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[硕士论文] 李想
地图学与地理信息系统 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:当今时代,随着互联网的飞速发展,越来越多的用户在社交媒体上随时发表自己的看法,观点,身边事件。社交媒体被作为网络信息的一大数据平台,用来随时感知周围发生的事件及发展态势。当灾害事件发生时,大量含有位置信息的文本及媒体数据迅速充斥整个网络。本文探讨灾害类事件应急信息挖掘与分析的一种方法。运用网络爬虫方法获取社交媒体数据,基于此类数据,运用LDA主题模型提取方法,建立灾害类事件主题特征分类模型库,并运用SVM算法从大量的社交媒体数据中快速提取、分类灾害事件,进而通过面向灾害事件的前置后缀特征词与规则相结合的中文地名地址提取方法,结合开源网络地图API的地理编码功能,对灾害事件及应急信息进行地址提取与空间定位;最后,以2017年8月九寨沟地震事件为例,对于地震灾害事件的时间趋势,主题趋势以及不同主题空间定位等,利用统计分析、时间分析和空间分析方法,探寻突发事件的时间趋势和空间分布,为应急响应提供决策支持。
  论文主要研究内容包括:
  (1)通过新浪微博API与网络爬虫方法获取微博灾害类事件,并通过有加权的LDA主题模型提取方法构建灾害类事件主题模型库,运用SVM算法对微博事件进行文本灾害类事件判别与主题分类。
  (2)运用人机结合的统计方法,提出灾害事件短文本中的前置后缀特征词与规则相结合的地名地址提取技术。对灾害事件及其相关应急信息进行有效提取。
  (3)结合开源网络地图接口的地理编码功能,对模糊的以及带有方位属性的灾害事件进行有效的空间定位。
  (4)利用本文所述方法,以“九寨沟地震”事件为例,实现了从微博数据中对典型灾害事件的主题、时间与空间信息进行分类、定位及统计分析。
[硕士论文] 文京川
地图学与地理信息系统 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:湖泊和水库是重要的地表水资源,与人类的生产、生活紧密相关。及时获取湖库水位变化对水资源监测工作具有重要意义。卫星测高技术用于监测湖库水位,具有高精度、全天候、周期性重访、监测成本低以及可覆盖无资料地区等独特优势,使用该技术来一定程度上填补地面监测已成为发展趋势[1-5]。但在目前的研究中,特别是在国内还主要处于对水面面积较大的单一湖泊或特定区域少数湖泊的研究阶段,还未能将丰富的测高数据在全国范围内应用起来,离业务化监测我国湖库水位的目标还有很大差距[6-9]。为此,本文开展了对测高卫星数据在我国湖库水位监测的应用研究,主要的研究工作和成果如下:
  (1)基于测高数据质量评价筛选提取水位的方法
  为解决卫星测高数据噪声多、质量不稳定问题,提出了一种基于测高数据质量筛选提取水位的方法。重点选取数据质量不稳定的洪泽湖地区为例进行方法验证。结果表明,该方法可快速、有效的去除异常数数据,在改善数据精度方面明显优于传统方法。提取的测高水位与实测水位间相关系数从传统方法的0.11提高到0.59,均方根误差也从2 m减少到0.5 m,使得Jason-3数据用于湖库水位监测时具有较高的可信度。解决了传统方法对于噪声较多、质量不一的湖区数据不太适用的问题,提高了测高数据的可用性和监测精度。此外,对于那些数据质量不好的周期,提取的水位精度整体较差,基于数据质量评价结果将它们舍去,可进一步提高了整体的监测精度,相关系数可提高到0.9,均方根误差减少到0.19m,这对于无资料湖库精确库容曲线的构建具有重要意义。
  (2)测高卫星数据对我国湖库水位变化监测能力分析
  基于测高卫星特性、测高数据监测湖库水位基本原理,结合卫星地面轨迹文件、全国水体分布信息,运用GIS技术进行一系列空间分析实验,获取目前在轨典型的测高卫星(Jason-2、Jason-3、Sentinel-3A、Sentinel-3B)各自潜在可监测全国湖库具体数量、名录以及基本监测条件。据此,在五大湖区(青藏湖区、西南湖区、东部湖区、东北湖区以及西北湖区)基于周边地形、水面大小、湖岸形状等特征,系统性挑选多个湖库作为实验研究的特征湖库。
  (3)测高数据监测我国湖库水位实验和适用性分析
  分别使用Jason和Sentinel-3两个系列测高数据,对44个典型湖库进行水位监测实验。构建测高监测评价指标体系,使用实测数据对监测结果验证评价。在满足最低有效监测条件时(Jason数据地势起伏大的湖库,需沿轨截距>1.6km左右且最窄水面宽>0.5km左右。在地势平坦时,需沿轨截距>1.4km左右且最窄水面宽>0.4 km左右。Sentinel数据需沿轨截距>0.6 km左右且最窄水面宽>0.2 km左右),两种数据都有良好的监测结果。Jason数据监测湖库平均绝对误差(MAE)集中在15-36 cm范围、均方根误差(RMSE)集中在17-43 cm范围、相关系数(R2)集中在0.5-0.96范围。Sentinel-3数据监测湖库MAE集中在5-29 cm范围、RMSE集中在7-38 cm范围、R2集中在0.7-0.99范围。进一步,对湖区、水面大小、地形等因素对监测精度的影响进行了差异性分析。湖区差异上,不同湖区带来了的纬度、海拔差异对监测精度没有明显影响;水面大小差异上,湖库水面面积越大,两种数据整体监测精度都更高;地形差异上,Jason数据在相同监测条件下,地势越平坦监测精度越高。而Sentinel-3数据受周边地形起伏影响较小,监测精度更高,未见显著差异。这与其改进了跟踪模式,大大缩小了星下点沿轨分辨率有关。使得在不同类型的湖库监测中,整体都优于Jason数据,尤其中小型,并且可监测到更小的湖库,大大提升了监测能力。
[博士论文] 李丹
环境工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:土地利用/覆盖变化和气候变化是直接影响流域水文、水质的重要因素,同时也是土地规划和水资源管理中的关键因素。定量预测土地利用/覆盖变化以及气候变化对流域环境的影响是整个流域范围内人类社会与自然生态和谐发展的基础。水文、水质是关键的环境指标,同时它们对各种外部扰动很敏感。土地利用/覆盖和气候通过对降水、温度、风速等气象因子和下垫面交互作用影响着区域内水文、水质特征以及其他自然、社会环境要素。
  本研究的目的是评估土地利用/覆盖变化和气候变化在流域范围内对水文、水质的影响,探究水资源对土地利用/覆盖变化和气候变化响应的内在原因及最终表现,并以此为基础,预测未来土地利用/覆盖变化和气候变化下,流域水文、水质可能发生的变化。为此,本文结合面向地理对象的影像分析技术(Geographic object-based image analysis,GEOBIA),土地利用/覆盖变化预测模型(Cellular automata Markov model,CA-Markov),流域水文水质模型(Soil and Water Assessment Tool,SWAT)以及第五期耦合模型比较项目(Coupled model intercomparion project phase5,CMIP5)所给出的未来气候模式建立了土地利用/覆盖变化和气候变化下流域水文、水质的定量评估和预测系统(Quantitative evaluation and prediction of hydrology and water quality system)。并将该系统应用浙江省苕溪流域,定量分析1985年至2015年三十年间的土地利用/覆盖变化和气候变化,模拟再现流域水文、水质的动态演变过程,预测未来土地利用/覆盖的演变和流域水文(蒸发、流量)、水质(泥沙、总氮、总磷)变化。
  结果显示,三十年间,由于城镇化建设(占用周边大量耕地和园地)和农业产业转型(大量耕地、林地转化成为园地),苕溪流域土地利用/覆盖变化剧烈,建筑用地(+332%)、园地(+611%)急剧扩张,耕地(-73%)、林地(-11%)面积不断减少。气候方面,温度升高明显(+0.77℃/10a),降雨模式发生变化。年均降雨总量变化不显著,但降雨日数减少(-8.76天/10a),极端降雨量有增大趋势。平水季节降雨量显著增多(+59.6mm/10a),枯水季节降雨量显著减少(-61.1mm/10a)。同时由于土地利用/覆盖变化引起的下垫面属性改变,导致流域降雨径流关系发生不同程度的变化:上游地区径流系数减小,下游地区径流系数增大。径流极值的出现的概率增大。
  运用SWAT模型再现了土地利用/覆盖和气候变化对地表水文、水质的影响。结果证明,SWAT模型在苕溪流域具有良好的适用性,其对蒸发、径流、泥沙、总氮的模拟都取得了良好的结果。三十年间,土地利用/覆盖的变化对地表径流(+25%)、壤中流(-23%)、土壤渗透水量(-24%)、流域泥沙流失量(+26%)和地表径流中的氮流失量(+52%)都有显著的影响。
  结合CA-Markov模型预测的未来土地利用/覆盖状况以及CMIP5所提供的未来气候模式,定量预测了到本世纪末,土地利用/覆盖和气候变化对水文、水质的影响。结果显示,由于气候变化影响,将会导致流域蒸发量(+12%~+18%)、地表径流极值(+6%~+36%)、泥沙流失(+13%~+43%)发生显著性变化;未来可能发生的土地利用/覆盖变化对地表径流(+14%~+34%)、泥沙流失(+6%~+22%)和地表径流中的总氮浓度(+20%~+42%)有显著的影响。
  本文建立了一套土地利用/覆盖变化和气候变化下流域水文、水质定量评估及预测体系;对SWAT模型进行了优化改进,使之能在土地利用变化剧烈的区域进行长时间段的模拟,拓展了SWAT模型的应用范围,提高了模型的模拟精度;运用模型模拟的方法处理含定量因素的环境问题,深层次地揭示人与自然的内在和谐关系,同时,警示并预防可能发生的生态环境安全威胁,最终帮助管理部门做出科学合理的生活、生产、生态保护决策。自然界与人类社会纷繁复杂,本文所涉及的变量必定不能面面俱到,但随着未来计算机科技的发展,以及人类对地球化学、地球物理等原理认知的加深,模型模拟的精度将进一步提高,应用前景将更为广阔。
[硕士论文] 宫辰
环境工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:河流是连接陆地和海洋之间元素的重要纽带,而人工修建的水库会改变自然河流中的泥沙和径流过程,进而对天然河流碳逸出量产生影响。本文选取黄河源区修建的以龙羊峡—刘家峡为代表的梯级水库中的6个水库为研究对象,运用摇瓶法和Li-7000静态箱法定量估算了2016年4月,8月和2017年5月梯级水库的二氧化碳分压(pCO2)和水-气界面二氧化碳逸出通量(FCO2),并分析了二者的时空变化特征。结合黄河源区梯级水库的水化学指标,包括pH、DO、T、Alk、DOC和水库运行特性等进行分析探讨了梯级水库修建对于河流FCO2的影响,本文得出的主要结论如下:
  1.采样期间梯级水库纵向水化学参数表现为显著的时间变异性,pH为4月高于8月,平均为8.6和7.4;DO为8月和4月基本一致,平均在100%左右,8月刘家峡水库有最大值为138%;DOC为8月略高于4月,平均为7.78mg/L和4.78mg/L;Alk整体变化趋势相同,4月均值215mg/L明显高于8月的150mg/L。垂向监测得到2016年8月龙羊峡和刘家峡水库的水温存在明显的分层现象,影响光合作用、呼吸作用和水环境参数。
  2.梯级水库的修建增加了黄河源区水体的pCO2。纵向pCO2先升高后降低,4.由龙羊峡至尼那水库pCO2增至最高值820μatm左右,之后纵向逐渐降低至刘家峡水库的635μatm左右。pCO2在4月和8月两次监测中平均为630μatm,4月龙羊峡水库pCO2明显高于8月,约为740μatm和525μatm;尼那水库8月明显高于4月,约为950μatm和650μatm。垂向pCO2在水温分层显著的8月随水深增加逐渐增加,在龙羊峡和刘家峡水库最高可达到1270μatm和950μatm,4月pCO2垂向分布较均匀。
  3.梯级水库的修建,显著的降低了黄河源区上游河流的FCO2,进入梯级水库的首级龙羊峡水库之后FCO2由1.5-1.8gC/m2/d降低至0.4gC/m2/d左右,降低效果显著,之后纵向变化不明显,针对单个水库,由入库到坝前FCO2逐渐降低,但坝下的FCO2迅速增加。梯级水库的FCO2为8月略高于4月,平均为240gC/m2/yr和270gC/m2/yr。
  4.龙羊峡水库和刘家峡水库的CO2含量接近。龙羊峡水库的CO2中来自于无机碳的部分较刘家峡水库多,刘家峡水库中的CO2大部分来自于有机碳,这主要是龙羊峡水库在高海拔地区,水温低,限制了水体的光合作用。本文通过对黄河源区龙羊峡-刘家峡梯级水库进行采样监测和分析,得到其为大气CO2的源,对估算黄河流域FCO2和评价梯级水库运行对河流CO2逸出量的影响有重要意义。
[硕士论文] 田明扬
环境科学与工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:河流连接着海洋和陆地,将陆地上的有机碳或者无机碳带入河网中,其中一部分碳在河道中沉积,另一部分则被降解并最终以CO2或CH4的形式释放到大气中。本文选取黄河源区不同地貌,包括冰川、冻土、草地和湿地等覆盖类型下的黄河源区的一到五级河网的36个代表性样点,分别于2016年4月、6月、8月和10月进行4次野外实验,使用Li-7000水体CO2分析仪进行水体二氧化碳逸出通量(FCO2)和水体二氧化碳分压(pCO2)的高精度测定,并对河道流量、水体pH和溶解氧(DO,Dissolved Oxygen)进行现场测定,采集水样带回实验室测定溶解有机碳(DOC,Dissolved organic carbon)等指标,结合水化学参数和相关环境因子的分析,综合探讨四种地表覆盖类型下的pCO2和FCO2的影响机制。结果如下:
  黄河源区不同地表覆盖类型下的河流均不断向大气释放CO2,水体pCO2介于441-2441μatm,平均值为779±372μatm;FCO2在-221-6892g C m-2yr-1之间,平均值为590±766g C m-2yr-1。地表覆盖类型为湿地的河流释放CO2最多;以冰川和冻土为地表覆盖类型的区域的河流CO2释放最少,但冰川地区河流的FCO2略大于冻土地区;草地覆盖类型下的河流释放的CO2处于中间水平。
  黄河源区地处高寒高海拔地区,低温的条件限制了水中碳的降解和水体CO2的排放,由于陆源碳是河流水体中CO2的主要来源,这是导致了不同土地覆盖类型下河流CO2逸出差异的原因。黄河源区FCO2主要来源为地表水对土壤的侵蚀。相同地表覆盖类型的河流中,FCO2和pCO2呈现明显的季节性变化,总体趋势为8月>10月>4月>6月。
  本研究基于冰川、冻土、草地和湿地四种地表覆盖类型,对黄河源区河流CO2逸出及其机理进行了较深入的探讨。为准确衡量全球河流碳逸出以及碳排放政策的制定提供了数据基础和技术支持。
[硕士论文] 李玉泽
自然地理学 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:马湖位于四川省凉山州雷波县东北部,金沙江上游,是与邛海、泸沽湖齐名的四川省第三大天然湖泊,也是深度仅次于吉林长白山天池、云南抚仙湖和新疆喀纳斯湖的中国第四大深水湖泊,被评为省级风景名胜区、省级地质公园、国家湿地公园试点。同时,马湖地区具有众多的三国遗迹,是汉彝人民交流和解和睦相处的重要历史见证。由于前期盲目旅游开发,大量外来人口和当地居民在湖边进行乱搭乱建,作为雷波县“旅游兴县”战略的主阵地,马湖湖泊资源的存续现状和保护受到凉山州、雷波县高度重视。本文通过马湖近25年水域遥感图像对湖泊形态变化以及相关影响因素分析,试图为马湖形态和生态环境变化及其原因找到理论和数据依据,并提出可持续开发对策。
  首先,文章在大量国内外研究和相关理论基础之上,对研究区范围进行了界定,分析了其自然地理环境以及人文环境,从区域地质背景等相关地学特征来看,马湖是构造地震堰塞湖,并且具有悠久的历史和浓郁的民族文化。
  其次,文章通过经过ENVI预处理的近25年马湖遥感影像,利用归一化水体指数和监督分类,提取出马湖的湖泊信息,并分析了其变化趋势。数据表明,湖泊面积缩小,湖泊质心发生少量偏移和景观指数变小。同时,通过遥感影像分析,马湖周边建筑用地变化较大。
  进而,通过马湖湖泊面积与选取自然因素、人为因素做相关性分析和灰色关联度分析。其中自然因素选取蒸发量、年最高气温、年最低气温、年平均气温,年平均降水量。人为因素选取雷波县GDP、雷波县总人口、旅游人口数。分析结果表明,在近25年影响马湖湖泊面积致使其变化的主要驱动因素有四个,分别为雷波县总人口、年降水量、年平均最低气温、和周边建筑面积。并用灰色预测模型预测了2027和2037年两年的马湖湖泊面积。
  最后结合分析结果和实际情况针对马湖的湖泊保护和旅游开发提出了进行多规合一、提升马湖生态环境、拆迁违章建筑、发展特色生态旅游开发项目四大可持续发展措施。
[硕士论文] 徐俏
水利水电工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:径流的变化是气候、土壤及人类活动等共同作用的结果。研究区域径流时间变化特性、周期变化趋势以及影响因素,对改善区域水资源供需矛盾、合理配置有重要意义。近年来,随着年降雨量和年平均气温的变化,白洋淀流域径流量也发生了明显的变化,区域水资源更加紧缺,生态环境恶化加剧。因此,研究白洋淀主要河流气候、径流变化趋势及其耦合关系,对认识区域水资源演变趋势及区域生态环境可持续发展具有重要指导意义。
  选择白洋淀上游主要河流作为研究区,对白洋淀主要河流径流变化趋势和气候影响因素进行分析研究。本文的主要研究内容及成果如下,
  研究区域径流变化的趋势性。分别应用线性倾向率法、Mann-Kendall统计检验法、小波分析法、R/S分析法从趋势性、突变性、周期性、持续性四方面探索和总结白洋淀主要河流径流变化特性,从而揭示研究区径流变化规律。结果显示:白洋淀主要河流年径流量整体上呈现出较明显的减少趋势,年径流量变化主要在1992年发生一次大的突变。白洋淀的径流变化周期主要在8~16,2~6年这两个范围内,并且白洋淀上游主要河流的第一主周期在11~13年左右,第二主周期在4~8年左右;且两个周期范围的能量波动均呈递减状态,说明周期性分布愈加明显;
  对比径流变化规律从趋势性、突变性、周期性、持续性四方面分别来论述白洋淀上游主要河流降雨与径流之间关系,总结得出白洋淀上游降雨与径流在年代际变化趋势与周期上,大体变化规律呈一致性,这表明对白洋淀上游主要河流1986~2015的年径流序列来说,降雨减少是导致其发生变化的主要原因之一;
  从趋势性、突变性、周期性、持续性四方面分别来论述白洋淀上游温度与径流之间关系,总结得出白洋淀上游温度在年代际变化呈上升趋势,年径流量呈减少趋势。在周期上,年径流量和年平均气温大体变化是一致的,这表明对于白洋淀上游1986~2015的年径流序列来说,温度升高是导致其发生变化的主要原因之一;
  根据白洋淀上游主要河流径流变化趋势及其气候影响因素的研究,针对白洋淀地区水资源开发利用现状,提出一些水资源利用与保护的对策;
  最后总结了本文研究工作,对今后白洋淀径流变化在定量分析与区域之间的影响方面提出了一些展望。
[硕士论文] 余凤
自然地理学 延边大学 2018(学位年度)
摘要:气候变化在一定程度上影响水循环的过程,从而区域水量平衡也相应的遭到了破坏。因此,研究气候变化对图们江干流径流变化的影响,对合理开发和利用流域水资源有着重要意义。
  基于图们江干流1960-2016年的气温、降水、蒸发、日照时数、相对湿度和风速等气象数据和径流数据,运用线性法、Mann-Kendall突变检验、小波分析、Pearson相关分析、冗余分析、灰色关联度分析、多元回归分析和BP神经网络分析等方法,对图们江干流的各个气候因子和径流的变化特征、突变时间、变化周期以及主要气候因子与径流关系进行研究。主要结论如下
  (1)变化特征分析结果表明:1960-2016年,图们江干流气温变化整体呈显著上升趋势,年际变幅不大;降水量变化总体较为稳定,冬季降水年际变幅最大;蒸发量、日照时数、相对湿度和风速总体呈波动减少趋势,年际变化幅度不大;径流总体呈波动减少趋势,秋季径流年际变幅最大。径流与气温、蒸发变化趋势大体相反,与降水量和相对湿度变化趋势大体一致,与日照时数和风速没有明显的同步性。
  (2)突变分析和周期分析结果表明:图们江干流气温突变点为1987年,日照时数突变点为1978年,相对湿度突变点为1975年,径流量突变点为1973年,降水、蒸发和风速没有形成突变;降水有两个周期尺度(2年和7年左右),蒸发有一个周期尺度(5年左右),日照时数有一个周期尺度(3年左右),径流有一个周期尺度(2年左右),与降水有一致的周期变化(2年左右),气温、相对湿度和风速没有明显的周期变化。
  (3)相关性分析结果表明:1960-2016年图们江干流径流与年均温、春季气温、汛期降水、夏季降水、年降水、年相对湿度、夏季相对湿度和秋季相对湿度、秋季风速、春季风速和年风速显著相关,与蒸发和日照时数没有明显的相关性;径流与主要气候因子的关联序为R04(夏季降水)>R03(汛期降水)>R05(年降水)>R10(春季风速)>R08(秋季相对湿度)> R09(年风速)>R11(秋季风速)>R07(夏季相对湿度)>R06(年相对湿度)>R01(年均温)>R02(春季气温),即图们江干流降水因子对径流的影响最大,湿度因子和风速因子次之,气温因子对径流影响相对偏小。
  (4)径流模拟结果表明:多元回归模型的回归系数为0.797,有较好的代表性,径流拟合值变化曲线与实测值的变化趋势大体一致,可用作径流预测模型;BP神经网络回归系数0.896,径流模拟曲线与实测值曲线几乎吻合。BP神经网络分析的模拟精度高于多元回归分析,更适用于图们江干流的径流模拟及预测。
[硕士论文] 柴兆臣
信号与信息处理 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:我国是一个水灾频繁的国家,每年的四到八月份我国很多地区都会进入雨季,防汛抗洪工作也成为了各地方水文部门的头等大事。随着无线通信技术、传感器技术的飞速发展,水文监测系统正逐步向信息化和智能化迈进,水文监测将不再仅仅局限于某个地区,信息共享、技术共享将成为发展趋势。
  本文所设计的水文监测系统主要由智能传感器、遥测仪、远程监测中心等部分组成。智能传感器和遥测仪共同组成了现场监测终端,智能传感器与遥测仪通过RS-485/Modbus通信方式实现通信。现场监测终端将采集到的数据通过4G网络发送给云计算平台,监测中心可以通过云计算平台提供的Web服务访问现场监测终端,也可以通过云计算平台下发指令;智能传感器由具有特定功能的传感器与控制电路组成,本系统设计了智能压力式水位传感器、智能超声波水位传感器和智能雨量传感器等,主要完成对水文信息的采集和处理;遥测仪由控制模块、ME909s-821通信模块、供电模块等组成,用来巡测智能传感器,并通过4G移动通信网络将数据上传到云计算平台;监控计算机通过互联网接入云计算平台,完成水文数据的查看和监测指令的下发工作。
  本文阐述了通信方式的选择以及现场监测终端和监测中心的设计方案。利用4G移动通信网络实现了水文信息高质量的远程传输,经现场实测与监测系统采集数据的比对,本文所设计的基于4G移动通信的水文监测系统具有较高的可靠性和稳定性,能够达到对水况信息的稳定监测。
[硕士论文] 康涛
计算机科学与技术;防灾减灾工程及防护工程 中国地震局工程力学研究所 2018(学位年度)
摘要:地震预警是减轻地震灾害的有效手段之一,世界上许多地震多发的国家和地区都建立了原型地震预警系统。MEMS(微机电系统)加速度仪由于成本低、布设易的优点,在地震预警系统建设中得到了比较广泛应用。本文拟利用MEMS加速度仪的地震观测记录,进一步研究MEMS仪器在地震预警中的适用性。
  本文在系统总结国内外相关研究现状的基础上,开展了以下研究工作:
  1.对中国台湾地区MEMS地震观测台网PSN在2016年1月至2018年4月记录到的178次地震23万多条加速度记录进行了整理,从中筛选了7万多条合格记录用于本论文研究工作。
  2.对随机挑选出的8次地震事件共401条观测记录进行了P波到时人工识别,应用这些P波到时数据,建立了P波初至有效捡拾范围与震级的对应函数关系,为地震预警系统利用MEMS加速度记录进行震中位置判定提供参考。应用41个台站地震事件前的背景噪声数据,对噪声振幅和功率谱进行了分析。
  3.应用不同震级下P波初至有效捡拾范围内的6164条MEMS加速度记录的竖向分量数据,建立了P波振动3秒加速度幅值Pa、速度幅值Pv、位移幅值Pd以及周期τmaxp和τc等参数与震级的统计关系。结果表明,周期参数τmaxp、τc与震级的相关性很小,而幅值参数与震级有一定的相关性,但离散性较大。
  4.通过1个地震算例,讨论了利用MEMS加速度记录进行地震烈度场快速估算的可行性。
[博士论文] 王天韵
土木工程;防灾减灾工程及防护工程 中国地震局工程力学研究所 2018(学位年度)
摘要:地震动场的实时预测用于实时提供重要的地震动信息,为救援工作与震害评估等工作的开展提供重要信息,同时在强地震动到达之前尽可能早的时间为部分地区发出警报,从而减少地震带来的损失。与估计地震基本参数相比,地震动场能够计算每一个区域的地震动信息,为救援工作的开展提供更加准确的预测信息。因此,地震动场的实时预测技术具有很大的理论研究价值和实践应用意义。
  基于地震基本参数预测地震动场的方法,首先利用P波初始阶段的观测信息测算地震基本参数,然后根据经验关系公式计算地震动信息。该方法依赖于地震基本参数与经验公式的计算精度,然而大尺度地震简化为点源模型等因素会导致该方法对地震动的过低估计,以及地震基本参数估计误差造成的地震动场的预测误差。2015年Hoshiba提出一种基于辐射传输理论(RTT)与数据同化技术的数值地震动预测方法,该方法无需预先测算地震基本参数,但是需要充足的观测资料。因此,研究适用于缺乏观测资料情况下的地震动场预测方法研究更具有实际意义。
  本论文主要研究了地震动场的预测与实时更新技术,研究目标是利用全部当前时刻的观测数据更加快速以及准确地实时计算出地震动场,无论在观测资料是否充足的情况下均能应用。通过P波观测信息计算出初始地震动场,结合S波观测信息对地震动场进行实时连续预测更新,有机结合了地震基本参数限制条件与数值地震动预测方法。本论文主要从如何更加快速精确地测算地震基本参数、如何更加精确地对地震波能量传播进行建模等方面着手,研究实时预测地震动场的计算方法。主要研究内容如下:
  (1)本文在总结借鉴前人对地震动场的预测方法的基础上,发展了地震动场的预测与实时更新框架。该框架结合了基于地震基本参数的地震动场预测技术以及2015年Hoshiba提出的数值地震动预测技术,通过若干台站的P波观测记录信息利用地震基本参数经验关系进行地震动场的初步预测,并每隔1秒根据台站的实时地震观测记录对预测结果进行连续更新与修正。该框架能够利用P波触发后3秒的观测记录计算出地震动场的初步预测结果,通过基于地震基本参数的经验关系来预测峰值地震动强度。采用实时预测并更新的方法能够实时修正由于大尺度断层简化为点源模型以及地震基本参数估计误差等因素导致的地震动过低估计,对部分地区的地震动场进行修正,使得地震动场预测的时效性和准确性上达到一个较优的平衡。
  (2)利用基于贝叶斯理论的马尔可夫-蒙特卡洛采样算法(MCMC)计算地震基本参数,并且推导了地震基本参数与地震动场的关系,计算初始的地震动场。马尔可夫-蒙特卡洛采样算法用于建模地震基本参数发生的概率分布,它的优势在于减小定位的震中位置同其他地震基本参数(如震级)之间的耦合关系,因此降低由定位产生的误差对其他地震基本参数的影响。采用基于贝叶斯理论的蒙特卡洛概率模型对全部地震基本参数进行预测。基于贝叶斯理论的马尔可夫-蒙特卡洛法是通过计算机模拟的一种方法,是一种相对稳定、高效的样本计算方法。该方法将马尔可夫过程引入到蒙特卡洛模拟中,实现了抽样分布的动态模拟。采用这种方法估计地震基本参数结果不受P波到时检测误差影响。因此,本文利用观测记录数据计算地震基本参数的先验概率分布,通过马尔可夫-蒙特卡洛法进行迭代计算,可以同时得到全部地震基本参数样本,直接为后续的地震动强度预测提供合适的样本信息。根据计算的地震基本参数(震中位置、震源深度、发震时间、震级)通过地震动预测方程经验关系预测仪器烈度分布,给出地震动场的初步预测结果。该方法在缺乏地震观测资料的情况下仍可以预测地震动场。
  (3)本论文将数值地震动预测方法用于地震动场的实时更新过程当中,并将该方法应用于汶川地震和台湾高雄地震等震例上进行验证。当计算得到地震动场的初步预测结果之后,每间隔1秒采用数值地震动预测方法根据台网中的实时台站观测记录计算地震动能量分布,从而修正部分区域的预测地震动场。基于地震基本参数预测地震动场的方法中即使地震基本参数预测准确,地震动场的预测结果仍然不一定做到准确。而且对于地震预警系统(EEW)来说,对地震基本参数的预测时间无法确定,这一点是被当作盲区处理的。相比之下,观测资料充足的区域,由数据同化技术(data assimilation)利用观测数据模拟地震动波场分布,所有的数据信息都将用于更新原来的地震动场,可以很大一部分修正预测结果。本文研究了基于辐射传输理论及数据同化技术的地震动场实时计算方法,并将其应用到对预测地震动场的连续实时更新当中,结合粒子加权重采样技术有效地改善了地震动场预测结果的精度。
  (4)本论文研究了3-D空间的辐射传输方程建模方法,并与2-D建模方法进行了比较分析。地震波在3-D空间中进行传播,然而2-D模型因其计算简便而在文献中得到较多的研究。2-D模型中的地震波的传播波速较之3-D空间中偏高,然而由于震源深度方向上3km以下基岩台地震记录较难获得,使得在缺乏观测数据的情况下,建立3-D模型是一个重大挑战。本论文将粒子的传播模型建立在3-D空间上,并采用辐射传输理论进行模拟,并与2-D建模方法进行了比较分析。结果表明在缺乏观测资料的情况下,3-D空间模型在实时预测地震动场上仍然具有一定优势。
  (5)通过汶川地震、东日本大地震和台湾高雄地震这三个震例中收集到的实际地震观测记录,对本研究所提出的方法分别进行了验证与分析,并对验证分析过程中发现的问题展开了讨论。
  本文从以下四个方面做出了创新,并取得了一定的研究成果:
  (1)在数值地震动预测方法的基础上,发展了地震动场的预测与实时更新框架,使得地震基本参数成为一个重要的补充条件,在缺乏观测资料的情况下仍然可以实时预测地震动场。
  (2)采用基于马尔可夫-蒙特卡洛采样估计地震基本参数,利用地震动预测方程经验关系公式,预测初始地震动场分布,并绘制震动图。
  (3)发展了数值地震动预测结合粒子加权重采样的实时更新算法,利用台站记录对地震动场的预测结果进行实时修正。并将该方法在缺乏观测资料情况下的震例上进行了验证。
  (4)将基于3-D空间辐射传输方程的建模方法用于地震动场实时更新计算当中,采用3-D空间的蒙特卡洛模拟算法进行建模并与2-D平面建模方法进行了比较分析。
[硕士论文] 孙健
土木工程;防灾减灾工程及防护工程 中国地震局工程力学研究所 2018(学位年度)
摘要:在地震安全性评估、地震危险性分析、地震区划图编制以及抗震设防等相关领域,地震动衰减关系一直发挥着非常重要的作用。地震动衰减关系相关理论历经半个多世纪的研究,已日趋完善,尤其是近几年由美国相关部门提出及发展的NGA(Next Generation of Attenuation Relationship)计划更是代表了地震动衰减关系领域研究的前沿。中国强震动观测技术和地震动衰减关系的研究工作起步较晚,但是经过多年研究人员的不断努力以及地震动记录的不断积累,中国地震动衰减关系的相关研究取得了很大的进步。目前中国建立地震动衰减关系主要采用的方法是基于观测到的强地震动记录建立地震动衰减关系,或者采用烈度转化方法建立地震动衰减关系。
  本文针对这两类地震动衰减关系,采用残差分析法和信息论方法定量计算对比,分析中国五个典型地震动衰减关系,最终确定最适合中国强震数据的地震动衰减关系。本文的主要工作内容及研究结论如下:
  1.介绍了目前国内外衰减关系的研究现状及残差分析法和信息论方法的使用情况。初步比较了五个模型预测结果的特点。结果表明:张齐(2012)和姜治军(2012)模型两者之间的预测结果比较接近,霍俊荣(1989)模型的预测结果比起其他模型结果衰减的更快。
  2.搜集和整理了中国近十年大于4.5级,断层距小于200km的57次地震的地震动记录共636条,并查找所有记录的震源信息和部分台站场地信息,对于未知台站场地信息,采用谱比法计算得到。同时,通过经验公式对震级和距离标度进行统一,并对所有地震动记录与周期的相关性进行分析,最终建立了用于本文研究的数据集。
  3.以建立的数据集为基础,采用残差分析法和信息论方法,根据使用条件将模型和数据集分为四组,分别对四组模型进行比较,结果表明:(1)通过强地震动记录建立的衰减关系更适合对地震动反应谱的预测。(2)喻畑(2012)的震级系数和场地系数更适合对中小级土层场地的地震动反应谱的预测;张齐(2012)的距离系数更适合对土层场地的地震动反应谱的预测;姜治军(2012)的断层类型系数更适合对地震动的反应谱的预测。
  4.选取中国四次不同震级的地震,将研究结论应用于这四次地震,进一步验证了结论的可靠性。
[硕士论文] 胡亚平
地球探测与信息技术 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:地震层析成像技术是上世纪八十年代发展起来的一种新的地球物理勘探方法。它是通过分析观测得到的地震波各种震相的动力学(例如,频率、相位、振幅、波形等)和运动学(例如,射线路径、走时等)资料,进而用不同的方法反演出大量射线覆盖的地下介质的速度、结构分布以及其弹性参数等地下信息的一种地球物理方法。其在研究区域非均匀质体分布、全球性分层结构以及地球动力学特征等方面有着极其重要的意义,是地球物理学和现代地震学研究的重要分支,并在地学界已经得到越来越广泛的重视和应用。近年来,地震层析成像技术在造山带深部结构、火山活动、孕震机制、地幔柱、洋中脊、地幔对流以及板块动力学等研究中,都取得了前所未有的成果。本文收集了的大量天然地震的数据,利用地震层析成像的方法对青藏高原东缘的壳幔结构进行了具体的科学研究。
  为了研究青藏高原东缘南部强震的触发机制以及青藏高原东缘、扬子地台和秦岭-大别造山带三角碰撞体系的深部结构和动力学机理,本研究收集了大量高质量的P波和S波近震及远震的走时数据,利用走时层析成像的方法,获得了青藏高原东缘的高分辨率壳幔速度结构。从该研究区域强震触发机制方面看,尽管松潘-平武地震、汶川地震以及芦山地震均发生在高速、低泊松比异常区域,但地震震源的下方均有低速、高泊松比异常区域。我们认为,这些地震的触发与流体侵入和地壳形变密切相关。炉霍地震和康定地震发生在鲜水河断裂带上,其震源中心区域表现为低速、高泊松比异常,可以解释为下地壳中的流体沿断层面上涌。云南通海大地震发生在哀牢山-红河断裂带附近的曲江断裂上,其震源处于高速度、低泊松比异常与低速度、高泊松比异常之间,被认为是流体挤压后的应变能积累,最终导致脆性破裂而发生的地震。本研究认为研究区域强烈的地壳形变与地壳流体的侵入是造成该区域地震强活动性主要原因。
  从青藏高原东缘壳幔速度结构上来看,文章结果显示,龙门山断裂带中上地壳表现了明显的分段性,在岷江断裂西部表现为低速异常,而在其东部表现为高速异常,并且沿着龙门山断裂带以及岷江断裂有一条高速与低速异常之间明显的分割线,将龙门山断裂带区域分成西龙门山断裂带区域和东龙门山断裂带区域。在龙门山区域的中下地壳我们发现了大量的低速异常,这种低速异常从青藏高原东缘南部经过松潘-甘孜地块,祁连大别山造山带,秦岭造山带直至阿拉善板块,这些低速异常物质被认为是是下地壳流。反演结果显示四川盆地下面的高速异常与扬子地台的高速异常是整体相连的,这种高速异常可延伸至地幔约450km的深度,并且通过层析成像结果,我们可以清晰观测到四川盆地和扬子地台区域下方高速异常的深度和分布形态。在鄂尔多斯和四川盆地两个古老而稳定的克拉通之间,我们观测到一条带状的低速异常,这个延伸至地幔约250km的低速异常可能代表了软流圈物质向东运移的通道。在腾冲火山下方显示了延伸至约400km近似矩形的高速异常俯冲到腾冲火山下方的低速异常区域。我们将这个高速异常体和低速异常区域分别解释为俯冲的印度板块和火山的岩浆源。本研究结果揭示了青藏高原与扬子地台之间深层耦合相关的构造非均质性、四川盆地与鄂尔多斯地块之间的关系以及腾冲火山的起源。本文给出的结果可以更好地理解青藏高原东缘板块相互作用,地壳形变以及腾冲火山的岩浆作用。
[硕士论文] 满侨侨
地质工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:松坪沟景区多发地质灾害,受松坪沟断层活动控制。两侧山体长期遭受地震活动的破坏,特别是1933年叠溪地震的影响,现已造成大量的山体开裂变形。这种山体变形开裂具有高度的隐蔽性,不容易被发现;但会在很长时间内进一步变形、破坏形成地震地质灾害,对松坪沟景区是一个巨大的安全隐患。因此,研究震后地震地质灾害发育分布规律以及成灾模式对震后地震地质灾害的勘察、设计、施工具有重要的理论价值以及现实意义。
  本文以现场地质调查并结合AMT地球物理探测法完成松坪沟断层的厘定。在此基础之上,根据松坪沟景区地震地质灾害发育基本特征,归纳统计地震地质灾害发育分布规律。其次,依据松坪沟景区地震地质灾害发育特点和松坪沟断层活动之间的关系,总结松坪沟景区地震地质灾害成灾模式。最后地震地质灾害多发高位远程碎屑流,本文以新磨村滑坡为松坪沟景区地震地质灾害典型案例,分析高速远程碎屑流的运动学特点。本文主要研究成果如下:
  (1)松坪沟断层发育在较场弧形构造带及其西翼。总体顺松坪沟发育,走向NW,断续分三段斜列式展布。北西段始于麦石寨,大体顺松坪沟延伸至桦子林附近,其断面产状走向N55°W,倾向NE;中间段北起娃儿堡附近,顺松坪沟向南延伸至上白蜡寨;南东段自滚水沟沟口起,向南延伸可达松坪沟沟口附近,中间段与南东段断面均倾向SW。松坪沟断层活动性为左旋走滑兼逆冲且从SE向NW方向断层活动性逐渐减弱。
  (2)松坪沟景区地震地质灾害空间发育分布规律。主要沿松坪沟主沟两岸发育,左岸发育地震地质灾害数量较多,其坡向坡度优势方向为270°∠40°。在发育高程上,地震地质灾害在高程为2900~3000m和3600~3700m综合贡献率最高,地震地质灾害在该高程区间最为发育。此外,松坪沟景区横向坡发育地震地质灾害的综合贡献率为最高,灾害类型多发育崩塌,这与松坪沟断层活动是密不可分的。
  (3)松坪沟景区地震地质灾害发育分布主要受松坪沟断层活动的控制。从整体上看,SE段断层活动性最强,多发育巨型滑坡;中间段断层活动性减弱,多发育特大型崩塌;NW段断层,断层活动性进一步减弱,多发育小规模土质、碎石土滑坡。从统计上看,发育在断层两盘的地质灾害总计10处,占总数67.7%;其中在NE盘发育地震地质灾害占总数60%;SW盘发育地震地质灾害占总数6.7%。距离效应明显,距断层2km之内,地震地质灾害发育占总数的53.3%,随着距离的增加断层活动性减弱,地震地质灾害发育骤减。锁固段效应凸出,松坪沟断层的端点附近发育地震地质灾害占总数的33.3%。
  (4)松坪沟景区地震地质灾害成灾模式,主要受松坪沟断层、坡体结构以及地表水地下水(触发因素)的影响。根据地震地质灾害发育特点与断层活动之间的关系,归纳总结松坪沟景区地震地质灾害成灾模式为震裂-顺层失稳滑落型、震裂-滑移式崩塌型、震动-拉裂式崩塌型、震动-孔隙水压力激增型。
  (5)新磨村滑坡具有高速远程运移的运动特点。新磨村滑坡水平运移了约2800m,垂直运移了约1190m,理论计算知其最高速度可达110m/s。在定性分析的基础上,应用PFC数值模拟软件对新磨村滑坡运动的过程进行模拟,结果显示受重力的影响,高程越高的岩块运移的水平位移、垂直位移也越大,运移的最高速度也越大,与调查结果基本一致。
[硕士论文] 林海斌
矿产普查与勘探 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:我国是能源需求极大的发展中国家,但传统化石能源短缺,且水热型地热能具有区域局限性的弱点,作为地热资源后盾的干热岩逐渐得到重视。为弥补山东省特别是沂沭断裂带以东地区干热岩勘查研究方面的不足,本文以沂沭断裂带以东地区干热岩资源有利选区为研究对象,结合研究区的地质条件、水文地质条件、地热地质条件等地质资料,进行了野外现场勘查及取样,分析了影响干热岩有利选区评价的相关指标,建立了研究区的干热岩资源有利选区评价指标体系。本文得到如下主要认识和结论:
  (1)本文搜集了研究区大量基础地质资料,对区域地质条件、水文地质条件、地热地质条件进行了归纳总结,特别对研究区的地层、构造、岩浆岩侵入岩分布等与干热岩有关的地质条件有了比较全面的认识。
  (2)在查阅了研究区现有资料基础上,建立了研究区干热岩有利区评价指标体系,包括重磁场特征、地温场特征、地质构造及地壳稳定性特征、热储岩性特征、遥感影像特征5个指标层及14个指标要素,对各个指标要素进行了分析,最后采用层次分析法及Mapgis空间分析功能,对评价指标体系中的评价指标进行了综合评价,得到研究区干热岩资源有利选区评价图。
  (3)研究区干热岩资源综合评价得分在3~8分。根据综合得分,将有利选区划分为五个等级:适宜区主要分布在研究区南部的日照莒县—临沂沂水—郯城一带,面积为233.84km2,约占4.67%;较适宜区主要分布在研究区的中部胶莱盆地一带,面积为7103.09km2,约占14.18%;一般适宜区主要分布在研究区东部的威海荣成,面积为17402.44km2,约占34.74%;较不适宜区主要分布在烟台北部、青岛即墨、威海乳山一带,面积为11816.32km2,约占23.59%;其余地区为不适宜区,面积为11358.37km2,约占22.82%。
  (4)结果表明,沂沭断裂带以东地区具有较大的干热岩赋存能力,适宜性选区多数分布在构造凹陷处,有利区总体分布在东南沿海及中部胶莱盆地,具有与海岸线方向一致、莫霍面和居里面埋深较浅、地温梯度高的特点。
[硕士论文] 刘辉
建筑与土木工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:在矿山、水电站等地质灾害的评估中,辐射能是极其重要的一个震源参数,是灾害等级判别的一个重要指标。工程微震岩石破裂辐射能的计算需要考虑微震波在传播过程中的几何扩散、非弹性衰减和能量补偿,并选取适合的震源谱模型,而地震和微震常用计算辐射能的Andrews方法未考虑非弹性衰减和能量补偿,并且转角频率和低频幅值是辐射能计算的关键,这两个震源参数由震源谱拟合得出,而工程微震震源谱模型是否符合地震震源谱模型(即Brune模型),还需进一步研究。鉴于此,本文以地震学理论知识为基础,以工程微震监测数据为根据,首先提出了一种适用于微震监测的震源谱计算方法,主要考虑了几何扩散和非弹性衰减系数;其次,改进震源谱参数拟合目标函数,确定工程微震近场震源谱模型,拟合震源谱获得合理的转角频率和低频幅值;最后,提出工程微震近场辐射能的计算方法,考虑了能量补偿,并应用到实际工程微震辐射能的评估。通过上述工作,本文主要取得以下研究成果:
  (1)本文提出的工程微震监测的震源谱计算,忽略场地效应,主要考虑几何扩散和非弹性衰减效应,而仪器响应需要预先测定仪器的传递函数,对上述因素进行消除后,即可获得较为合理的震源谱。
  (2)对震源谱进行优化时,将相关系数阀值R0设为0.8较为合理,剔除不良传感器位移谱后,震源谱曲线较为集中。
  (3)采用多传感器多震源联合反演方法分析了两个工程的非弹性衰减系数,白鹤滩水电站的Q0较大,介质均匀程度较高,衰减较慢,阿舍勒铜矿Q0较小,介质较不均匀,衰减程度较高。
  (4)对位移谱拟合目标函数进行改进后,拟合效果得到一定程度的优化。通过对阿舍勒铜矿和白鹤滩水电站两个工程的岩石破裂事件分析,采用传统目标函数拟合计算的能量E值比lg目标函数偏大1倍左右。对目标函数改进后,降低了对能量的过高估计,减少工程上灾害等级的误判。
  (5)阿舍勒铜矿和白鹤滩水电站岩石破裂事件震源谱均适合ω-3模型。与ω-2模型相比,ω-3模型拟合获得的转角频率f0较大,而低频幅值Ω0较小,能量值亦较大。
  (6)提出岩石破裂事件近场辐射能的计算方法,对两个工程进行能量评估分析表明:未考虑衰减系数计算获得的岩石破裂辐射能E与考虑衰减系数相比,将大大偏小;未考虑能量补偿岩石破裂辐射能E,偏小程度随着转角频率的增加而增加。本文基于Andrews方法提出的工程微震近场辐射能计算方法对工程微震能量计算有较好地评估,对工程岩爆等灾害等级的确定提供较为合理的定量指标。
[硕士论文] 颜泽
沉积学(含:古地理学) 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:泥火山是地壳深部构造运动与地理气候条件的一个综合响应,也是油气可能存在与分布的有利指示,还是油气藏遭受破坏的重要标志。羌塘盆地是中国第二大海相沉积盆地,具有良好的油气远景。对羌塘盆地泥火山的研究有助于评价盆地的油气远景和后期破坏情况。本文通过野外调查和遥感解译工作,查明了泥火山的类型和分布规律,对泥火山泥浆采集样品并通过泥浆的粘土矿物成分、有机地球化学、水文地球化学、烃类气体含量、同位素地球化学分析,探讨了唢呐湖地区泥火山成因,取得了如下几点认识:
  研究区共有泥火山13座,按照形态特征将泥火山的分类分成4类,即盾状泥火山、盆状泥火山、池状泥火山、盾盆复合状泥火山;按照喷发时间可以分为古代泥火山、现代泥火山。
  现代泥火山、古代泥火山的分布具有东西分带特征;泥浆物质成分差异较大,白云石在古代泥火山中普遍存在,而在现代泥火山的样品中未见有白云石;现代泥火山中伊蒙混层含量较高,而古代泥火山粘土矿物没有伊蒙混层。
  通过地球化学研究,泥火山地区地下水的水型以NaHCO3型水为主,为油田水水型特征;泥火山地区地下水的氢氧同位素与油田水接近;现代泥火山喷出泥浆富含甲烷,甲烷的成因类型为热成因。
  通过泥火山的成因探讨,认为泥火山气体最可能来源于二叠系热觉茶卡组的烃源岩,泥浆来源最可能是热觉茶卡组的泥页岩,断层是气体从深部地层向上运移的通道,古近系砾岩为高压气体提供了最有利的储集空间,冻土层是高压气体最可能的盖层。高压气体后期受到新构造运动的破坏,喷出地表而形成泥火山。
[硕士论文] 曹华东
大地测量学与测量工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:青藏高原是全球中低纬度最大的现代冰川区,在全球气候变化和世界人口增长的大背景下,青藏高原冰川正在处于持续缩减状态。研究青藏高原冰川变化,了解该区冰川变化特征及变化趋势,对探究冰川变化与区域自然生态环境、灾害监测与预防、区域气候变化乃至全球气候变化之间的关系有十分重要的意义。本文在此研究背景下,利用GRACE(Gravity Recovery andClimate Experiment)卫星最新发布的RL-05重力场模型、GLDAS(Global Land Data Assimilation Systems)全球水文模型和资源三号(ZY-3)卫星数据对青藏高原冰川变化展开研究。研究内容及主要成果如下:
  1.利用小波分析对GRACE和SLR(SatelliteLaser Ranging)提供的C20项进行了分解与重构。分析表明,SLR相比GRACE提供的C20项具有明显的周年变化信号,因此,本文GRACE数据处理时用SLR获取的C20项替换GRACE时变重力场模型中的相应项。
  2.联合区域核函数与尺度因子对青藏高原地表质量变化结果的信号泄漏问题进行了信号恢复。结果表明,区域核函数泄漏改正能有效恢复研究区边缘信号;尺度因子法基于水文模型估算的单一尺度因子可以有效改化区域信号幅值,且两种方法都能较好的保持原有反演结果的空间分布特性,两种方法的结合使得研究区反演结果信号有效恢复。
  3.基于水量平衡法及时变重力场反演的地表质量变化结果,得到了青藏高原冰川质量等效水高变化特征。结果显示,研究区内主要有三块信号区,其中冰川变化正信号横贯青藏高原腹地,平均变化速率约1.3cm/a;喜马拉雅山和念青唐古拉山区冰川质量年变化信号呈现为负信号,大致以0.8-1.2cm/a的速度加速消融。
  4.针对青藏高原东部冰川质量等效水高进行四季时空变化分析。结果表明,该区冰川质量等效水高呈逐年增加的趋势,且随着时间的推移,南北地区冰川质量盈亏分布发生逆转,即北部冰川质量由亏损转盈余,南部则转为亏损状态,这一结果同该区域冰川质量逐年增加趋势的结果一致。基于ZY-3光学遥感影像对青藏高原东部小冰川区进行变化监测。对比2012、2015及2018年三个时相影像数据,得出研究区冰川边缘呈现明显减少状态,且减小程度逐年弱化,冰川增加量逐渐增加,变化趋势与东部冰川区整体变化趋势吻合,但冰川区95%以上区域基本保持不变。
[硕士论文] 吴强
地球探测与信息技术 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:地热能作为清洁能源,集热、矿、水于一体,可应用于发电、供暖、务农、行医、旅游,能在一定程度减少煤、天然气、石油的使用,改善空气质量。中国幅员辽阔,地质构造复杂,以断裂裂隙为储热构造的对流型地热田在中国广泛分布。这类地热往往具有医用价值和商业价值,能显著带动当地的旅游业。
  针对此类地热田的地球物理方法应用研究处于欠缺阶段,物探方法存在盲目使用的情况,因此研究地球物理方法在此类地热田中的应用,提出合适的方法组合能对后续这类地热田勘探的方法选择提供重要的借鉴和参考意义。
  在论文中,首先对地热田的热源、地热类型、地热成因以及地热勘探中重要参数-地温场进行了阐述。重点对研究区的地热成因、类型进行了讨论,并说明了在中低温对流型地热勘探中地温异常对寻找地热的储热构造具有重要的指示意义。
  其次从中低温对流型地热的特点出发,选择了磁法、激电测深、CSAMT、AMT作为此类地热勘探的地球物理方法。分析了地磁场的组成成分,正常场的求取以及从地磁场中提取、分离地磁异常的方法,再从温度、地下水对岩石的磁性的影响出发,理论上说明了磁力测量在研究区的可行性。推导了大地电磁法和电偶极场的视电阻率公式,从理论上说明了二者电磁场可以等效的条件,并通过实际的测量验证了远区场下的CSAMT视电阻率与AMT的视电阻率异同。根据对流型地热田的特点,设计了对应的电阻率模型,并对模型进行了正演模拟,分析了TM模式的视电阻率对异常的分辨能力,为CSAMT、AMT的处理、解释提供正演基础。
  最后通过将前期选择的方法应用于九华山地热,说明了各个方法在勘探中的应用思路以及方法在勘探中的应用效果,证实了选择的方法的有效性,并提出了针对中低温对流型地热勘探的组合地球物理方法。
[硕士论文] 孙贺阳
生态学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:全球气候暖干化趋势和人类活动的日益增强,对陆地生态系统产生了深远的影响,特别是对草原生态系统的影响更加强烈。同时内蒙古荒漠草原地区由于经济发展和人口增长压力导致流域内水资源短缺,加剧了草原的干旱化和荒漠化趋势。在这种背景下,定量研究气候变化和草地退化对水文水资源的影响,有助于当地水资源管理以及草地生态系统的可持续发展,进而改善区域环境。
  本文以荒漠草原区塔布河流域为研究对象,将SWAT模型应用于草原区内流河,并探讨气候变化和土地利用变化对流域水文过程的影响,分析了不同气候情景和土地利用变化情景下塔布河流域地表径流、泥沙、蒸散和土壤含水量的变化规律。本文主要研究结果如下:
  (1)对SWAT模型应用于草原区内流河的敏感性进行了分析,确定塔布河流域SWAT模型敏感性参数分别为:SCS径流曲线数,基流α因子,含水层补给的延迟时间,地下水汇入主河道时浅层含水层的水位阈值,地下水再蒸发系数,土壤蒸发补偿系数,降雪日的平均空气温度和融雪因子。
  (2)对SWAT模型进行了校准和验证,结果显示:校准和验证期的相对误差分别为-12.6%、10.6%,决定系数分别为0.78、0.73,Nash-Sutclife分别为0.75、0.69,说明SWAT模型在草原区内流河有较好的适用性。
  (3)根据塔布河流域内多年气象监测数据和分析了降水和气温的变化趋势。气温为每10年增加0.42℃,降水年际波动达到50%,据此设定了14种气候情景。根据模拟结果可知:水文要素的变化与降雨呈正相关关系。当气温不变情况下,年降雨增加50%时,塔布河流域年径流增加最大,增加率达到97.3%;而在温度增加2℃,降雨减少50%时,径流下降幅度最大达到-90.2%。温度增加使径流、土壤含水量减少,而蒸散则增加。温度对泥沙的影响相对较小。温度与降雨相比,降雨对水文要素的影响更明显。
  (4)根据1990年和2015年两期土地利用数据分析可知塔布河流域土地利用变化主要是草地转变为农田,据此分设定土地利用变化为15%草地转变为农田,模拟分析土地利用变化水文要素的变化,结果显示:年均径流、泥沙分别减少10.2%和9%。土壤含水量增加了15.6%,而蒸散的变化率很小仅为0.8%。
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