天山开都河流域积雪、径流变化及影响因子分析

本文分析了开都河流域源流区积雪变化与气象要素及径流的变化趋势,讨论了气象-积雪-径流三者之间的关系。结果表明：开都河流域2000—2016年间积雪覆盖率呈微弱上升趋势（0.1%/10a）,其中,最大积雪覆盖率增加速率约为0.33%/a,而最小积雪覆盖率则呈减小趋势（-0.017%/a）;在年内表现为春、夏季节积雪面积减少,而秋、冬两季增加;在过去的45年间（1972—2016年）,融雪期在春季提前了约10.35天,而秋季延迟了约7.56天;温度对春季积雪变化影响较大,而降水则对冬季积雪变化影响较大。河川径流与径流峰值均呈增加趋势,年径流增幅约2.26亿m³/10a,其中夏季径流对气温（ε =1.41）和降水（ε =0.5）变化敏感,而春季对积雪面积的变化响应敏感（ε =0.59）。开都河流域山区温度升高和降水增加对径流的影响明显。     

基于数字相机拍摄影像的山区积雪消融动态观测研究—以天山积雪站为例

在山区,基于卫星影像的积雪监测很难获得高时间和高空间分辨率的数据。而山区复杂地形也降低了传统外推方法对积雪深度外推的精度。本研究在2011年于中国科学院天山积雪与雪崩研究站,利用数字相机对阳坡积雪面积进行监测。并在30mDEM的基础上校正影像得到融雪期研究区域积雪的时空变化。同时,利用山坡预设的雪尺监测阳坡积雪深度,使用分类回归树算法外推得到研究区内的积雪深度。在此基础上,评估不同温度变量驱动下SRM模型的融雪模块精度。研究表明,在山区使用数字相机拍摄研究积雪的时空变化是可行的。相对于卫星影像,在时间和空间分辨率显著提高。但仍然存在一些不足。分类回归树外推得到的研究区域内的积雪深度精度较高,以日最高气温和日小时积温驱动下SRM可以基本识别在日平均气温低于0℃下的融雪过程。     

新疆中天山南缘比开（地区）花岗岩地球化学特征及年代学研究

伊犁-中天山板块南缘比开地区出露的花岗岩和花岗闪长岩具钙碱性大陆弧花岗岩特征,其形成与南天山洋向北的俯冲事件相关.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明,岩浆活动在479～401 Ma间一直发生,其中419～401 Ma间岩浆活动强烈,形成大量钙碱性花岗岩组成的中天山南缘陆缘弧.（87Sr/86Sr）i=0.711578～0.704729,εNd（t）=-5.01～-2.19,表明花岗岩的形成过程中有地幔物质的加入,而Nd模式年龄tDM介于946～1661 Ma间,则反映花岗岩形成过程中有古老地壳物质混染.     

曲线顶管斜穿河流施工的三维有限元分析

为了顶管在穿越河流时更加安全顺利的施工,研究了顶管施工过程中周围土体的沉降规律,并选定合理的注浆压力控制参数。结合杭州半山电厂—崇贤变220 k V线路电缆隧道顶管工程,采用有限元分析软件ABAQUS进行了数值模拟分析。研究结果表明:两边河道边坡和河底处地表沉降及管道位移比河岸处要大,适当增大注浆压力可以有效减少地表沉降。当顶管在河道边坡顶进时,注浆压力应控制在0. 19 MPa,并在顶进到河底时逐渐降低至0. 16 MPa。采用了该注浆压力控制参数,工程施工时把地表沉降控制在了规范要求内。     

基于GIS与分形理论的天山北坡城乡空间演变综合研究

利用遥感和GIS并结合分形理论研究区域城乡空间形态演变,揭示其变化规律,还是一项较为前沿的研究领域。本文集成GIS和分形研究等方法对天山北坡进行了区域和流域两个层面的城乡空间演变研究,初步探究了天山北坡城乡用地扩展方式的时空演变规律,对区域城乡发展的空间研究方法具有一定的指导意义。结果表明该区域城乡空间形态具有较好的分形特征,城市形态分维数由1.238减小为1.234;城镇聚落具有较乡村聚落更为明显的分形特征,分维数依次为市县(1.549)、乡镇(1.236)、村(1.213);城镇用地较农村居民点用地扩展迅速,城镇用地变化指数(0.47)大于农村居民点用地(0.16),城镇用地扩展以外延型为主,城镇化发展较快;城乡用地变化和分形特征均具有明显的空间差异和干旱区绿洲型特征;区域研究和流域研究结果基本一致。     

天山北坡经济带城市综合承载力评价研究

以天山北坡经济带7个核心城市为研究对象,从土地、水资源、交通、环境、人口和经济6个维度构建城市综合承载力的评价体系,运用多指标综合分析、均方差决策等方法,对其城市综合承载力进行评价研究,结果表明,土地承载力逐步成为影响天山北坡经济带城市综合承载力的首要因素,供给对城市综合承载力的贡献大于需求贡献,各城市综合承载力存在一定的空间分异。基于此,对提高天山北坡经济带城市综合承载力提出建议。     

安全椭圆曲线选取研究

安全椭圆曲线的选取是椭圆曲线密码体制的研究热点。本文介绍了椭圆曲线的椭圆曲线离散对数问题,在对主要的ECDLP的求解算法分析的基础上,得出为抵抗目前的各种攻击的椭圆曲线安全性要求,最终归纳出椭圆曲线选取的安全性准则。     

基于Budyko假设评估洮儿河流域中上游气候变化的径流影响

洮儿河流域中上游为我国东北典型生态敏感地区,近几十年来由于受到人类活动与气候变化的综合影响,一系列生态问题开始凸显。为更好的进行水资源管理,迫切需要准确评估气候变化及人类活动对径流的影响。本文基于Penman-Monteith公式计算研究区及其周边气象站点的潜在蒸散发,采用非参数Mann-Kendall检验及滑动T检验识别径流、降水及潜在蒸散发的趋势及突变点。发现作为整个研究区控制站点,洮南站年径流具有明显上升趋势并以1985年为突变点,据此将研究时段划分为基准期及变化期。然后利用降水及潜在蒸散数据,基于6种Budyko公式评估气候变化对年径流影响,结果表明气候因素约占45%。研究结论证实了人类活动对流域水文过程的确具有显著影响,增进了对该区水文水资源的认识。     

高速铁路缓和曲线设计研究

通过对高速铁路缓和曲线主要线形、长度计算主要参数选择的初步研究,探讨了高速铁路设计时缓和曲线的选择和长度的合理使用。     

德国高速磁浮列车安全防护速度曲线研究

在分析了轮轨列车、德国和日本高速磁浮列车的运行机理的基础上，给出了导致三种列车系统对安全速度防护需求差异的原因。然后，分析了德国高速磁浮列车速度曲线防护原理，最后，针对德国高速磁浮列车安全速度防护的特殊要求，给出了最大、最小速度安全防护曲线的理论计算公式。     

开都河流域积雪特征变化及其与径流的关系

本文利用MOD10A2遥感影像提取开都河流域2000年-2010年积雪覆盖数据,结合水文气象站点数据分析了开都河流域积雪时空分布特征、及气象因子-积雪面积-径流之间的关系。结果表明：开都河流域积雪面积在时间上的分布特征体现在年内和年际的变化。年内积雪变化较大,冬季积雪面积达到最大,夏季面积最小。近11a来积雪面积年际变化呈微弱的下降趋势,其中夏季和冬季下降趋势较明显,春季和秋季的变化趋势不明显。通过研究区积雪面积与气候资料的相关性表明,冬春季气温与流域积雪面积相关性最大,夏季最小;而降水在冬季和积雪面积的相关性最大。对径流和基流的影响因素进行分析表明积雪面积对春季径流和基流影响最大,在夏季的影响最小。气温与径流和基流的相关性在春秋季最大,降水量在夏季与径流和基流最相关。由此可见,气温在影响流域积雪面积变化方面起着重要作用,而气温和积雪面积在春秋季对径流和基流的影响最大,夏季降水对径流和基流的影响最大。     

2001年至2010年昆马力克河流域积雪时空变化特性分析

为对水资源重要组成部分和极端水文事件频发诱因之一的积雪融水有较好的认识,本文基于2001年-2010年昆马力克河流域8d MODIS积雪合成数据,从整个区域、不同坡度、不同坡向和不同海拔高度对其积雪时空变化规律进行研究.结果表明:昆马力克河流域最大积雪覆盖面积出现在1月,最小积雪覆盖面积出现在8月,冬季积雪所占比例最大;从坡向看,四季中最大积雪覆盖率出现在冬季坡向为22.5～67.5°的东北坡,为77.9％,最小积雪覆盖率出现在夏季坡向为157.5～202.5°的南坡,为28.3％;从坡度看,四季中最大积雪覆盖率出现在坡度＞60°的区域,最大值出现在春季,为82.2％,最小积雪覆盖出现在坡度为0～10°区域,以夏季最小,为29.9％;从高程带看,最小积雪覆盖率出现在海拔高度小于2000m的区域,最大积雪覆盖率出现在海拔高度大于5000m的区域,在多年平均情况下,年平均积雪覆盖率随着海拔高度的增加呈现“慢-快-慢”的增大趋势.     

天山南北坡气象因子对出山口径流影响通径分析—以开都河和玛纳斯河流域为例

基于开都河和玛纳斯河流域1950年代末以来的气象和水文资料,本文应用趋势分析、相关分析和通径分析等方法对比分析了近50年积温（〉0℃）、降水量和径流深在年和季节尺度上的变化趋势以及日积温和降水对出山口日径流深的直接和间接影响。分析表明近50年玛纳斯河流域仅年积温和秋季积温显著增加,而开都河流域除冬季外其他季节积温和年积温均呈现显著增加趋势。除开都河流域冬季降水量有显著的增加趋势外,两流域年降水量和其他季节降水量变化均不显著。两流域出山口年径流深增加趋势显著。相关分析和通径分析显示两流域日积温和日降水对出山口年、春季、夏季和秋季日径流深均有极显著直接影响。两流域日积温对年、春季和秋季日径流深的直接影响大于日降水。积温和降水是出山口径流产生的重要驱动因子,但积温的驱动能力要大于降水的驱动能力。     

天山地区冬季降雪量及其集中度和集中期的变化特征

利用1961年-2010年天山地区21站的冬季降雪资料,采用线性倾向估计法、反距离加权法和Morlet小波分析等方法,研究了天山地区近50a冬季降雪量及降雪的集中度与集中期的时空变化特征,并在此基础上应用ReScaled Range Analysis分析方法尝试预测了未来该地区冬季降雪量变化的情形。结果表明：天山地区冬季降雪量呈明显上升趋势,未来天山地区冬季降雪量的变化趋势与过去50a冬季降雪量的变化趋势相同,仍将持续上升,冬季降雪的集中度和集中期也呈上升趋势,但空间差异明显;冬季降雪量及降雪的集中度和集中期在一定的时间序列中存在不同周期变化,且周期反映比较明显;此外研究还发现,天山地区南（北）坡冬季降雪量及降雪的集中度和集中期的年际变化也不尽相同。     

天山巩乃斯河谷积雪深度及季节冻土温度对气温变化的响应

气候变化影响着积雪的时空变化和季节冻土的水热变化,同时积雪变化对季节冻土的水热状态也有着重要的影响。为了分析积雪和气温对季节冻土热状况的影响,本文使用基于TFACE原理的试验装置在天山积雪与雪崩研究站进行了野外空气增温控制试验。野外试验设置了三种处理：自然状态、增温Ⅰ和增温Ⅱ。自然状态为无人为干扰的纯自然状态,增温Ⅰ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约2℃,增温Ⅱ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约4℃。结果表明：气温增加对积雪消融有显著的影响。在初始雪深为128cm条件下,增温I和增温II处理下的积雪消融时间比自然状态下分别提前19天和25天。在融雪期,气温、最大雪深和最大雪深发生的日期是影响季节冻土温度的重要因子。积雪覆盖条件下,季节冻土从深层开始解冻。而积雪的消失使土壤直接接受太阳辐射,土壤温度则迅速升高,从而使增温I和增温II处理下的季节冻土提前解冻。积雪消失后,季节冻土解冻的方向是从表层开始逐渐到深层。若积雪深度超过100cm时,积雪和土壤交界面的热交换基本达到平衡,此时土壤热通量损失达到最小值。融雪水对土壤温度特别是深层未冻结土壤有制冷作用。停止增温后,三个室外试验处理下的土壤温度随着时间逐渐趋于一致,并且土壤温度随着气温的波动而显著变化。     

开都河日径流时间序列混沌分析与模拟

本文利用相空间重构技术和混沌理论讨论了开都河日径流的混沌性质。通过日径流时间序列的功率谱分析,从定性角度讨论了日径流时间序列的混沌特征。进一步根据互信息量法得到相空间重构的延时,再根据Cao方法得到相空间重构的嵌入维数。利用Matlab软件计算得到相空间重构的延时和最佳嵌入维数分别为τ=6,m=14。这样将一维的开都河日径流时间序列重构成14维的相空间。通过最小数据量法计算出开都河日径流时间序列最大Lyapunov指数。利用最大Lyapunov指数对开都河日径流时间序列进行定量混沌分析。最后通过二阶Volterra自适应一步模型进行模拟。结果表明：开都河日径流时间序列的功率谱是连续的,功率谱呈现随频率增高而以指数方式递减趋势,区别于具有离散尖峰谱特征的周期时间序列和具有连续的、频率和振幅不相关谱特征的随机时间序列。这从定性角度表明开都河日径流时间序列具有混沌特征。通过计算得到开都河日径流时间序列的最大Lyapunov指数0〈λmax=0.0097〈1,从定量角度表明开都河日径流时间序列具有较弱的混沌特征。利用二阶Volterra自适应一步模型模拟得到相关系数和相对均方根误差分别0.9376和0.2390。这说明利用Volterra自适应模型模拟效果较好。     

近10 年黑河流域上游积雪时空分布特征及变化趋势

基于黑河流域上游1960年-2011年降水、气温数据及2000年-2011年MODIS（Moderate-resolution ImagingSpectroradiometer）积雪产品,采用Mann-Kendall非参数检验和累积距平曲线,研究了降水、气温序列的变化趋势和突变点,分析了黑河流域上游积雪面积的年内分布过程和年际变化趋势,探讨了近10a来降水、气温变化对积雪覆盖面积的影响。结果表明：①黑河流域上游年平均气温呈显著的上升趋势,年降水量也呈微弱增加趋势;②黑河流域上游积雪面积年内分布呈双峰型,峰值分别出现在秋季和春季,夏季积雪面积最小;③2000年-2011年积雪面积呈微弱上升趋势,但各季变化不同。春、秋季积雪面积呈上升趋势,夏季为减少趋势,冬季没有明显的变化;④积雪频率有3个高值区,分布在黑河流域上游西岔札马什克水文站周围及以上区域。积雪频率与流域内高程存在显著的相关性;⑤各个季节积雪面积与气温呈负相关的关系;除秋季外,与降水呈正相关的关系。也即较大的降水在较低的气温条件下,有利于积雪的增加,温度的升高则使积雪面积减少。     

2001-2013年开都河流域上游积雪时空分布特征及其对气象因子的响应

积雪融水是干旱区水资源的重要来源之一,深入地了解积雪面积变化的规律和趋势,有助于准确预测、合理规划干旱区水资源。本研究以新疆开都河流域上游为研究区,利用MOD10A2积雪数据对研究区积雪进行了分带提取,通过线性回归分析和Mann-Kendall秩次相关法对2001-2013年不同季节不同分带积雪日数、积雪面积变化进行了趋势分析和显著性检验。结合降水、气温等气象因素,分析了积雪面积对气象因素变化的响应程度。结果表明：①研究区整体积雪日数平均变化趋势并不明显,B带（海拔2000~2900m）以增加趋势为主,A带（海拔1098~2000m）、C带（海拔2900~3800m）及D带（海拔3800~4794m）以减少趋势为主;②D带积雪面积变化呈双峰曲线,其他各分带及整个区域积雪面积变化以单峰为主,最大值出现在冬季,最小值则出现在夏季;③B带秋季积雪面积显著增加（P<0.01）,其他分带积雪面积有减小趋势但并不显著,积雪分布有向B带集中的趋势;④研究区气温、降水分别在春、冬季节与积雪面积相关性显著（P<0.01）,对应的变化速率亦明显高于其他季节,这可能导致未来春季径流及春季洪水频率增加。     

1959年至2010年秦岭灞河流域径流量变化及其影响因素分析

利用灞河流域马渡王水文站1959年-2010年的实测径流量数据,结合年内分配不均匀系数、小波分析法、M-K突变点检验法等数理方法,研究分析了灞河流域年内、年际径流深度变化特征,并定量估算了气候因子和人类活动对径流量变化的影响。结果显示：①灞河径流深年内分配极不均匀,年内分配不均匀系数达到0.92;②季节分配上,径流量主要集中在夏秋季节,占到全年径流量的68.15%,并且夏季到秋季灞河径流量呈逐渐增长的趋势,春季和冬季是径流量变化低谷时期;③运用Kendall秩相关系数计算得出的M值为-2.572（｜-2.572｜〉1.96）（在0.05显著性水平下的临界值）,说明灞河年径流量呈显著下降趋势;④近50a来灞河流域径流量变化的突变点是1989年,其时间序列主周期为16a;⑤人类活动使径流量减少并且是导致灞河流域径流发生变化的主要因素,降水变化是次要原因,不同时期人类活动对径流的影响率不同。     

2001年至2010年澜沧江流域植被覆盖动态变化分析

本文利用2001年-2010年MODIS09Q1数据,基于遥感和地理信息系统技术,建立近10a澜沧江流域NDVI时序数据集。并利用最大值合成法、一元线性回归方法、Hurst指数方法分析近10a澜沧江流域植被的时空变化。结果表明：①多年平均的植被指数有明显的空间差异性,随着纬度的升高而降低,在北纬27.6～29.2°存在一个明显的过渡带;且与高程和坡度均呈负相关关系,植被指数随着高程升高而降低的趋势较明显,高程大于5000m的区域NDVI平均值仅为0.18;②近10a来,澜沧江流域植被总体呈现增加趋势,但增加速率和增加幅度存在区域差异,上游地区植被覆盖增加最快且幅度最大,中游次之,下游最低;③2001年-2010年澜沧江流域植被覆盖整体得到改善的区域面积明显大于退化区域;澜沧江流域Hurst指数分析表明澜沧江流域植被变化将保持现在的趋势;综合分析slope和Hurst指数结果,表明NDVI变化趋势以良性发展为主,但NDVI强持续性的退化区和弱持续性的改善区域值得关注。