VR-GIS技术在小城镇洪水淹没模拟分析中的应用

近年来利用计算机和信息技术研究洪水灾害是个研究热点,但小城镇在防洪减灾方面缺少应有的关注和重视。本文对VR(虚拟现实技术)-GIS技术在小城镇洪水淹没模拟分析中的应用进行了研究,解决了系统实现过程中的一系列关键技术:小城镇空间数据库的建库技术及三维可视化、洪水淹没范围的确定,以及洪水淹没实时动态演示等问题。该技术已在国家十五科技攻关项目所开发的《小城镇基础设施防灾减灾决策支持系统》中得以实现。实践证明:小城镇空间数据库的建库技术速度快、成本低,适合中国小城镇的信息化现状。利用淹没范围的近似计算模型,可以有效迅速准确地计算出洪水淹没范围,有利于防洪减灾的迅速决策,且偏于安全。小城镇洪水灾害的三维可视化模拟,可以实时动态地演示小城镇遭受洪灾实况的全过程。     

地铁地基液化变形的影响因素研究

研究了一些对地铁隧道抗震稳定有较大影响的因素。例如,地铁隧道的整体平均容重和地铁隧道的埋深,尽管它们对地基的孔隙水压力发展影响不大,但却对地铁隧道的震后残余变形影响相当显著。还有,砂性土中粘性土的含量多少对砂性土的动力行为有直接而显著的影响。最后,从能量的角度分析了输入不同地震波的地铁地基土层动力反应的差异。     

土地利用变化驱动下的上海市区水灾灾情模拟

对上海市区近50年来的土地利用结构变化进行了重建，并计算了由土地利用变化引起的上海市区水位变化量。以特定的1962年水灾为参照，模拟在同等雨强情况下，由土地利用结构变化和地面沉降引起的淹没范围的变化以及由此带来的水灾损失的变化。结果表明，在49mm／d降水条件下，由于土地利用的变化，使2001年的径流系数比1950年增大了34．0％，2001年的水位比1950年增高了45．9％；2001年的水灾灾情为1950年的1．0629倍；即使在目前千年一遇的防洪标准下，亦可造成相当于2001年地均GDP值0．088％(约为4．5亿元人民币)的损失，这是1991年相应数值的220倍。     

区域灾情评价模型

自然灾害发生的次数和灾害种类与灾情强度密切相关，因此有必要对灾情强度进行合理的评价。首先用灾次指数Di和灾种指数Di′来量化单灾种的多发性和多灾种的群发性，提出了计算Di和Di′的方法，然后在此基础上建立了量化灾情强度指数Q的模型，该模型适用于单区域和多区域中多种灾害发生的情况。对北京市怀柔、平谷和海淀3个区进行了模型的实例应用，考虑洪灾、冰雹灾和旱灾3种灾害情况，结果表明，怀柔区的灾情强度指数高于平谷和海淀区，3种灾种中冰雹灾的灾情强度指数高达42．76％。     

影响稻飞虱迁飞规律的气象环境成因

稻飞虱的迁飞与气象环境因素的关系十分密切。对与稻飞虱的迁飞规律相关的国内外研究成果进行了归纳总结，综合评述了气候条件对中国稻飞虱迁飞规律的影响。稻飞虱绝大部分集中在黄昏时分起飞，90．5％的稻飞虱集中在黄昏日落前20分钟内起飞，地面温度达25℃时起飞频繁。温度的空间分布决定了稻飞虱可以迁飞的空问区域，迁飞的上限高度为15℃等温线，稻飞虱空中群集的最适宜温度为17℃左右，且在最大风速层中迁飞，高湿度有利于其迁飞。迁入时期的强下沉气流及降雨可迫使稻飞虱大量降落。空中的风速是稻飞虱迁飞的动力速度。在我国，西南风和东北风对稻飞虱的南北迁飞起运载作用，副热带高压在我国境内的北进南退，是稻飞虱完成一次往返迁飞的动力。我国稻飞虱发生较重的年份大多出现在3—5月副高较强的年份。气候变暖、海温异常等大尺度气象因子主要通过影响大范围的气候环境来间接影响稻飞虱的发生与消长。     

淀山湖沉水植物——苦草群落恢复影响因子研究

在淀山湖0.5、1.0、1.5、2.0 m水层进行苦草(Vallisneria natans)现场生长实验,试图找出淀山湖苦草植被恢复的适宜环境条件。试验期间每天测量光照强度和水体溶解氧等环境因子,每隔10 d监测苦草的根长、株高、鲜重等生长指标的变化情况。结果表明:水深对苦草的生长具较显著影响,光照强度、溶氧分别和苦草日相对生长率具显著相关性;苦草的株高、叶片数、根长等生物学生长指标在0.5、1.0 m水层生长良好,1.5 m与2.0 m均出现不同程度的负增长状况。光照强度与苦草日相对生长率之间具有显著相关性(r=0.905),0.5、1.0 m水层的光照强度下苦草的相对生长率分别为0.14和0.11,而1.5、2.0 m水层的光照强度下苦草出现负增长的情况。水中的溶解氧含量与苦草成活率之间具有显著相关性(r=0.935)。随着水深的增加,溶氧逐渐降低,苦草的成活率也逐渐下降。在2.0 m水层处,溶氧均值为2.76 mg.L-1,苦草的成活率为46.5%,在1.0 m水层处,溶氧为5.66 mg.L-1,苦草成活率为86.5%,因此,淀山湖苦草群落恢复宜先在1.0 m以浅的沿岸带开展。     

GIS与层次分析法相结合的生态环境综合评价研究——以渝西地区为例

将GIS与层次分析法相结合应用于渝西地区生态环境质量综合评价。首先,根据渝西地区生态环境的基本特点确定生态环境质量综合评价的指标体系和基本评价单元,通过层次分析法,确定各评价指标的权重,计算出每个评价单元的生态环境质量综合指数和分指数;然后运用GIS技术,根据每个评价单元的质量指数和分指数,自动生成渝西地区生态环境综合评价等级图;在此基础上,对渝西地区生态环境整体及各不同侧面质量状况的空间分异规律进行分析和研究。结果显示,渝西区生态环境质量基本上由南向北逐渐降低,与自然环境状况的空间格局大体吻合,但局部地区有差异。表明自然条件对渝西地区生态环境质量的空间分异起决定性作用,但社会经济和环境污染等因素同样对生态环境具有重要影响,在某些情况下,甚至可以成为决定因素,并在一定程度上改变生态环境的空间格局。     

环境样品中汞形态分析技术的进展

汞的毒性、环境行为、生物有效性不仅跟其浓度有关,还决定于其化学形态,因此汞的形态分析在环境科学中具有重要意义。样品前处理几乎是汞形态分析研究中不可或缺的步骤,而色谱和光谱/质谱联用技术是目前普遍采用的分离检测方法。文章对近十年来这些方面的研究进展进行了综述,主要包括样品的前处理方法如酸/碱溶剂萃取、微波辅助萃取、固相萃取、固相微萃取、单滴微萃取、分散液液微萃取等,以及色谱(液相色谱、气相色谱)和毛细管电泳与光谱/质谱(紫外可见光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱、等离子体质谱等)的联用技术在汞化合物形态分析中的应用情况。最后提出今后应重点研究建立高效、简便的前处理方法,发展高分离度、高灵敏度、高速度的分离检测联用技术,以便更好地对汞的形态进行分析监测。     

江苏近岸海域营养盐类污染分布特征与评价

江苏沿海大多属于淤泥质平原海岸,开发利用方式以农业为主,海水中的营养盐类污染物质量浓度分布与人海河流和海岸区域农田化肥施用强度有重要的关系,因此,了解和探讨江苏近岸营养盐类污染的污染程度及其分布有重要的意义。根据江苏近海区域特征,选择近岸海域19个站点作为研究地点,分别对这些地点的总氮、总磷、无机氮和磷酸盐等营养盐类污染物质量浓度进行了分析,首先探讨了这些营养盐污染物在分布江苏近岸海域沿岸方向和向海方向的空间分布特点,然后结合海水水质标准,利用等标污染指数和综合污染指数等方法进行了污染程度评价,得出了江苏沿海营养盐类污染物在空间分布上具有南北两端和中间部位都比较高,而中部辐射沙洲附近和南北两端之间的质量浓度较低的“w”形分布特征,在向海方向上具有营养盐污染物质量浓度基本上都表现为靠近海岸质量浓度高,远离海岸略低的变化趋势,在污染程度评价方面,总磷等标污染指数普遍超过1,总氮等标污染指数大多小于1,综合污染指数在1．63—14．08之间,差异比较明显,一般表现为南北高中间低的特点,最后结合江苏沿海地区河流排污人海情况以及农田化肥农药施用强度,对江苏近岸海域营养盐类污染分布状况进行了讨论。     

太湖北部流域水化学特征及其控制因素

为了解太湖北部流域主要河网区水质受该流域地质状况、岩石和土壤的化学风化作用以及人类活动的影响等方面,对太湖北部流域河网区主要河道水体中的主要离子进行了采样研究。结果表明：太湖北部流域水体中的TDS平均值为355．74mg·L-1,变化范围为276．08--681．54mg·L-1,其中ca2＋和HCO3-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的46．2％和48．9％;其次是Na＋和SO42-,分别占阳离子和阴离子总量的35．9％和27．5％。进而判断出该流域水化学类型是以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO3-Ca2＋-Na＋型。再从离子的自然起源和人类活动角度分别对水化学类型的控制因素进行分析,一方面利用吉布斯分布模式投点作图得出结论：其离子自然起源的优势机制是岩石的风化作用,而蒸发一结晶和大气降水的输入作用十分微弱,这与该流域的水文、地理、地质背景相一致;另一方面通过SPSS软件的相关关系分析得出结论：NO3-、SO42-、心、ca2＋和Mg2＋的相关性较强,与cl‘也呈正相关,说明水体中这些主要离子都具有共同的来源,其中NO3-的较高含量（平均值为14．74mg·L-1）反映了该流域受人类影响较大。尤其是NO3-与sO42-的相关性达到0．83,再次说明氮污染对该流域水体的酸化和水质变化有较大影响。