中国耕地和农村宅基地利用转型耦合分析

土地利用转型,即在社会经济变化和革新的驱动下,某一区域在一段时期内由一种土地利用形态转变为另一种土地利用形态的过程。在中国,耕地和农村宅基地乃土地利用转型的重要源头。本文综合利用2000 年和2008 年两期Landsat TM 影像解译土地利用数据及2000-2008 年国土资源部土地利用年度变更调查数据,分析了中国耕地和农村宅基地利用转型的时空耦合特征。研究表明：① 2000-2008 年期间,中国耕地面积与农村宅基地面积变化的相关系数为-0.921,呈现出明显的增减逆协同演进格局;② 耕地—宅基地变化相关系数与农村宅基地利用变化率的Spearman 等级相关分析结果表明,在耕地和农村宅基地利用的相互转化过程中,农村宅基地利用的变化起主导作用;③ 通过计算全国各省2000-2008 年间的耕地—宅基地变化耦合系数,发现期间耕地和农村宅基地利用变化耦合程度高的省份主要分布在胡焕庸线的东南部。社会经济—生物自然—土地管理三维驱动因素通过“农村人口—耕地—农村宅基地”三者之间的相互联系与相互作用驱动着耕地和农村宅基地利用的转型。然而,耕地和农村宅基地利用转型的时空耦合现象及其发生机制在很大程度上要归因于中国特殊的城乡二元结构社会体制。     

全球洋岛和洋底高原海山中的中酸性岩——数据挖掘及其意义

洋岛类型的海山和洋底高原类型的海山主要由玄武岩组成, 中酸性岩出露很少, 因此很少引起学术界的关注。 我们认为即便中酸性岩很少, 研究他们也是很有意义的, 因为这些中酸性岩不仅可能与洋岛和洋底高原玄武岩的构造背景有关, 也可能与洋岛和洋底高原在形成中酸性岩时的温度和压力变化有关, 这对正确认识洋岛和洋底高原形成的地球动力学背景是很有意义的。 本次研究收集了 GEOROC 数据库中的数据总量为 44 404 个, 经过清洗留下有效数据 3 908 个, 分为洋岛中酸性岩（OIG）、洋底高原中酸性岩（OPG）和洋底高原中酸性岩中的岛弧部分（OPAG）3 类。 学术界通常认为, 洋岛代表热点, 洋底高原温度相对较低, 属于大火成岩省。 然而, 本文对全球洋岛和洋底高原的中酸性岩浆岩的研究表明, 分布在洋岛和洋底高原的中酸性岩主要是板内环境的富碱性的粗面岩和碱性流纹岩, 洋底高原边缘可能受俯冲带的影响, 部分中酸性岩具有岛弧的地球化学特征。 按照中酸性岩的 Sr-Yb 分类, 可知洋岛中酸性岩大多属于南岭型和广西型, 洋底高原海山中酸性岩主要属于南岭型, 广西型很少, 指示洋底高原中酸性岩形成的深度比洋岛浅, 温度也比洋岛低, 同时表明中酸性岩大多形成的压力较低而温度很高, 指示伴有高热中酸性岩的洋岛和洋底高原是地球上的热点。 本文认为, 洋岛和洋底高原中酸性岩并非学术界普遍认为的是玄武岩和碧玄岩分离结晶形成的, 因为洋岛和洋底高原岩浆岩如果是双峰式分布的话, 则不大可能是分离结晶的, 其中的酸性岩部分可能是玄武岩部分熔融形成的。 同时有些岩浆演化的关系表明, 中酸性岩在哈克图解中与玄武岩受不同因素制约, 说明并非演化的关系。     

英国乡村发展政策演变及启示

诸多成功案例表明,全球化有助于加快经济发展知识与实践的国际转移,将国际知识转移至地区经济发展实践中,为地区发展战略问题提供国际上相关解决方案。英国在其乡村发展历程中也曾经历过与目前中国相类似的发展阶段并遇到相似的发展问题,涉及乡村经济的多样化转型、对新技术和市场扩张的适应和基础设施改善等方面。因此,借鉴英国解决这些问题的经验和教训有助于解决目前中国乡村发展过程中遇到的诸多问题。本文分析了英国乡村发展政策的演变及其阶段性特征,其政策变化的特点主要体现在政策制订由"自上而下"转向"自下而上"、强调政策的综合性、注重乡村发展计划的长远性和可持续性、重视运用法律和市场手段等方面,最后从政策制订、乡村发展计划的实施以及发展项目选择等方面探讨了其对我国乡村发展的政策启示。并指出,考虑到国际乡村发展政策的趋同与差异,任何国际乡村发展政策和模式的采纳均需要根据我国特殊的文化、经济、政治传统和环境予以调整。     

年降水量变化条件下农灌引水与开采对地下水位影响

通过分析滹沱河流域降水量对黄壁庄水库径流量及石津灌区引水量影响,及其对引水量利用效率及地下水开采量影响分析表明,降水量与水库径流量、引水量和弃水量具有一定的正相关性,与引水利用效率成负相关。渠灌区农业地下水开采受降水量影响不明显,多年地下水位在潜水强蒸发带区间波动;井灌区以开采地下水灌溉为主,并受到降水量的明显影响,地下水呈逐年下降趋势。由此不同变化趋势,提出渠灌区适度开采浅层咸水与渠水混合灌溉,扩大渠灌面积,减少井灌区面积,对缓和井灌区地下水位下降有重要意义。     

疏干开采条件下晋祠岩溶水系统的水箱模型

根据晋祠岩溶水系统的水均衡要素,建立晋祠岩溶水系统水箱模型及水均衡方程。使用晋祠岩溶水系统的补给量、排泄量和岩溶水位等数据建立晋祠岩溶水贮量的亏缺量与岩溶水位间的关系,采用非线性回归分析建立泉流量与岩溶水位的关系,并利用这两个关系替换水均衡方程中的未知量,从而求解所建水箱模型。通过1981至2006年的岩溶水位、亏缺量、泉流量数据检验所建模型,并以绝对误差的绝对值及线性相关系数评价模型的模拟效果。结果表明岩溶水位、亏缺量、泉流量模拟结果的误差均小于0.5,多数误差值小于0.01,线性相关系数均大于0.7,说明所建模型能够较准确地在以年为单位的时间尺度上模拟泉流量、岩溶水位和亏缺量的变化。该模型考虑了人工补给量、管井开采量及煤矿排水量等人为因素,可用于宏观的地下水资源保护及管理。      

水平井开采煤层气藏生产动态计算新数学模型

基于朗格缪尔模型、菲克第二扩散定律和达西定律,综合考虑重力和气体压缩效应的影响,推导出描述煤层气和水渗流规律的基本偏微分方程组(并给出定解条件),且利用有限差分法对该数学模型进行了数值求解。计算结果表明,该模型能够有效模拟煤层气水平井的生产动态。通过对比是否考虑非稳态扩散和气体压缩效应时不同裂隙渗透率下的产气动态可知,忽略非稳态扩散和压缩效应,将人为缩短达到气体峰值产量的时间,增大产气峰值;将降低气体膨胀能,低估气井后期产能。煤岩裂隙渗透率越高,气井产能受渗透率回归效应影响越大,峰值产量的持续时间越短且产量下降速度快。因此在煤层气藏开采过程中,应根据气井的产气动态调整井底流压,建立合理的储层压力系统,以降低渗透率回归效应带来的不利影响。      

复杂应力路径下饱水砂岩宏细观力学特性研究

饱水作用对砂岩变形及强度特征影响显著,考虑岩体实际赋存环境,为了解复杂应力路径下饱水砂岩宏细观力学特性,利用RMT-150C岩石力学多功能试验机及SEM电镜扫描技术,对饱水砂岩进行循环荷载作用后卸荷破坏试验,研究不同影响因素作用下的疲劳损伤特征,重点分析了加载频率、上限应力等因素对卸荷变形、强度及细观损伤特征的影响规律。研究表明,根据试验设计方案获得的饱水砂岩应力-应变曲线大致可以划分为5个典型阶段,其中,同一应力状态下,疲劳损伤阶段轴向不可逆应变在等速变形阶段的应变速率随加载频率的增大迅速增加,这表明上限应力的“门槛值”极有可能是变化的,且与加载频率及循环次数密切相关;同时,卸围压变形破坏阶段的总应变及围压卸荷量均随加载频率（或上限应力）的增大而减小,与该阶段持续时间随加载频率（或上限应力）的变化规律一致。不仅如此,通过分析饱水砂岩破坏面细观损伤特征发现,加载频率与上限应力作用下的细观损伤特征差异显著,其中破坏面微裂隙面积占比随加载频率增大而减小,上限应力则恰好相反。     

基于逐减随机震源采样法的频率域二维黏滞声波方程全波形反演

全波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构,具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。然而,巨大的计算量是阻碍其发展的一个瓶颈问题。为此,研究者们提出了震源编码技术来减少计算量,但是此方法在模型更新过程中会引进随机串扰噪声,降低反演结果准确性。所以,在保证计算精度的情况下,本文提出了采用逐减随机震源采样的方法来高效计算全波形反演问题。笔者将此方法应用于频率域二维黏滞声波波动方程全波形反演,开始了在频率域进行随机震源采样类方法的研究,计算过程中共使用了依次增大的8个频率段;并应用Overthrust模型来验证此类随机震源采样法的正确性。实验结果表明：基于逐减随机震源采样法的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.065 65,而应用基于全部震源的全波形反演方法得到的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.064 64,两者差别不大;但计算用时由740 min减少到291.2 min,即计算效率提高了2.54倍。为了更好地确定方法的有效性,将其应用于Marmousi模型进行试算。模型试算结果表明：基于逐减随机震源和基于全部震源得到的反演结果与实际Marmousi模型的拟合误差分别为0.080 12和0.078 97,相差不大;但计算用时由1 218.9 min减少到274.4 min,计算效率提高了4.44倍。综上,在保证反演精度的情况下,基于逐减随机震源采样法的频率域全波形反演方法大大减少了计算量,具有不可替代的计算优势,并且没有引进随机串扰噪声。     

新疆柯坪新生代推覆岩席的走向连接与成因分析

柯坪断隆新生代推覆构造是南天山南缘冲断系统的一部分,断隆上多排逆冲岩席被数条横向断裂复杂化,致使不同地段岩席排数不等,各排岩席在走向上的对应关系不明,形成了十分奇特的山弯构造.逆冲岩席的变形特点是南天山新生代造山运动的重要表征.笔者通过卫星影像分析和野外路线地质调查,对横向断裂切割各排逆冲岩席之切点部位的构造特征及岩席内部中小型构造所显示的成因信息进行了详细分析,据此,对复杂岩席在走向上进行了连接,对其数量进行了识别.在此基础上,提出了复杂岩席成因的斜冲褶皱模式,即在北西向应力场持续作用下,岩席向南东斜冲,并在其水平位移分量作用下,沿走向发生褶皱和斜冲错断:横向断裂是多排岩席褶皱翼部扭性断层的发展和连通.     

天津吹填软土的真三轴卸荷试验研究

利用刚柔复合型真三轴仪对天津吹填软土进行真三轴试验,针对基坑开挖侧向卸荷变形特性进行不固结不排水条件模拟试验研究,控制大主应力△σ≈0、中主应变ε2≈0、小主应力方向卸荷。结果表明：侧向卸荷土体的初始卸荷模量随着围压的增大而增大,卸荷曲线ε1-ε3呈线性关系,泊松比与经典土力学相悖,μ31〉0．5且卸荷剪切过程中随着围压的增大而变大,孔隙水压力在卸荷剪切过程中先增大后减小。