青藏公路低温多年冻土温度的多时间尺度分析

利用小波变换分析方法,对青藏公路风火山监测场地天然状态下和路基中心下15 a的低温多年冻土温度时间序列进行了多时间尺度分析和趋势预测.结果表明:天然地表和路基下部多年冻土温度变化具有多时间尺度特征,二者多时间尺度周期的时频分布特征存在较大差别.天然地表具有简单的规律性,路基中心的规律相对较复杂,主要体现在冻土上限附近.天然地表下当前均处于暖期,深层主要受气候长周期波动控制,使其在进入冷暖期的时间上滞后于上层;路基中心下浅层和深层的冷暖期相反,浅层处于暖期,深层处于冷期,其长度随热交换量大小和热量积累的变化也不统一,给路基的稳定性带来了更大的隐患,但也为控制、减少和治理冻土路基中的病害提供了新依据.

龙羊峡水库地震溃坝的可能性及溃坝洪灾程度的分析

讨论了龙羊峡库区将来发生大地震的可能性;分析了万一产生溃坝的灾害链问题。计算了其溃坝后洪水到达下游贵德县、康扬镇、尖扎县、循化县和兰州市的洪水最大流量、洪水起涨时间和消退时间。

Landsat-5 TM影像在冰川面积信息提取中的精度评价

【目的】评估Landsat-5TM遥感影像在冰川面积提取中的精度。【方法】以位于祁连山北坡的老虎沟12号冰川和宁缠河3号冰川为研究对象,于2009年利用GPS-RTK技术获取高精度冰川边界数据,比较目视解译法、归一化积雪指数(NDSI)法、监督分类法对同时期Landsat-5TM遥感影像解译结果与大地测量法所得结果的差异。【结果】利用遥感影像提取的老虎沟12号冰川和宁缠河3号冰川的面积均小于大地测量法的结果,且各种方法提取冰川面积的精度误差不一。在老虎沟12号冰川和宁缠河3号冰川中,利用目视解译法得出的结果最接近大地测量值,其误差最小,分别为-0.79%和-1.83%;NDSI法误差次之,分别为-1.19%和-3.82%;监督分类法误差最大,分别为-1.79%和-5.99%。【结论】利用Landsat卫星数据监测冰川变化是一种简单而有效的手段;目视解译法提取冰川面积信息效果最好,误差不超过±2%;面积较大冰川的解译精度高于面积较小的冰川。

多年冻土区典型地面浅层地温对降水的响应

在大气-地面-冻土之间存在复杂的水热变化过程,降水是青藏高原地区主要的水分补给来源,在浅层形成水热变化的不连续层.通过对北麓河地区降水和工程路面（沥青路面、砂砾路面）、天然地面（高寒草原、高寒草甸）浅层（0～80cm）温度数据的原位监测,分析在不同降水量和不同时段浅层的温度变化,结果表明北麓河地区年降水量逐年增加,增加速率为229mm·a^-1.降雨主要集中在5～9月.白天地温对降水的响应比夜间强烈.工程路面夜间的温度变化大于天然地面.在相同降水条件下,10：00～15：30时段的温度变化量大于16：00～18：00时段.随着降雨量的增加,温度下降幅度增大.砂砾、高寒草原、高寒草甸地面地温对降水的响应深度范围为0～30cm.受路面结构中隔水层的影响,沥青路面为0～20cm,且5cm深度温度的变化幅度大于地表.为进一步研究不同地面类型不同水热传输模式层结的划分提供数据基础.

水库区地震前兆在地震预报中的意义

通过对龙羊峡和刘家峡两水库区附近的前兆台站记录到的近几年已发生大地震的明显前兆异常现象进行分析研究,发现当地震观测点附近存在水库或天然湖泊时其前兆现象更加突出。本文分析了这种现象的可能机理,指出利用这一特点进行坝区附近及大区域的地震短临预测的可能性。

混凝土大坝震害评估模型的研究及对黄河上游大坝的分析

利用前人所编的历代(共四代)地震烈度(地震动)区划图,组合叠加后得到一个综合烈度(地震动)。这种叠加是一个集成的专家系统综合认识结果,以此作为坝体可能遭受地震破坏危险的因素。初步研究建立了混凝土大坝震害评估模型,此模型是考虑了坝体的结构类型、建设年代、使用现状、场地条件、抗震设防水平等因素,用逐步线性拟合方法进行回归分析得到的。用此模型对汶川地震破坏的坝体进行了实例分析,分析结果比较符合实际。最后,用这个模型对黄河上游10座重点混凝土大坝做了震害评估分析。

1990-2014年西藏季节冻土最大冻结深度的时空变化

最大冻结深度是季节冻土变化的主要指标,也是季节冻土地区工程设计、建设、运营的重要参数。通过斯蒂芬(Stefan)方法计算了1990-2014年西藏地区季节冻土的最大冻结深度,分析了其时空变化特征,结果表明:近25 a西藏地区季节冻土最大冻结深度在空间分布具有垂直分带性、纬度地带性和区域性等规律,基本上呈自西北向东南方向递减的空间分布特征;时间上,在全球气候变暖的背景下,最大冻结深度基本呈逐年减薄的特征。西藏地区季节冻土最大冻结深度与年平均气温和年降水量呈现负相关,随着年平均气温和年降水量的上升,最大冻结深度呈减小的趋势,且最大冻结深度对年平均气温的响应比对年降水量的响应显著。

中国东北兴安岭地区年冻融频次的分布规律

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一,而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量,对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象,选取兴安岭地区18个气象站点1990—2017年地表温度数据进行整理,得出兴安岭地区各个站点的年冻融频次,并在空间分布和时间序列上分析了年冻融频次的变化情况。结果表明:年冻融频次在中国东北兴安岭地区随着纬度增加逐渐增多,随着经度的增加逐渐减少,随着海拔升高而逐渐增多,且均具有良好的线性趋势;年冻融频次在1990—2017年呈明显的减少趋势,在2004年前后发生突变。进一步分析发现,在影响年冻融频次空间分布的3个因素中,经纬度影响较大,海拔影响相对较小;在时间上年冻融频次变化与东北地区NDVI变化情况呈现良好的负相关性,表明年冻融频次在一定程度上与当地植被覆盖度有关,且随植被覆盖度的增加而减少。

青藏铁路块碎石护坡路基降温效果分析

块碎石路基是青藏铁路中常见的主动冷却路基形式。为了验证该工程措施的有效性,有必要对其长期降温效果进行研究。基于青藏铁路北麓河非正线试验段10 a地温监测数据,对比分析了封闭块石护坡、块石护坡加厚、碎石护坡路基对下部多年冻土的降温效果。研究结果表明,在工程活动和气温变化影响下,三种护坡路基的降温过程存在快速降温、稳定降温、降温减弱三个阶段,其中以碎石护坡路基的降温效果表现最佳。从观测期内的路基下部地温变化和热状态来看,三种路基中心下部原多年冻土上限附近降温速率分别为0.39、0.45、0.47℃/10 a。相较于封闭块石护坡路基,块石护坡加厚、碎石护坡路基下部土体地温分布具有较好的对称性。然而,块碎石护坡路基仅在路基下部5.0 m深度范围内存在降温效果,难以保证深层多年冻土的稳定。

不同地面类型热物理性质差异分析

热物理性质的差异是不同地面类型能量交换差异的物质基础。通过对青藏高原北麓河地区工程地面（沥青路面、砂砾路面）和自然地面（天然地表、高寒草原、高寒草甸）气象参数的观测与计算,分析地表温度、反照率、粗糙度和总体输送系数之间的差异。研究结果表明：夏秋季节沥青路面昼夜温度均高于其他地面类型,春冬季节沥青路面夜间温度高于其他地面类型;砂砾路面、高寒草原、高寒草甸白天表面温度差异约为2℃~5℃,夜间差异为1℃~3℃;天然地表的反照率大于沥青路面,反照率受太阳高度角和降水影响,随太阳高度角增加呈指数递减,在降雨时地面反照率有增有减,降雪增加地面反照率,降水后介质湿度增加,反照率减小;5种地面类型的粗糙度从大到小依次为砂砾路面、天然地表、沥青路面、高寒草甸、高寒草原;粗糙度的大小间接反映地面的能量输送能力,冬季天然地表输送系数大于其他地面类型,在其他季节,天然地表和沥青路面的动量输送系数较大,其次为高寒草原、高寒草甸、砂砾路面。

国外“防震”各出奇招

面对看起来＂突然降临＂的地震,世界上各科技强国如何应对？世界各国于20世纪60年代开始进行地震预报研究,当时有日本、美国、苏联、中国等均投入研究,研究过程充满了坎坷。

控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响

冰川监测是冰冻圈科学研究中的一项重要基础内容,获取高质量冰川DEM和DOM数据是研究的基础。随着无人机技术的兴起,给冰川监测提供了全新的技术手段,然而冰川区开展无人机摄影测量时,地面控制点的布设与测量成为能否获取高精度数据产品的关键,而山地冰川往往伴随着地形复杂,行走困难,野外实地测量难以全面实施等不利因素。本研究中以位于祁连山西段大雪山地区的老虎沟12号冰川末端部分为研究区域,设计实施了多种控制点布设方案,使用低空微型无人机飞行3个架次,获取研究区航摄影像。通过对比控制点在不同分布情况及数量情况下,DEM和DOM数据检查点的精度,评价不同控制点布设方案的可行性。对比结果显示,在航飞过程中使用单格网模式即可获取高精度的影像数据;实施地面控制作业时,使用5—7个控制点均匀分布在测量区即可获取较高精度的图像数据;当冰川区不能满足均匀布设控制点时,可沿冰川主流线布设足够数量的控制点,所得图像精度也可以满足冰川学研究要求;若只能在冰川中下部或者中上部布设控制点,则控制点应覆盖冰面起伏较大的区域。