水信息学及其在水环境中的应用研究综述

水信息学是一门新兴的学科,是在水范围内运用知识的新途径、元知识.它着重运用计算机技术、通信网络技术、3S技术、可视化技术等一系列高新技术,并结合传统水科学和工程学的方法,研究与水环境相关数据的收集、存储、处理、模拟、预测和结果显示等问题.文章首先探讨了几种不同的水环境概念及水环境研究模型,阐述了近年生态水力学模型的制约因素.生态水力学模型建市在时空一致性和质量能量守恒等假设上,而水生态系统的高度复杂性、非线性和时空特异性制约模型的发展.从"知识发现"和"知识管理"两个视角出发,重点阐述数学模型、数据挖掘、数据同化、数据驱动、地理信息系统、决策支持系统、商业软件等水信息学方法在水环境研究中的应用.目前水信息学还处于起步阶段,各方法交叉结合的研究还比较少,在今后的研究中有待加强,包括基于数据的各方法手段的结合、基于数据和基于过程的两者结合、水环境的知识发现和知识管理的结合等.     

四川小麦品种的旗叶光合特性

四川小麦品种光合特性优势材料筛选及研究对于提高我国弱光照地区的小麦产量具有重要意义.以41个四川小麦地方品种和2个高产推广品种(川育16和川麦42)作为材料,分3个时期(抽穗期、扬花期、灌浆期)测定各品种小麦旗叶的光合特性参数和叶面积.结果表明:四川小麦地方品种旗叶光合特性在不同生育期存在明显差异,3个时期净光合速率(NPn)高低依次为:抽穗期>扬花期>灌浆期;根据NPn、旗叶面积(FLA)和3个时期净光合速率平均值与旗叶面积乘积(mNPn×FLA)筛选出了2个光合特性优良的地方品种——ZM4846、ZM4711和1个育成品种——川育16,可作为西南弱光照地区小麦高光效育种的亲本资源.其中灌浆期水分利用率(WUE)最大的3个品种为川育16、ZM4787、ZM4679,水分利用率具有随光合速率的升高而升高的趋势.本研究明确了在3个时期各相关性状对NPn的影响,并提出在四川地区小麦高光效品种选育上应选择在灌浆期具有低胞间CO2浓度、低蒸腾速率、高水分利用率的品种.     

基于GIS的陕西省水土保持自然生态修复区研究

水土保持自然生态修复作为生态建设的一项主要任务,需要进行水土保持生态修复适宜区研究。论文以陕西省为例,应用ArcGIS 9.2空间数据分析工具,综合分析土地利用类型、年降雨量、土壤侵蚀、人口密度等指标,划分出陕西省水土保持自然生态修复适宜区域,并分析了陕西省水土保持综合治理实施情况。结果表明,陕西省水土保持自然生态修复区面积为23 911 km²,秦岭大巴山区适宜自然生态修复的面积最大,研究为水土保持综合治理下一步实施提供借鉴意义。     

Fe和Al对湖泊沉积物中磷赋存形态的影响

利用连续提取法研究了东部平原4个富营养化湖泊沉积物中磷的赋存特征,探讨了Fe、Al对沉积物中磷形态的影响.结果表明,富营养化程度越重的湖泊,其w(TP)(527.35～1 432.80 mg/kg)较高,w(TFe)和w(TAl)(分别为8 496.63～23 071.35和6 219.20～14 164.46 mg/kg)也较高.w(Fe)与w(Al)对各形态磷含量及分布的影响有所不同,其中对w(Fe-P)和w(Al-P)及其分布影响较大.w(Fe-P)、w(Al-P)和w(BD-Fe)之间存在相关关系,这主要与Fe、Al吸附部分沉积物释放的磷有关;w(Fe)与w(Al)对NH4Cl-P的含量及分布影响较小,而对NaOH85-P的含量及分布影响较大,w(NaOH85-P)与w(NaOH85-Fe)和w(NaOH85-Al)显著相关(P<0.01),这可能与NaOH85-P的形成机理有关.沉积物中w(TFe)/w(TP)、w(TAl)/w(TP)、Fe/P和Al/P等比值可能与湖泊富营养化程度有关,比值越小,湖泊富营养化程度越重.      

成渝经济区生物多样性空间分异特征

以区(县)为评价单元,采用野生动物丰富度、野生维管束植物丰富度、生态系统类型多样性、物种特有性、外来物种入侵度、受威胁物种丰富度等评价指标,应用归一化处理方法,对成渝经济区148个区(县)的生物多样性进行了评价,以阐明区域生物多样性空间分布规律. 归一化处理时修正了野生维管束植物丰富度、野生动物丰富度、物种特有性、受威胁物种丰富度4个指标的最大值. 结果表明:成渝经济区中12个区(县)的生物多样性等级为高,71个区(县)为中,55个区(县)为一般,10个区(县)为低. 生物多样性较丰富的区域主要包括大巴山区、渝东南武陵山区、渝南金佛山、四面山、三峡库区、龙门山、川西南山地,而生物多样性较低的地区主要分布在成都平原、盆中丘陵平坝、渝西方山丘陵、川东平行岭谷等区域. 评价结果表明成渝经济区生物多样性的空间分异特征明显.      

掘进巷道热环境与通风效率数值模拟研究

井下工作面必须应用通风系统。采用数值模拟技术分析了两种通风方式下,不同风口布置的掘进巷道内空气龄、空气流速和热舒适性指标PMV值的分布情况。根据模拟结果对掘进巷道通风模式的选择提出了建议。结果表明,长距离送风和短距离抽风方式是最有效率的通风模式。压入式通风方式的风口应布置在距掘进头10 m附近,抽出式通风方式抽风口应布置在距掘进头2m范围内。在相同的送风条件下,可增大短距离抽风方式下的送风温度,以提高掘进巷道内热舒适性和降低能耗。     

基于Web的测井井控HAZOP分析技术

针对HAZOP分析耗时长,工作量大,分析费用高,限制了其推广应用的现状,提出基于Web的测井井控HAZOP分析技术,即通过与测井专业人员的交流和对现场作业条件的研究划分单元节点,找到偏差与影响,分析原因,提出切实可行的安全措施,并发挥Web的技术优势对分析结果进行汇总,经专家审核逐步形成一个完善的测井井控HAZOP分析知识库.该知识库具有开放性特点,汇集大量测井井控HAZOP信息,分析人员可借助该知识库信息有效开展后继HAZOP分析工作.以测井井口设备为例介绍了基于Web的HAZOP分析和审核入库的过程.研究表明,基于Web的测井井控HAZOP分析技术可减轻分析工作量,提高工作效率,并有助于分享知识库,指导后续分析工作.     

汉江中下游春季浮游甲壳动物群落结构的空间差异

2002年4月,在汉江中下游从丹江口坝上至其河口沿途设17个采样点,共采集到浮游甲壳动物10科26属33种,其中桡足类4科10属11种,枝角类6科16属22种。根据各采样点的种类组成和数量分布,采用Shannon Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数分析了不同江段浮游甲壳动物的群落多样性特征,并运用SOM人工神经网络方法对其群落结构的空间差异进行了比较。结果表明,汉江中下游江段浮游甲壳动物的密度分布呈现出中游高于下游的特征,而物种丰度和群落多样性指数则是下游高于中游;中游上段的属于密度高但多样性低的群落、中游下段和汉江口属于密度较低但多样性高的群落,下游除汉江口外属于密度和多样性均较低的群落。     

汉江下游干支流浮游植物群落特征及其对水质的指示评价

浮游植物群落的动态变化可以全面、真实地反映水质的优劣,有利于了解水体污染状况的发展趋势.为及时掌握汉江下游水质变化,基于2019年3—12月汉江下游干流及主要支流浮游植物和水体理化指标监测数据,分析了浮游植物群落结构特征,并通过冗余分析研究了影响浮游植物群落结构的主要环境因子,同时运用浮游植物群落特征对汉江下游水质进行...     

基于动态规划法与重心法的气田消防中心站选址研究

天然气集输系统一旦发生泄漏,容易引发火灾、爆炸、中毒等重大事故,合理的 消防中心站选址对及时展开事故应急救援行动具有重大的现实意义。针对气田中消防中 心站的最优选址展开研究,提出基于动态规划法与重心法相结合的选址方法。采用动态 规划模型确定气田集输系统应急救援最优路径,采用重心法考虑气田集输系统不同组成 单元的重要性,二者结合最终确定出消防中心站最优选址。通过该方法确定的气田消防 中心站位置既保证了气田集输系统中重点保护对象在事故发生的第一时间内得到救援, 同时兼顾了其他单元的最短应急救援时间,对气田消防中心站的合理设置提供了较有价 值的参考。