煤矿瓦斯灾害事故的分形特性

为了解瓦斯灾害的演化特性与规律,应用分形理论中的R/S分析方法,对2000~2013年我国煤矿瓦斯事故及不同瓦斯事故类型建立四个时间序列进行分形特性研究,其重标极差的线性回归相关系数R在0.9715~0.9983之间,给定显著性水平α=0.05,经t检验,回归方程可靠;四个时间序列的赫斯特指数H在0.5998~0.9944之间,分形维数D在1.0056~1.4002之间,时间序列均具有明显的赫斯特现象和较强的约瑟效应。结果表明:煤矿瓦斯事故持续减少的趋势性很强;R/S分析方法能较好地反映煤矿瓦斯灾害子系统复杂的非线性动力学特性。     

连续年龄序列桉树人工林碳库

随着桉树人工林栽培面积的扩大,桉树人工林对生物多样性与土壤过程的影响,引发学术界的广泛讨论,更值得关注是的短论轮伐期桉树人工林对森林碳汇增加的贡献缺乏定量化的评估。因此,要合理评价桉树人工林对于生态系统碳吸存的影响,开展野外定位研究十分必要。正是基于这种考虑,项目组对闽南山区连续年龄序列(2a、3a、4a、5a、6a)的尾巨桉人工林碳库进行了分析,以空间替代时间的方法探讨了桉树人工林生长发育过程中的碳库动态,以期对桉树人工林可持续发展提供理论指导。研究结果显示:连续年龄序列桉树人工林生态系统碳库总量分别为152.88、199.97、241.67、221.94和210.95t·hm-2,表现为先期随年龄增加而增加,4年生后则出现下降趋势。其中乔木层C储量次为20.49、32.57、41.86、49.84和83.16 t·hm-2,占总贮量的13.54%～30.09%;林下植被C贮量分别为2.24、2.97、2.46、1.76和4.01 t·hm-2,占3.39%～9.74%;地被物C贮量分别为1.76、2.49、1.44、2.19和6.43 t·hm-2,占0.60%～3.05%;土壤C贮量所占比例最大(56.96%～84.17%),且主要分布在0-40 cm土层。各年龄段桉树人工林生态系统净初级生产力分别为22.86、26.07、32.64、32.71和46.69 t·hm-2.a-1,年固C量分别为10.37、11.72、14.98、15.02和21.51 t·hm-2.a-1,表现为固碳能力随林龄的增大而增大。由此可见,大力发展集约经营的桉树人工林,是解决大气中CO2浓度升高,缓解温室效应潜在的重要途径之一。     

大型火电厂热排放对环境气温增高的贡献检测

利用1960—2009年的年月平均气温观测资料,分析了被检站和参考站的年、季变化趋势特点,着重研究了大型火电厂的热排放对当地气温的影响程度和相对贡献比例。从增温趋势看,被检站和参考站年平均气温增温速率分别为0.33～0.48℃？10a和0.21～0.33℃？10a,年热排放增温率为0.11～0.20℃？10a。热排放引起的四季增温速率为春秋强,冬季次之,夏季最小。火电厂的热排放对当地气温增温的贡献显著,表现为夏季最大,春秋季次之,冬季最小,对年平均气温序列的增温贡献率为31%～49%。     

基于DFA的无定河径流长期变化趋势及持续性研究

河川径流量的变化对水资源的开发利用和国民经济的发展具有很大的影响。采用Ko1mogorov-Smirnov检验方法对无定河流域两个主要水文站赵石窑站和白家川站逐月径流量序列进行正态性检验,在此基础上运用DFA分析方法,估算两站时间序列的α标度指数,预测该流域径流量的未来变化趋势及其持续性,并采用随机重排法对估算结果进行了稳定性检验。分析结果显示:赵石窑和白家川两站径流时间序列的α标度指数分别为0.52和0.56,均大于0.5,径流时间序列表现为较强的长程依赖性,表明无定河流域在过去近50a内径流量的总体上呈下降趋势,在未来一段时间内,还将持续一段时间。对原时间序列随机重排后,两站月径流序列的α标度指数都变小,分别为0.48和0.49,接近于0.5,进一步证明原序列确实存在着标度不变性。研究结果对流域的水资源规划、管理与合理利用有帮助。     

灰色摆动序列建模方法研究

建立了灰色摆动序列GIM(1)动态指数变换建模方法。并用其拟合、预测某河流1998～2000年的CODCr值，结果表明该方法计算简便，预测精度高，是一种具有推广价值的实用方法。     

高山区冰川突发洪水混沌机制研究

首先,介绍了重构相空间技术,并揭示了混沌特性的主要定量指标,即关联分维数Ｄ２,李雅普诺夫（Ｌｙａｐｕｎｏｖ）指数和柯尔莫奇诺夫（Ｋｏｌｏｍｏｇｏｒｏｖ）熵。然后,对叶尔河冰川突发洪水这一典型自然系统的无序现象,从洪水时序列出发,通过对上述指标的分析,讨论了高山区冰川突发洪水过程和形成的混沌机制,表明该类洪水时间序列具有混沌动力系统的一些特征。     

淮河流域洪涝变化可预报时间研究

在先前的淮河流域洪涝变化基本特征、混沌特征、耗散性等基础上,采用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数谱分析了淮河流域洪涝变化预报时间。研究表明,淮河流域洪涝变化长期不可预报,短期是可以预报的,其可预报时间为４￣６年,以４年为较合适。     

门限自回归模型在海洋冰情预测中的应用

给出了建立门限自回归模型（ＴＡＲ） 的一套实用方法, 用作者提出的改进遗传算法可同时优化门限值和自回归系数,成功地解决了ＴＡＲ建模过程所涉及的大量复杂寻优工作这一难题。实例计算的结果说明了, 这套方法在海洋冰情预测中是可行的和有效的, 在各种自然灾害非线性时序动态预测中具有重要的理论意义和广泛的实用价值。     

临安本底站酸雨长期观测特征分析

利用临安本底站酸雨长期观测资料,分析了该站酸雨年际变化及月变化,并对其变化特征进行了归因,同时分析了酸雨与气象因子之间的关系.结果表明,1985~2012年期间,临安本底站的酸雨总体呈增加趋势,且有2次明显加重和2次明显减弱过程.近20年酸雨的月变化表现为以7月为中心月份,降水酸度及强酸雨发生频率向两侧月份增加,弱酸雨发生频率向两侧月份减小.酸雨发生受降水强度、风速、风向影响,小雨时强酸雨发生频率高、弱酸雨发生频率低,而暴雨时弱酸雨发生频率高、强酸雨发生频率低;随风速等级升高,酸雨发生频率及强酸雨所占比重逐渐降低,降水pH值逐渐升高;弱酸雨发生日主导风向多集中于S-W扇区,而强酸雨发生日主导风向更倾向于N-E扇区.临安本底站酸雨的月变化主要归因于降水量变化以及各月SSE-WSW和NWN-ENE风向扇区来风的增多和减少,酸雨的年际变化可归因于江浙沪能源消耗量增加及重大环保措施实行的综合影响.     

滇池水质时间序列变化趋势识别及特征分析

应用STL(Seasonal-Trend Decomposition using LOESS)方法对1998—2010年滇池外海8个监测站点、10个水质指标的时间序列数据进行递归迭代,分解出低频率的趋势项、高频率的周期项及随机残差项.在此基础上计算稳态变化指数(RSI),对水质趋势的时、空变化特征进行识别和判定.结果表明,在分析的13年间,滇池外海8个监测站点各指标变化趋势总体一致;BOD5总体呈下降趋势,高锰酸盐指数(COD Mn)总体趋势显著上升,说明有机物可生化性下降;富营养化状态加剧,总氮(TN)总体趋势上升,并逐渐成为藻类的限制性营养盐,总磷(TP)浓度为劣V类,氨氮在氮元素形态中的主导地位正逐渐降低.研究结果表明,"十二五"期间滇池应重点控制氮磷、兼顾有机物污染.