盐输出变化主要集中于丘陵间地和下游湖滨平原河网地区。最后，基于土地利用变化的面源污染输出响应的定量研究，分析了控制面源污染物增加的土地利用管理策略。     

流域土地利用变化对洪水径流过程的影响

大清河水系土地利用发生了较大变化,并对洪水径流过程产生了影响。选择大清河水系紫荆关流域为研究对象,在对土地利用类型分类的基础上,采用1988年和1996年两期土地利用图分析了土地利用变化情况,除林地和灌木林面积减少外,其他土地利用类型面积增加。利用1984-1996年实测降雨径流资料对SWAT模型进行了率定和验证,并对两期土地利用情况进行了径流模拟,结果表明,土地利用变化使紫荆关流域的年径流减少。     

流域土地利用／覆被变化的洪水响应——以太湖上游西苕溪流域为例

土地利用／覆被变化是影响流域洪涝灾害的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域土地利用／覆被变化洪水效应研究的迫切性，选择太湖上游西苕溪流域为研究对象，利用分布式水文模型HEC—HMS模拟了5种土地利用情景下的2次典型洪水过程，定量分析了单一土地利用／覆被对洪水过程的影响程度。结果表明，对于同场降雨，5种土地利用类型的洪水总量和洪峰流量大小顺序为：林地〈疏林灌丛〈草地〈耕地〈建设用地；涨水历时长短顺序为：林地〉疏林灌丛〉草地〉耕地〉建设用地；峰现时间出现最早的是建设用地，其次是耕地、草地、疏林灌丛地和林地。建设用地对暴雨洪水过程影响最为显著，不仅使得最大洪峰流量和洪水总量增大，汇流时间变短，还大大改变了洪峰形态，使流域原有的坦化洪水波形的能力降低。城市化会严重加剧流域暴雨洪水，而森林则有利于缓和流域暴雨洪水过程。     

黄河流域土地利用与土壤侵蚀的耦合关系

在遥感技术与GIS技术的支持下,首先通过遥感影像解译,获取了黄河流域20世纪90年代中期和末期的土地利用与土壤侵蚀数据,建立了反映该流域土地利用与土壤侵蚀的数字环境模型,而后对黄河流域近5年的土地利用与土壤侵蚀的耦合关系进行了研究.结果表明:不同的土地利用方式对土壤侵蚀的发育有着不同的影响,土地利用的变化直接影响着土壤侵蚀强度的变化,而形成土壤侵蚀的一个重要原因是土地利用方式不当.优化土地利用结构,选择合理的土地利用方式,对于高效利用土地资源,控制水土流失,实现区域经济的可持续发展具有重要意义.     

基于遥感和GIS的陕南地区近20年土地利用时空变化特征

陕南地区是我国重要的生态安全屏障区,更是南水北调中线工程的重要水源地,其土地利用的时空格局对于区域资源环境可持续发展和调水工程的长效运行具有重要的意义。为了探索陕南地区土地利用变化特征,基于遥感和GIS技术,对陕南地区1995—2015年间的土地利用结构特征、土地利用时空转移情况及土地利用动态度特征进行了分析,并运用马尔科夫模型对今后土地利用类型的变化趋势进行了预测。结果表明:1)陕南地区的土地利用类型整体上以林地分布最广,其次是农用地和建筑用地,草地分布最少;2)不同土地利用类型面积随时间变化存在差异,整体表现为农用地与水域波动减少,林地以2005年为界,先增后减,其他土地利用类型均波动增加;3)不同土地利用类型时空转移特征明显,农用地与林地之间变化剧烈,且农用地向林地转移较明显,变化区域随时间变化先由中部向两侧扩散,之后逐渐向商洛市和安康市的东南迁移;农用地与建筑用地之间变化明显,变化区域主要在汉中市中部,呈带状分布;4)土地利用动态度差异明显,未利用地变化速度最快,其次是草地和建筑用地,林地和水域变化程度缓慢;5)未来的土地利用格局还以林地为主,但林地表现出退化趋势,说明该区土地利用格局不合理。因此,今后应合理配置土地资源,优化土地利用结构,加强林地和农用地保护,将有利于陕南地区社会经济和资源环境的可持续发展。     

城市地表径流内涝关系与排洪道优化设计研究——以兰州市为例

为探究暴雨后地表径流与城市内涝关系,以兰州市为例,利用ArcGIS软件对其数字高程模型进行水文分析,获得了兰州市地表径流空间分布。根据地表径流空间分布规律,从城市全局视角分析了兰州市城市内涝问题,并对兰州市现有排洪道进行了优化。结果表明：易涝路段与径流路径具有高度相关性,地表径流流经大部分内涝路段,导致内涝发生,且径流路径的密集程度与内涝的严重程度相关,其中城关区最为严重,七里河区与西固区次之,安宁区相对轻微,符合兰州市现实情况,说明了该模型方法的正确性;内涝点集中分布在建筑用地、裸地(水泥地面等)区域,表明城市下垫面的高不透水率是造成道路积水的原因之一;优化后的排洪道使易涝区域的雨水就近排入洪道,减少了薄弱地区洪水冲入城市街道的可能性,减轻了地下排水设施的排水压力,在一定程度上能够解决城市内涝问题;将山地原始沟渠巩固、加宽、延长为新建排洪道,减少了发生山洪的风险。因该研究区域黄河穿城而过,地表径流最终通过排洪道汇入黄河,故该方法可为我国后续整个黄河流域、长江流域“一河一盘棋”的整体防洪研究提供参考。     

基于RS与GIS的土地沙漠化与土地利用变化时空耦合

土地利用是土地沙漠化发生、发展的重要驱动因子之一.研究土地利用变化及其与土地沙漠化之间的时空关系,是查明土地沙漠化成因机理及发展驱动的重要前提和基础.本文以毛乌素沙地为例,基于TM遥感影像,应用RS与GIS技术,在对20世纪80年代末到90年代末毛乌素沙地土地沙漠化演变与土地利用变化过程反演的基础上,从时空耦合的角度,对毛乌素沙地土地沙漠化演变与土地利用变化之间的关系进行了耦合关联分析,并建立了土地沙漠化转化等级与土地利用变化类型之间的关联关系.研究结果显示毛乌素土地沙漠化与土地利用变化之间具有较强的关联关系,而且这种关联性具有较为明显的区域差异性.     

基于模糊综合判别的森林火险等级预报研究

森林火险气象因子的预报具有很大的不确定和模糊性,而依赖于气象预报因子的森林火险预报同样具有等级判别的模糊性.以海南岛森林火险气象等级预报为例建立森林火险预报模糊数学模型,研究建立森林火险预报模糊综合判别数学模型的关键技术,并分析对比模糊数学模型与其它常用森林火险预报方法模型的优劣.结果表明模糊数学模型在海南岛森林火险等级预报中显现出明显优势,它能够更好地分辨出高森林火险与低森林火险,较好反映森林火险等级与气象因子之间存在的复杂关系.     

断层对震害影响的研究

简要介绍了通海地震、大关-永善地震、海城地震和澜沧-耿马地震的震害调查结果，并对各地震断层场地震害进行了分析，结果表明：局部地形、发震断层及断裂破碎带等是影响断层场地震害的主要因素；非发震断层对震害没有明显的影响。     

基于GIS-ESDA的城市热岛效应研究

随着城市化水平的不断提高,大中型城市热岛效应愈显严重。采用地理信息系统(GIS)与探索性空间数据分析(ESDA)相结合的方法,综合计算各因子作用及温差,以长沙市为例,研究了城市热岛分布、热岛强度的空间分布与城区人口密度、用地类型的关系。研究结果表明:(1)城市热岛及热岛区域人口呈集聚分布;(2)地块间的温差与用地类型及人口密度有密切联系,商服公共设施用地上的人口密度与热岛强度呈正相关性,工业热源地区该关系则呈二次方程曲线形式;(3)人口密集、建筑紧凑的街道在人口密度超过200人/hm2后将有可能形成新的热岛。(4)商服公共设施和工业热源因素对城市下垫面热量有互生性及放大性。     

城市自然灾害综合风险评估问题研究

考虑到城市自然灾害综合风险评估过程的繁琐,提出一种基于事例推理(case-based reason ing,CBR)思想的风险评估方法。从风险所具有和所代表的不确定性入手,将城市灾害综合风险看作是基于危险性和易损性的不确定系统,先基于集对理论做先前事例的风险评估,得出风险值后,形成案例库,再利用可变模糊聚类方法做关于综合风险评估结果的CBR前期处理,形成有利于快速检索的事例样本结构,并在CBR循环过程中通过融入或修正新案例形成新的事例样本,如此往复,不断补充、扩容事例数量和多样性,达到简化风险评估过程和准确化风险评估结果的目的。通过某地区风险评估实例,证明了该方法的有效性。     

驳船池火灾的危险性分析

从现代社会中广泛用于原油运输的船只入手,介绍了在原油转移的过程中发生意外泄漏而产生池火灾的几个重要参数模型。结合热辐射伤害的破坏准则,对死亡、重伤、轻伤的范围进行了量化研究,进一步分析了池火灾所造成的直接财产损失和间接的财产损失,并给出了相应的计算模型。以湘江边上一艘驳船发生柴油泄漏后产生的池火灾为例,计算分析结果表明:池火灾对周围一定半径内造成巨大的财产和人员损失。     

地形起伏对滑坡运动的影响规律研究∗

地形作为滑坡运动的重要约束条件，对滑坡运动行为及致损效应具有较大影响，研究其影响规律具有实际意义。通过分析地形对滑坡运动的作用机理，初步推导了考虑地形效应的雪橇模型，利用已有模型及试验结果验证其具有相当准确性，进而推导了地形引起的摩擦耗能增量E_T表达式。利用耗能增量E_T与总能量E_G的比值定义地形影响率η，作为地形影响程度的指标，对100个滑坡地形进行了计算分析。结果表明：（1）16%的滑坡地形影响率保持在20%以上，地形影响不可忽略；（2）局部地形为滑坡短时加减速创造了良好条件，对滑坡运动具有显著影响；（3）地形对近程滑坡的影响明显大于远程滑坡；（4）滑坡的地形缓急大致可以反映滑坡运动受地形影响的大小。建议对潜在下滑地形较平缓的不稳定坡体给予足够重视，且通过微小改变地形可能会大幅减小滑坡运动距离，以达到减灾目的。     

基于GIS的滑坡空间特征分析

基于GIS技术对滑坡及其渗水盲洞疏干土体的空间特征进行了分析。首先讨论了基于三棱柱模型的滑坡体体积计算，然后提出确定渗水盲洞疏干土体边界与地面交线的方法，以此确定疏干土体的空间形态和体积计算方法，并以西昌一攀枝花高速公路沿线米易滑坡为例，对该滑坡的体积特征和渗水盲洞疏干土体的空间形态进行了分析和计算。     

古建筑雷击风险评估探讨

通过对古建筑防雷现状的调查研究,提出古建筑物的重要性、年预计雷击次数、自身结构、内部环境变化、雷击史是评估古建筑雷击风险的主要项目,并确定了各个项目的风险系数。根据风险系数给出了古建筑物雷电防护等级的计算公式。     

基于灰色模型的电力变压器可靠性分析

针对电力变压器可靠性建模精度要求高、但可靠性数据较少这一问题,将电力变压器看做是一个灰色系统,分别利用灰色GM(1,1)模型和无偏灰色GM(1,1)模型建立电力变压器的可靠性分析的数学模型,通过数据拟合得到电力变压器相应的故障率数据,对拟合精度进行检验后发现本文提出的可靠性建模方法精度高、实现快捷,是一种有效可行的电力变压器可靠性研究方法,其分析结果可为制定电力变压器的维护与维修策略以及状态检修工作提供依据。     

基于金属磁记忆的汽轮机叶片早期诊断

针对火力发电厂汽轮机低压转子末级叶片早期诊断困难的问题,提出了应用金属磁记忆技术对低压转子叶片进行检测的方法,并将其应用于宁夏某电厂低压转子末一、二级叶片的检测工作中。结果表明:金属磁记忆技术作为一种新型无损检测手段,对汽轮机叶片的早期诊断具有良好效果。