科尔沁沙地沙漠化研究进展

科尔沁沙地是目前我国沙漠化发展较为迅速的地区之一,也是我国沙漠化研究程度比较高的地区之一.近50年来,该区沙漠化研究经历了流沙治理、沙漠化过程及其整治的区域性综合研究和沙漠化机理及其整治的典型研究3个阶段,在沙漠化过程、动态监测、灾害评估、综合整治防治等方面都取得了大量成果.根据目前的研究现状和存在问题,以及科尔沁沙地的实际情况,提出了今后应进一步加强研究的4个领域,即:沙漠化监测评估标准的统一和规范化;农田土壤风蚀的实验观测和控制措施的试验示范研究;沙尘暴灾害的监测、预警和影响评估;防沙治沙技术与模式的集成和进一步推广等.     

新疆1950～1997年洪旱灾害的统计与分形特征分析

基于新疆1950～1997年的洪旱灾害统计资料,运用一般统计学方法与分形理论分析了新疆这段时期内相应的洪旱灾害特征。分析发现,20世纪80代年以来新疆洪旱灾害呈急剧扩大的态势,20世纪80年代和90年代与50年代相比,洪水与干旱灾害成灾面积都增大了约6～7倍;1950～1997年新疆洪旱灾害时间序列具有明显的分形特征,相应的饱和分维数分别为d=2.9733与d=3.6921,饱和关联维数对应的嵌入空间的最小维数为9。     

考虑非饱和特性的黄土湿陷性与微观结构分析

利用扫描电子显微镜测试技术对3个场地16个土样的微观结构进行观测,并使用图像处理软件对微观图像进行处理、对土样孔隙的几何特征参数和分维数进行了提取,土样孔隙分布分维数为1.816~1.936。利用分形几何学原理建立非饱和土的孔隙分布函数,对天然湿度下黄土中水分分布进行分析,运用回归分析的方法对孔隙的分维数、非饱和孔隙孔隙率和湿陷性的关系进行了分析。结果表明:孔隙分维数越大,孔隙结构越复杂;天然湿度下处于非饱和状态的黄土孔隙孔径均大于40μm,黄土的湿陷系数随着孔隙分维数、非饱和孔隙孔隙率的增大而增大,非饱和孔隙是造成黄土湿陷的主要原因。     

安徽沿江地区洪涝灾害风险的空间格局演变

实现区域可持续发展,需要准确了解区域洪涝灾害风险演变规律。利用安徽沿江地区1990年和2007年的气象、社会经济等数据,评价了其洪涝灾害风险,绘制了洪涝灾害风险指数图和风险等级图,分析了洪涝灾害风险演变规律。研究表明:1990-2007年间研究区的洪涝灾害风险在时空分布格局上发生了显著变化。低风险区和高风险区的面积减小,而较低风险区、中等风险区和较高风险区的面积在增大;风险整体在增大,区域内部差异减小,但不同地区风险增减不一;风险景观形状指数减小,斑块形状趋于复杂,聚集度和分离度均增大,人为活动影响在逐步增强。该研究可为沿江地区制定规划及灾害风险管理与可持续发展提供参考。     

干旱区艾比湖流域典型区域景观格局脆弱性时空格局变化研究

以新疆艾比湖流域典型区域为研究区,利用1998、2011和2013年3个时期的TM/OLI遥感影像为数据源,通过计算相关景观指数,构建景观脆弱度指数,并把研究区划分为低、较低、中、较高、高脆弱区5个脆弱度等级。使用地统计学和空间自相关模型分析的方法对研究区景观脆弱度的空间分布特征、变异规律以及空间关联格局进行分析。结果表明:11998-2013年,研究区的主要景观类型是未利用地和耕地,其主要特征为耕地景观面积显著增加,其他景观面积减少;2在研究期间内,研究区的景观脆弱度呈显著下降趋势,并且其等级的空间变化较为显著;3尝试使用桑基图来表达脆弱度等级之间的相互转换,结果可知脆弱度等级之间转换频繁,且转换速率均较高;41998-2013年,研究区景观格局Moran’s I表现为一定程度的正相关,且相关程度呈上升的趋势;景观脆弱度局部空间自相关和显著性水平发生了明显的变化。正确客观地认识和评价艾比湖区域的生态环境,有利于实现自然环境的保护,为人类的可持续发展服务。     

基于洪涝灾害控制目标的河网结构-调蓄能力情景模拟研究

采用SOBEK软件平台构建平原河网模型,模拟不同情景下河网结构变化对河网削减洪峰能力的影响,尝试找到能够有效调控洪峰的河面率范围和河网结构参数。研究表明,在不改变河面率的情境下,支流的交汇角度小,交汇点在干流上游时河网削减洪峰能力相对较大;在提高河面率的情境下:随河流弯曲度增大调蓄能力增大,当弯曲度为2.8时河流单位面积削减洪峰的能力达到峰值;随河面率增大河网削减洪峰能力增强,但单位河面积削峰效率存在峰值,模拟得出河面率为3%～5%时,单位河面积增量的削峰效率最强;增加支流面积比增大干流面积能更有效地改善河网的调蓄功能。     

基于降水量距平百分率的中国西南和华南地区的冬旱特征

利用我国西南和华南地区131个测站近50a的降水资料和NECP资料,采用线性趋势分析、合成分析、小波分析、功率谱分析等方法,通过季尺度降水距平百分率将冬旱分为无旱、轻旱、中旱、重旱和特重旱5个级别,分析了近50 a我国西南和华南地区各级别干旱的空间分布及时间变化特征。结果表明:在这一区域中,每一个级别的干旱都有从东向西增多的分布趋势;重旱、特重旱集中出现在川西南—云南、广东南部;各级别干旱都无明显的气候趋势,1963年是干旱最重的年份,主要在云南、广东等地,其次是1969年、2009年、1974年,但2010年末期干旱面积增大,强度增强。各级别的干旱具有2~3 a的周期,特重旱年有显著的6 a周期;干旱频率高的地方连旱频率也高,连旱年数增多,分布范围减小。     

温度变化对水泥土强度特性和破坏性状的影响

为研究温度对水泥土强度和破坏性状的影响,选用粘土和粉土这两种素土制成水泥土试样,分别在25°C±2°C、10°C±2°C和0°C±2°C的温度下进行养护,随后测试各龄期试样的单轴抗压强度,并观测各试样的破坏特征。研究表明:随着龄期的增长,温度变化对峰值应变的影响在减小;龄期较短(1~5天)时,水泥土单轴抗压强度对温度变化不敏感,在龄期7~40天,提高养护温度,水泥土单轴抗压强度显著增大;随着温度的升高,水泥土强度显著提高,但增长的趋势越来越缓慢;低温情况下水泥粘土的强度都比水泥粉土低,而一旦提高温度,水泥粘土的强度便超过水泥粉土;较低温度下养护的水泥土表现出比较明显的脆性破坏,迅速产生裂缝。     

水系分维在滑坡泥石流灾害区划中的应用

以多滑坡泥石流灾害地域云南省为研究对象,利用水系分形维数的空间变化来表征水系空间形态特征的差异,从而折射云南省内滑坡泥石流灾害发生的程度;通过对市、县、子流域和感兴趣区四种不同的分区标准,对滑坡灾害密度、泥石流灾害密度以及滑坡泥石流灾害总密度与它们的水系维数值进行了相关性分析,并且比较了分维数与切割线密度这两种方法,从统计的相关性系数可以得到一个结论:滑坡泥石流灾害区划中,分维数是一个比切割线密度优越的分区指标因子.另外,在计算水系维数时采用的矢量计盒算法,比传统的栅格计盒算法具有更强的优势.     

冻融循环作用对F1加固黄土强度与微观结构的影响研究∗

冻融循环作用显著影响固化剂加固效果和固化土物理力学特性。为研究冻融循环作用对 F1 加固黄土强度与微观结构特性的影响，对不同掺量、不同冻融次数的 F1 固化黄土试样开展三轴不固结不排水试验及电镜扫描试验，探讨冻融前后 F1 加固黄土抗剪强度参数及微观孔隙结构变化规律。研究发现，F1 可显著改善黄土持水特性和压实特性。当 F1 掺量为 0.3 L/m³ 最佳掺量时，与黄土相比，F1 固化黄土塑限和最优含水率分别减少 2.65% 和 7.22%，液限和最大干密度分别增大 7.92% 和 9.83%；F1 显著增大黄土黏聚力与内摩擦角。0 次和 15 次冻融循环时 ，与未冻融黄土相比 ，0.3 L/m³ 掺量 F1 固化黄土的黏聚力分别增大 36.82% 和 16.64%，内摩擦角分别增大 16.92% 和 4.63%；与黄土相比，冻融循环 15 次时 F1 固化黄土中微孔隙增大 6.28%、小孔隙减少 17.84%，孔隙面积比和平均分形分维数分别减小了 20.4% 和 0.67%，表明经 F1 固化后黄土形成更加稳定的层状堆叠结构，显著改善冻融循环作用下微、小孔隙的演化和发育，提高密实度、增强力学性能和抗剪强度。     

历史洪水在洪水序列隐含周期分析中的应用

历史洪水调查是洪水序列的重要组成部分,对揭示洪水序列的周期,论证周期的稳定性和可靠性具有重要的作用.本文提出具有历史洪水调查的不连序序列三种周期分析模型,理论分析和实例计算结果表明,文中提出的模型是合理和可行的.     

一种估计重大工程场地地震危险性的新方法

在简要回顾了地震危险性评定方法的要点之后,提出了一种评定工程场地地震危险性的新方法。这一方法的要点是：（１）用现在流行的方法对地震活动性进行统计分析和潜在震源划分,并将潜在震源简化为矩形断层模型;（２）在某一潜在震源上,一旦发生某一震级的地震,则采用强震地震学的研究结果从物理上模拟这次地震在重要工程场地引起的强地面运动;（３）在这一潜在震源上,可以构造出在预测的Ｔ年内符合震级－频度关系的一组随机地     

基于模糊故障树的海洋立管破坏失效风险分析

针对海洋立管破坏失效事故资料不完备及发生概率缺乏精确值的现状,提出了基于模糊故障树的海洋立管破坏失效风险分析方法。通过对现有的海洋立管破坏失效事故原因的统计分析,建立了以"海洋立管破坏失效"为顶事件的故障树。在对故障树进行定性分析的基础上,得到了引起海洋立管破坏失效的105个各阶最小割集,确定了海洋立管发生破坏失效的主要模式。采用专家判断法与模糊集理论结合的方法对故障树进行了定量分析,评估了故障树底事件的发生概率,并计算了故障树顶事件的发生概率。通过模糊故障树分析得到了海洋立管系统的薄弱环节,从而可以对其采取有效措施,以降低事故发生概率及提高系统可靠性。     

基于区间方法的岩质边坡稳定性非概率可靠性分析

在综合分析岩土参数区间性的基础上,通过引入区间分析方法和非概率可靠性思想,建立岩质边坡稳定的非概率可靠性模型,并针对区间运算结果扩张问题,引入区间截断法和区间优化法,对边坡非概率可靠性指标进行较为精确的求解。然后,以湖北某岩质高边坡为实例,进一步探讨了岩体参数变异性对岩质边坡稳定的非概率可靠性指标的影响规律。     

某滑坡坝坝后稳定性分析

某滑坡坝位于某拟建水电站的上游,在国家级自然保护区内,是著名的旅游景点,其安全性对旅游开发、工程建设和下游居民生命财产安全影响很大,为了评价该滑坡坝的稳定性,需要对其发生洪水漫坝和渍坝的可能性进行研究,论证其安全性。通过计算的各种工况表明,滑坡坝坝后(坝体靠下游部分)是稳定的,对电站建设和下游居民不会产生威胁,滑坡坝是稳定的,可以进行综合开发。本文研究思路对类似工程有一定的借鉴意义。     

应用GIS提高地震分析预报能力

简要介绍了地理信息系统中的空间分析功能 ,并以一些实例展示了其在地震分析预报中可能的用途。研究表明 ,地理信息系统不仅可以对数据和图形进行编辑、显示、查询、分类 ,它还有地图距离分析、面分析、局部统计、邻域分析等等强大的空间分析功能 ,而将这些功能用到地震预报中 ,则有可能得到一些新的思路 ,提出新的方法 ,提高地震分析预报水平。     

近52年太阳活动与江淮梅雨异常关系分析

我国涝灾主要集中在江淮地区,其中6-7月的旱涝,大部分是由梅雨异常引起的。为了研究梅雨的影响因子,利用1954-2005年太阳黑子、江淮地区33站梅雨期降水资料,分析了太阳活动对江淮地区梅雨的影响。研究表明,梅雨量趋势系数的最大值中心位于杭州地区,而太阳活动与杭州地区的梅雨基本上没有关系。太阳活动对江淮地区梅雨量、梅雨强度的影响具有地域性。太阳活动与梅雨量的相关关系由北向南,依次呈现为负相关性、正相关性和负相关性,太阳活动强的年份,江淮地区北部和南部梅雨量偏少,江淮中部梅雨量偏多;太阳活动与梅雨强度的相关关系由北向南,依次呈现正相关性、负相关性,太阳活动强的年份,江淮地区北部梅雨强度较强,江淮南部梅雨强度较弱。合成分析结果表明:太阳活动谷年江淮地区普遍偏涝。     

情景驱动的区域自然灾害风险分析

随着近年来自然灾害发生频次的增加与巨灾效应的不断涌现,人们对自然灾害风险分析提出了更高的要求与期望。然而,由于人们对"风险"认识的不全面与不系统,导致了灾害风险分析理论与技术水平的停滞不前。"风险是与某种不利事件有关的一种未来情景"是我们对"风险"的诠释。据该定义可知,风险不仅仅只是着眼于过去,更重要的是要展望未来;风险不再只是历史灾难的统计,而是未来不利事件情景的分析。因此,"情景分析"成为风险研究的一项新手段,它不仅摒弃了传统方法仅着眼"过去"的局限性而实现从"过去"到"现在"到"未来"合理过渡的研究思路,而且摒弃了传统方法仅限于因子统计分析的局限性而实现系统分析的研究理念。以"情景分析"为技术手段,提出了情景驱动的区域自然灾害风险分析方法,旨在探讨对风险研究思路与技术的创新。     

软土地下建筑物的地震响应及动力可靠性分析

在软土室内动力试验和有限元有效应力动力反应分析方法的基础上,引进可靠度理论,提出软土地下建筑物抗震稳定可靠性分析方法,对上海地铁一号线位于砂性土层及粘性土层这两种典型地质条件下的地铁车站及区间隧道的抗震稳定性进行了计算分析。计算中选用国内外6条强震地震记录曲线作为地震输入,计算分析内容包括:隧道、地铁车站、周围土体及注浆材料的动应力、孔隙水压力和震陷;地铁车站和周围土体的动力可靠度。所得结论可为软土地下建筑物抗震设计提供参考依据。     

基于正交设计的边坡稳定性影响因素敏感性分析

边坡的稳定性受多种因素的影响,应用正交设计对影响边坡的多因素进行了敏感性分析。首先对正交设计原理及用于结果分析的极差法和方差法进行了简单介绍,然后结合工程实例,说明了正交设计在边坡敏感性分析中的应用,最后用极差法和方差法对其结果进行分析,得出影响边坡的参数中,敏感性由大到小依次为:地震加速度α,粘聚力c,内摩擦角φ,库水位变化H,容重γ;其中地震加速度α,粘聚力c,内摩擦角φ是对该边坡影响最显著的因素。因此,在边坡治理时应注意地震和降雨对其稳定性产生的不利影响。