毛乌素沙地三种灌木群落的水分利用过程

沙地柏、黑沙蒿和沙柳是毛乌素沙地的3种优势灌木群落。利用稳定同位素技术研究了3种灌木及伴生植物杨柴主要利用的水分来源,结合叶片稳定碳同位素值与土壤水分监测,从而确定灌木群落如何利用水分。结果表明:7月和9月3种群落内浅层土壤水的稳定氧同位素值接近雨水。沙地柏5月主要利用25 cm浅层土壤水,而7月和9月主要利用10—25 cm浅层和100—200 cm深层土壤水。黑沙蒿和伴生的杨柴5月主要利用10 cm浅层土壤水,7月同时利用10 cm浅层土壤水和150 cm深层土壤水,9月则利用10—150 cm土壤水。沙柳5月主要利用10—25 cm浅层土壤水,伴生的杨柴主要利用50—200 cm土壤水;7月它们同时利用10—25 cm浅层土壤水和100—200 cm深层土壤水;9月都主要利用25—200 cm土壤水。4种植物的叶片稳定碳同位素值存在季节动态和种间差异。常绿灌木沙地柏的叶片碳同位素值比较稳定,而且高于其他3种落叶灌木和半灌木。5月浅层土壤含水量较低时3种落叶植物的叶片碳同位素值较高。因此,降雨补充的浅层土壤水是3种灌木群落利用的主要水分来源。3种灌木及其伴生植物根据不同深度土壤水的可利用性,在不同季节利用不同深度的土壤水。杨柴与黑沙蒿或沙柳均存在水分竞争。沙地柏的叶片稳定碳同位素值较高,干旱时具有竞争优势。干旱时落叶灌木和半灌木能够提高叶片稳定碳同位素值来适应环境。

基于GIS及AHP-熵权法的长大深埋隧道富水评价

研究目的:隧道涌水灾害是山区铁路建设的主要地质问题之一,隧道富水程度研究对于灾害预测和治理具有重要意义。为完善隧道富水评价理论,提高预测准确率,本文提出隧道富水影响因子量化标准,将GIS与AHP-熵权法相结合,建立隧道富水评价体系,并通过工程实例验证该体系的可靠性研究结论:(1)提出了GIS与AHP-熵权法相结合的评价方法,构建了隧道富水评价体系,经工程实例验证,预测准确率较高,为有效预防涌水灾害奠定了基础;(2)所建立的评价体系综合考虑了岩性、地形、构造和水源条件的作用机理,遴选出了7个影响因子作为隧道富水程度评价的指标,解决了富水影响因子量化难的问题;(3)隧道富水程度取决于复杂的地质条件,其中构造条件影响最大,其次为岩性和水源条件,主客观权重相结合的方法合理确定了影响因子相对重要程度,使评价结果更可靠;(4)本研究成果可为长大深埋隧道水文地质勘察及超前预报提供借鉴和参考。

中美地震参数转换在铁路工程中的应用研究

研究目的:随着"一带一路"倡议不断推进,中国铁路载着"中国标准"走出国门,而东南亚、美洲等国沿用美国标准,并根据当地特点提出不同的地震动参数,致使铁路工程在抗震设计方面存在差别。本文以中美两国现行的抗震设计规范为研究对象,基于地震危险性特征推导出中美地震动参数转换公式,并应用于巴拿马铁路工程,为境外项目抗震设计参数选取提供理论依据。研究结论:(1)国标采用三水准设防目标,以Ⅱ类场地,50年超越概率10%的地震作用作为基准设防地震;美标采用单一抗震设防目标,以B类场地,50年超越概率2%的最大考虑地震为基准进行折减作为设计地震参数;(2)经统一化处理后,中国标准的Ⅰ_(0)、Ⅱ场地分别对应美国标准B、C类场地,并建立了由S_(S)、S_(1)、A_(cc)、T_(g)组成的4参数中美地震动参数转换公式;(3)经转换后国标下的巴拿马地震动峰值加速度与GFZ数据分布规律一致,但欧洲规范未考虑断裂对地震动峰值加速度的影响,导致巴拿马运河断裂附近取值较小且划分较为粗略;(4)本研究成果可应用于中国标准下境外铁路项目的抗震设计。

长期生态学研究为沙地生态恢复和适应性管理提供理论与技术支撑

中国科学院鄂尔多斯沙地草地生态研究站(以下简称“鄂尔多斯站”)自建站以来,针对我国沙地草地荒漠化严重的问题,以沙地草地生态系统为研究对象,从各个层次上对草地沙化产生和发展的过程和机理进行长期定位研究,为区域经济可持续发展、荒漠化防治与环境治理提供理论基础和实验示范。30年来,鄂尔多斯站基于长期监测、野外调查和长期控制实验,揭示了气候变化和人类干扰下沙地草地生态系统的过程变化和稳定性的维持机制,引领了沙地植物生态学的研究,在国内外产生重要影响。主要贡献包括:(1)揭示了沙地植物对环境的多样适应对策;(2)阐明了植物性状间耦合关系与生物多样性的大尺度变化规律;(3)探明生物/非生物因子对沙地生态系统结构与功能的调控机制;(4)开创性提出荒漠化综合治理的“三圈”范式,推动了区域可持续发展。为我国沙地生态系统的恢复重建和生态生产功能提升提供理论与技术支撑。

某铁路山西段沿线地下水化学演化及腐蚀性变化

腐蚀影响着钢筋混凝土结构的耐久性和可靠性。本文以某在建铁路山西段为例,通过沿线地下水的区段取样与检测,并利用点面结合法分析主要腐蚀因子的沿线演化规律,结果表明受气候和所处地质环境的影响,铁路沿线地下水化学浓度呈现由低变高的规律,SO_(4)^(2-)和Cl^(-)含量具有明显的分区、分带特征;地下水对混凝土结构及钢筋具有硫酸盐和氯盐腐蚀,腐蚀性从山区到山前冲积平原再到下游冲湖积平原,具有水平向从无到有再到强的趋势,而人类活动会加剧局部侵蚀性的变化。在此基础上,除从提高混凝土密实度及抗渗能力角度制定针对性的防腐措施外,还应加强运营期钢筋混凝土腐蚀信号的监测和混凝土结构抗压强度的测定,以期达到提高铁路百年工程建设品质的效果。