壁面粗糙度突变对湍流边界层的影响

本文探讨了湍流在流过不同粗糙度的壁面时粗糙度突变对突变点下游流动的影响.假定粗糙度突变引起的扰动为小扰动,流动物理量的扰动值满足自相似分布,本文分析得到了描述突变点下游流动特性的长度尺度、速度剖面、时均流速及摩阻流速的表达式,并通过实验对理论分析的结果进行了验证.

磨刀门河口瞬时盐度分层状态及其动力分析

建立可以反映河口盐度分层状态的混合需能方程,并推导得到其时间变化率与重力环流作用、潮流剪切作用和潮流紊动作用的关系模型。基于该模型可知,重力环流作用总是抑制混合,潮流紊动作用总是加强混合,潮流剪切作用在涨潮阶段加强混合,在落潮阶段抑制混合,这3种驱动力在潮汐变化过程中交替起控制主导作用,使得磨刀门瞬时盐度分层状态呈现时空多样性,日平均混合需能在中潮时最小,小潮时最强,大潮时远小于小潮,略大于中潮。

磨刀门日潮平均盐度变化及驱动力分析

基于日潮平均的盐量输运方程,利用变量分离的方法分析实测资料,对磨刀门河口大小潮变化过程中引起日潮平均盐通量变化的驱动力进行了研究。结果显示磨刀门日潮平均盐度变化主要由平流输运和重力环流输运驱动,说明磨刀门河口是一个非稳态河口。大小潮变化过程中,从大潮转小潮的中潮阶段到下一个周期小潮转大潮的中潮阶段,重力环流作用大于平流输运作用,盐量在河口持续增加,各站点盐度持续增大;在小潮转大潮的中潮阶段到大潮转小潮的中潮阶段,平流输运作用大于重力环流作用,盐量在河口持续减少。咸潮上溯过程中,下游站点的纵向盐度梯度先于上游增大,也先于上游减小,上游站点盐度从增大变为减小的时间比下游站点有所滞后。

珠江上游喀斯特地区土地石漠化现状遥感分析

以2002年前后的Landsat7 ETM+遥感影像为主要数据源,采用人机交互解译的方法,对珠江上游喀斯特地区土地石漠化强度现状进行遥感解译,解译精度高达87%。对遥感解译分析和研究的结果表明:整个珠江上游的土地石漠化已十分严重,石漠化、半石漠化土地面积3万9900 km2,占总面积的16.4%;石漠化、半石漠化比率大于15%的石漠化县有52个,其中贵州省土地石漠化最严重,石漠化、半石漠化比率高达21.9%,有23个石漠化县(区),广西和云南相对较轻,石漠化、半石漠化比率分别为14.7%和14.4%,分别有21和8个石漠化县。珠江上游19个市(州)中就有12个市(州)的石漠化、半石漠化面积超过1000 km2,集中分布于贵州黔南州—广西河池市、贵州黔西南州—云南曲靖市和云南文山州—广西百色市3个石漠化条带上。

珠江流域跨省河流管理基础空间数据库建设

从珠江流域跨省河流管理需求出发,阐述珠江流域跨省河流管理基础空间数据库建设的原则、依据、内容,设计其空间数据库的结构关系,建立了跨省河流管理基础空间数据库的一个原型。该原型以珠江流域1∶250 000基础地理信息、TM遥感数据及相关法律法规为基本依据,实现了基础水系、跨省河流、管理河段及相关管理河段的水事巡查、遥感动态监测、审批管理成果等的可视化、对象化、规范化整编和统一管理,不仅可以直接服务于珠江流域跨省河流的水行政管理,也为扩展以水系为核心的数字流域基础空间数据库建设奠定基础。

基于综合判别法的广东省水土流失状况遥感分析

以2009和2010年10 m分辨率的ALOS多光谱遥感影像为数据源,采用计算机自动分析与人机交互判别相结合的方法,对广东省水土流失状况进行了遥感分析。结果表明:广东省土地利用以林草地、水田、建筑用地、水域和旱地为主,植被覆盖状况良好,珠三角和粤西地区地形平缓,粤北山区地形起伏较大;全省水土流失总面积20945.87 km 2,其中自然侵蚀面积14781.06 km 2,人为侵蚀面积6164.81 km 2;全省水土流失以轻度和中度侵蚀为主,主要分布在河源、梅州和云浮等地,其中生产建设活动导致的人为侵蚀集中分布在惠州、清远和广州等地。

感潮河网区风暴潮洪水风险模拟研究——以中顺大围为例

感潮河网区资源丰富且动力复杂,面临着流域洪水和潮水、风暴潮的多重灾害风险。以珠江三角洲感潮河网区的中顺大围保护区为例,探讨了径流洪水与风暴潮洪水的历史遭遇概率,通过两套不同尺度的一、二维联解模型(河网一维与河口近海区二维联解、河网一维与保护区二维联解)模拟了不同情景下风暴潮洪水与径流洪水在三角洲网河区河道遭遇和演进,以及通过保护区薄弱堤段溃决后在保护区内宣泄传播的过程。较成功地模拟再现了河口的复杂洪灾系统,可应用于其他区域风暴潮洪水模拟,也为风暴潮洪水风险分析提供了参考。

基于MODIS植被指数的广西区植被覆盖度动态分析

许多研究表明植被覆盖度与土壤侵蚀之间有着密切的关系,同时,植被覆盖度是通用土壤流失方程(USLE)的一个重要参数[1]。本研究利用MODIS遥感数据,基于归一化植被指数的像元二分模型原理,对广西植被覆盖进行遥感动态监测,分析了近十年来植被覆盖空间分布及变化规律。本研究成果可为区域生态建设和可持续发展提供科学依据。

基于遥感的珠江口表层盐度监测研究

为加强河口地区咸潮活动规律的监测及拓展新型咸潮监测方法,以MODIS卫星影像数据和2010年～2011年多测次的水色因子浓度实测资料为基础,开展珠江河口表层盐度遥感监测研究。研究结果表明:在珠江河口水域,表层盐度与黄色物质呈负相关关系,建立基于黄色物质的珠江口表层盐度遥感定量反演模型可行;但仅依靠单参数黄色物质的表层盐度遥感模型存在稳定性差、反演精度波动大的问题,为此引入固定站点数据对模型进行优化,最终建立遥感数据与固定站点数据协同作用的表层盐度遥感自适应优化模型。模型验证结果显示优化模型对河口区表层盐度的监测误差控制在30%以内,具有较高实用价值。

高时频潮位数据日高高潮自动识别

以中山市境内感潮河段几个主要的自动测报站高时频潮位过程数据为识别对象,针对其"抖动"、"平峰"现象突出,不同径潮组合过程线"反峰"、"单峰"、"无峰"等形态各异等特点,设计了其日高高潮特征的基本识别办法和辅助识别方法,编制了相应的识别程序,实现了其日高高潮特征值计算机自动识别。该方法简单、高效,可资自动测报站高时频数据特征值电算整编借鉴。

珠江上游石漠化遥感调查成果的ArcGIS整编

对珠江上游喀斯特地区石漠化遥感调查成果整编中的几个基本空间分析问题进行了描述,给出了其拓扑分析的逻辑流程及其ArcGIS整编的关键命令,获得了珠江上游喀斯特地区石漠化调查成果图。给出了ArcGIS拓扑分析功能在水土保持中的一个应用实例,对于深入开展地理信息系统在水土保持中的应用具有借鉴和示范作用。

水蚀外业调查系统方案研究

从水蚀外业调查的业务需求出发,立足现有条件,主要是现有硬件产品的技术性能、软件开发平台的技术架构以及经济性,并参考其他外业调查系统,提出了具有实用价值的水蚀外业调查系统方案:采用C/S架构,包括PDA外业采集系统、平板电脑外业采集系统和数据集成管理系统,可以轻松实现水蚀外业调查,在多源数据一体化采集、集成、管理、业务流程控制与优化等方面具有优势。

梯度扩散薄膜技术在沉积物中重金属的应用进展

沉积物是许多污染物的源和汇,使用监测技术对其污染物进行分析与评价具有重要意义。梯度扩散薄膜技术(DGT)是一种原位被动采样技术,可以对环境中的重金属、营养元素和有机物等进行测量,具有形态选择性和获得监测时段平均浓度等优点,在沉积物中得到广泛应用。该研究介绍了DGT技术的原理、扩散相和结合相的发展,重点综述DGT技术在沉积物中的应用进展,认为DGT技术是原位高分辨测量和预测重金属生物有效性的高效可行的方法,并对未来的发展进行了展望。

激光诱导击穿光谱在流域侵蚀研究中的应用

针对目前研究流域侵蚀的泥沙溯源方法中存在的诸多问题,国内引进了一种新兴的流域侵蚀元素分析系统。该系统将激光诱导击穿光谱(LIBS)和土壤粒径分析技术相结合,达到了快速、准确地分析泥沙来源及流域的侵蚀程度的目的。为此,介绍系统中LIBS技术的应用,同时对该技术在流域元素分析中存在的定量分析精度、光谱稳定性等关键问题进行了分析。结果表明,通过结合内标法、多变量线性回归等方法能提高定量分析的精度;通过改变激光能量和延迟时间等参数可以减小背景和噪声对信号的影响。

混合有限分析法在桥墩综合壅水叠加模拟中的应用

将一种纯隐格式-混合有限分析法推广到实际工程应用中.采用该方法对曲线坐标系下的二维水流数学模型进行了离散,将常用的干湿节点判别标准与冻结法结合起来,有效提高了模拟计算的效率和稳定性.采用建立的二维水流数学模型和该计算方法,有效地模拟和重现了柳州市柳江河道上最近发生的洪水.计算和分析显示,柳州市柳江河道上当前已有桥梁由于间距太近,形成了显著的壅水叠加现象.采用经验公式计算了各单个桥梁的壅水高度,与数值模拟计算结果较为吻合.

深中通道工程对伶仃洋水流环境的影响

伶仃洋是珠江河口东四口门入汇的喇叭状河口湾,径、潮交汇,动力复杂。利用伶仃洋河口潮流数学模型从潮位、流速、流态、动力格局方面探讨了深中通道工程建设对伶仃洋河口潮流动力环境的影响。研究结果表明:深中通道工程建设对伶仃洋潮流动力环境影响的范围和强度均以西人工岛附近为最大,锚碇水域次之,东人工岛及桥区附近相对较小;近岛、桥局部区域潮位及流场的变化比较明显,对伶仃洋滩槽总体格局影响不大。

珠江河口近30年演变趋势分析

总结了珠江河口近30年来的变化过程,通过实测资料分析了河口岸线和河势变化特征,探讨了演变原因,认为近30年来,在上游来沙量逐渐减少的条件下,人为活动与径潮流是塑造珠江河口演变的主要动力,近岸浅滩的围垦,深水航道的疏浚,径潮流作用对拦门沙前缘及其主槽的淤积有控制作用,珠江河口已初步形成了岸线平顺,水沙输移顺畅,淤积幅度大幅减缓的态势,有利于维护伶仃洋、黄茅海滩槽基本稳定格局,这对保持河口的水沙平衡和可持续发展,具有良好效果。

珠江河口澳门水域遥感监测分析

澳门水域位于珠江河口磨刀门支汊洪湾水道的出口 ,近几十年来受自然及人为因素影响 ,地形边界发生剧烈变化。运用遥感新技术 ,动态监测研究河口径、潮流动力变化特征 ,河口泥沙输运特性 ,岸线及岸滩演变 ,据此对澳门水域进行动力分区 ,并预测地形边界发展演变趋势。

珠江水政监察遥感信息系统框架设计

从珠江流域水政监察需求出发,阐述了珠江水政监察遥感信息系统建设的原则、依据、内容,设计出该系统的总体框架结构。该系统利用3S技术,以珠江水政监察空间数据库建设为基础,以珠江水政遥感监测为重点,实现珠江河口监测、跨省河流监测、国际河流监测、水政执法管理和遥感影像服务等一系列功能,为珠江水政管理提供有力的技术支撑。

二维数学模型研究成果动态仿真演示系统

二维数学模型成果动态信真演示系统克服了过去二维数学模型的局限性，以Window98为操作平台，用VisualBasic语言编程，沿用Animatior进行动画制作。仿真演示系统由演示子系统、制作子系统、编辑子系统3大部分组成，各子系统被分割为许多小目标，通过面向对象编程语言VisualBasic一系列窗体去实现。其中演示子系统中的动态演示采用动画播放和VB定时器实现不同目标；文本演示时插入音频播放，增加了演示效果。制作子系统中，专业绘图软件VSDRAW的开发解决了数模成果输出与日件有机结合的关键问题。该仿真演示系统已成功应用于多项二维潮流数学模型研究。