1960～2010年西江流域水沙变化特征及其成因

通过对1960~2010年西江流域主要水文控制站梧州站和高要站长时序水沙数据的全面分析,深入探讨了西江水沙的变化特征.结果表明:在1990年代初之前,西江年径流量变化不明显,之后,呈明显下降趋势,降水量减少是西江年径流量减少的主要原因;西江输沙量变化较大,在1983年以前呈微弱上升趋势,到1983年达到峰值,而在1983年以后,西江流域悬沙呈显著下降趋势;1950年代以后大炼钢铁活动和大力发展农业导致大面积树木砍伐,水土流失加剧,造成河道输沙量增加;1983年以后,以植树造林为主的水土保持措施和水土保持法规制定,加上大量水利工程建成使用,造成西江流域下游悬沙量减少;1990年代初期以后,悬沙量减少幅度远大于径流下降幅度,说明悬沙变化除受径流变化影响以外,还受水土保持措施、水利工程建设等人类活动的影响.     

近50年鄱阳湖流域降水时空特征及其对水文过程的驱动

依照鄱阳湖流域79个国家气象站的逐月降水资料(1961~2010年),基于BCC-CSM全球气候系统模式预估数据(2014~2050年),对鄱阳湖流域降水变化趋势和空间分布变化趋势进行分析。选取赣江外洲站1961~2010年逐日径流量和1960~2010年年代径流量、输沙量数据,利用HBV水文模型、SPSS统计软件对赣江流域面雨量及径流量进行相关性分析,探讨降水特征对水文过程的驱动性。结果表明:1961~2010年间鄱阳湖流域降水量总体略呈上升趋势,降水日数呈下降趋势,降水强度增加、降水时间分布不均匀性更加明显,旱涝等极端事件发生更为频繁;年内变化特征为分布不均匀,以4~6月为汛期,其中6月降水量最大;空间分布特征总体表现为东部降水大于西部,丘陵地区降水大于平原地区;降水变化为径流量、输沙量变化等水文响应的主要驱动力,赣江流域面雨量及径流量呈显著线性相关,相关系数高达0.909。未来37年降水呈现略上升趋势,但趋势不显著。若鄱阳湖流域长期存在高能源需求及高温室气体排放,则洪涝灾害发生将更为频繁。研究为预测鄱阳湖流域水资源科学管理提供科学依据。     

气候变化和人类活动综合影响下的抚河流域径流模拟研究

1960年代以来,由于人类活动与气候变化的综合影响,使抚河流域地表水文过程发生显著变化.基于此,本文在趋势分析的基础上,以1960~1970年为基准期,利用流域水文模拟程序(hydrological simulation program-fortran,HSPF)定量分析了1971~1980年、1981~1990年、1991~2000年、2001~2005年4个时段该流域气候变化和人类活动对径流的影响.结果表明:1)1960年以来,抚河流域气温显著变化,而降水、径流深、径流系数等无显著变化;2)相对于基准期1960~1970年,1971~1980年、1981~1990年、1991~2000年、2001~2005年气候变化导致径流量平均增加24.25亿m3,而人类活动则导致径流量平均减少18.62亿m3;气候变化对径流的影响在1970年代和2000年代处于较低水平,在1980年代和1990年代处于较高水平;人类活动对径流的影响,在1970年代处于一个较低水平,而1980年代以后明显增大;3)在气候变化影响因素中,流域降水量是主要影响因子;人类活动影响因素包括土地利用方式的变化以及水利工程的修建;抚河流域下游修建的水利工程是人类活动影响因素中的重要影响因子.     

汉江流域降水非均匀性变化特征分析

根据汉江流域1970—2015年63个气象站点的逐日降水资料,结合降水集中度(PCD)与集中期(PCP)指数、经验正交分解函数(EOF)及变化趋势分析,对该流域降水非均匀性的变化进行分析,并利用小波相干法探讨降水非均匀性对该区域气候变暖、东亚季风强弱变化的响应特征。结果表明:1)1970—2015年汉江流域降水未呈现明显线性趋势,降水PCD与PCP以年代波动为主,PCD波动范围为0. 35～0. 60,PCP在7月;2)降水PCD呈"全区一致型",即全流域PCD对气候响应具有同步性;降水PCP呈"东西分异型",即东部降水集中期越推迟(或提前),西部降水集中期越提前(或推迟);3)1990—2008年,在2～4 a的短周期尺度上,东亚季风越强,汉江流域降水时间分布越均匀;1999—2009年,在2～3 a的短周期尺度上,该流域年降水量越大,降水时间分布越集中;1985—1993年,在3～5 a的周期尺度上,降水PCP对温度的响应具有超前性。     

陕西黄土高原中南部地区清代洪涝灾害与气候变化特征

采用灾害等级法、多项式拟合、距平分析、小波分析、交叉小波变换等方法,对陕西黄土高原中南部地区清代洪涝灾害的时空分布、气候特征及其致灾因子进行探究,结果表明：从时间分布看,洪涝灾害可划分为5个阶段,1644—1690,1801—1840及1881—1912年为洪涝灾害高频期,1691—1800和1841—1880年为洪涝灾害低频期,研究区清代洪涝灾害发生频次总体呈波动增加趋势,灾害等级以中度洪涝和大洪涝为主,洪涝灾害发生存在3,8,17以及61 a左右的准周期;从空间分布看,洪涝灾害发生频次较高的县市主要分布在研究区的东北部、中部和西南部,清涧河流域中下游与延河流域中下游地区的县市洪涝灾害发生频次最高;研究区大洪涝及特大洪涝在气候转型期发生频次相对较高,在气候偏湿条件下,降水量明显增加也会增加大洪涝及特大洪涝的发生频次;交叉小波变化显示,洪涝灾害等级序列在2~5,9~12及56~70 a周期尺度上与厄尔尼诺事件序列存在显著相关性,在8~14 a周期尺度上与太阳黑子数序列相关性明显。3个洪涝灾害高频期受夏季风的影响,1881—1912年研究区洪灾频次显著增加与该阶段夏季风活动加强有关,使得研究区降水量较大。     

1961—2016年我国闪电日数时空分异格局及其变化趋势和波动特征

闪电事件时空变化研究对于防灾减灾和资源利用具有重要意义。采用2 481个站点的闪电日数数据诊断1961—2016年我国闪电事件的时空演变特征。结果表明：在时间上,1961—2016年我国年均单站闪电日数整体呈减少趋势,西北西部和西藏地区年均单站闪电日数呈分段变化特征。全国、东北、北方、西北东部和东南地区年均单站闪电日数大致呈2~4 a的周期变化。西北西部、西藏和西南地区分别呈2,4和6 a,3和8 a与2~6 a的显著周期变化。年均单站闪电日数突变集中发生在20世纪80年代末至90年代中后期,但均未通过0.05显著性水平检验。在空间上,1961—2016年我国年均闪电日数呈明显的“南多北少”的空间分布格局。1961—1980年,胡焕庸线以东地区闪电日数主要以正距平为主,1980年以后,正距平范围逐渐减少。在变化趋势的空间分布上,我国闪电日数年际变化趋势整体上以减少为主,尤其是长江以南的沿海地区减少明显;在波动特征的空间分布上,青藏高原、华北平原、沿长江两岸附近地区均为闪电日数年际波动较大的地区,而长江以南的沿海地区和新疆中部及北部地区年际波动相对较小。     

奇台绿洲开发下的人地关系发展规律及可持续发展研究

分析了奇台人工绿洲发展规律及其与环境之同的关系,并对近十年来影响人工绿洲变化的主要因子进行了分析.研究认为奇台人工绿洲人地关系发展经历了三个阶段:第一阶段是20世纪50年代以前,"以水定地"的相对协调发展时期;第二阶段是20世纪50～80年代人地关系发展失衡时期,人工绿洲迅速扩张,水资源开发滞后,耕地因缺水灌溉而成为低产田,环境破坏严重,人地发展失衡的原因是政策因素;第三阶段是20世纪90年代以来人地关系失衡加剧时期,人工绿洲及其生态环境主要依赖开采地下水维持,造成地下水位迅速下降,并引发出一系列环境问题.通过对90年代以来社会经济因素与人工绿洲面积的灰色相关分析,认为人口和地下水开采量是对奇台人工绿洲可持续发展影响比较大的因素,而技术、经济增长是比较稳定的因素.     

南昌市地下水系统数值模拟

研究区供水水源由地下水为主转变为以地表水为主,以及新老工业区地下水开采变化,使得研究区地下水流场几经更迭。自20世纪70年代中期后,研究区地下水开采总量呈缓慢下降态势,至2007年,开始基本稳定,然而地下水降落漏斗仍呈扩展趋势。分析研究区水文地质条件后,建立相应的水文地质概念模型,在此基础上应用GMS软件对研究区地下水水流进行模拟。对模型进行检验与识别后,分现状及规划条件两种开采方案,对研究区2011-2020年的地下水水位进行了预报,预报结果显示漏斗中心及其他工业区地下水开采量较大地方观测孔水位先降后升,说明研究区地下水流场受人类活动因素影响大,现在的流场尚未稳定,仍处于形成过程中。     

不同冷藏条件下大黄鱼质构和风味变化的研究

为探讨贮藏温度和储藏时间对大黄鱼质构和风味变化的影响, 运用电子鼻和顶空固相微萃取气质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)分析在4, -20, -80℃的3种条件下, 储藏不同时间(1, 3, 5, 7, 30, 60, 90d)时大黄鱼肉的挥发性风味变化, 并应用质构仪测定大黄鱼肌肉质构特征参数. 结果发现, 4℃条件下贮藏3~7d, 其质构参数值明显相对于-20℃条件偏大(主要为硬度、韧性、回复性和黏着性差异显著); -20℃和-80℃条件下储藏30~90d, -80℃条件下贮藏大黄鱼肉质构特性优于-20℃条件; 而且, 随着贮藏温度降低, 大黄鱼挥发性物质种类减少. 在-20℃和-80℃条件下, 大黄鱼挥发性成分相对较少, 且各成分占总峰面积的相对含量变化不明显, 主要挥发性物质为烃类和醛类; 在4℃条件下贮藏的鱼肉, 其挥发性组分复杂且相对含量变化明显. 结果表明, 低温冻藏能有效保留大黄鱼肉质构特性和风味.     

湖北网湖~(137)Cs、~(210)Pb计年与沉积速率研究

采用放射性核素137Cs和210Pb计年法测定百年来湖北网湖沉积物的年代,据此计算出网湖的沉积速率.结果表明:2种计年方法测得的沉积速率基本一致,以1954年和1963年为时标,137Cs测得的沉积速率分别为0.594cm·a-1和0.557cm·a-1.210Pb计年法CIC模式计算得到网湖平均沉积速率为0.56cm·a-1.CRS模式得到百年来网湖沉积速率变化较大,20世纪50年代以前,平均沉积速率为0.2cm·a-1左右;50年代至80年代中期,平均沉积速率上了一个台阶,约为0.4cm·a-1;80年代中期以后平均沉积速率攀升至约0.6cm·a-1,网湖沉积速率变化与湖区自然环境的改变和人类活动的影响密切相关。     

一种改进的基于小波变换的图像边缘提取算法

在对现有的基于小波变换的图像边缘提取方法进行简要分析的基础上,提出了图像边缘提取改进算法.该算法主要是对边缘点的判断准则进行了改进,通过将任一点的梯度方向与水平、垂直、45°、135°方向进行比较,将这4个方向中与该点梯度方向最接近的一个方向重新赋给该点的梯度方向,并检验二进小波变换的模在该点是否为新的梯度方向上的局部极大值,若是,该点就是边缘点,否则不是.最后通过模拟实验给出了该方法的实验结果,实验结果有力地证明了该方法的有效性.     

关于四元数形式小波的研究

建立了四元数形式单小波和多小波之间的对应关系，从而给出了由四元数单小波构造四元正交多小波的一种方法，并从矢量小波的角度，讨论了矢量积小波变换的多级分解和重构。     

欧江河口推移质的造床作用

潮汐河口推移质运动复杂,人们至今对此所知甚少.本文试图基于实测水流与沉积筑料,系统地探讨既江河口推移质的造床作用.通过该河口沉积物中推移组分计算,结合悬移质粒度分析认为,推移质是既江河口主槽的主要造床物质,水下沙洲及拦门沙等堆积地貌亦系推移质造床的产物.文章进一步根据作者新近提出的方法,获得全年逐时推移质输沙率及逐潮输沙量,藉以初步揭示不同皿潮流组合下推移质运动的时变特性.     

一种基于HVS的码率控制方法

本文在小波分解图像的不同级上采用不同长度的滤波器以消减“振铃”效应，然后重新组织小波系数成小波块，根据每个小波块所含能量的多少给其分配不同的码率，最后根据人体视觉系统（HVS）的特点，提出了一种码率控制方法。     

解非线性偏微分方程的插值小波算法

利用集小波分解和分形压缩变换思想构造了与标准小波具有类似尺度特点的连续插值小波基,给出了一维和二维空间中的插值型小波函数例子．利用集小波分解集和基函数的插值性质获得了由集小波分解点确定的积分公式,使非线性部分计算量由随尺度的平方增长关系变为线性增长关系．为说明方法的可行性,最后结合Newton速代法给出了一个数值例子．     

改进的静止图像小波零树编码

在深入研究尺度小波变换和嵌入式小波零树压缩编码算法的基础上，探讨了一种改进的小波零树编码算法。通过采用基于嵌入式零树预测扫描算法的改进小波变换编码方法，对小波分解的低频子带图像采用DPCM预测编码，高频子带图像采用了改进的取消重要系数排序的零树预测扫描算法进行压缩编码，使之既具有原零树算法良好的压缩品质，同时也简化了的压缩算法，提高了该算法 的适应性，与JPEG压缩相比，它消除了JPEG图像在高压缩比下的方块效应，取得了令人满意的实验效果。     

人脸识别中应用小波变换的两个关键问题

由于小波分解在空域和频域上都能提供良好的局部信息,尤其是在小波分解后可以减少图像的分辨率,进而相应地减少计算复杂度,因此小波变换经常被用于图像处理和图像分析中.为探究基于人脸识别的小波变换最佳应用效果,着重讨论了小波变换应用于人脸识别的两个关键问题:小波基的选择和分解层数的确定,并通过实验分析和比较研究得出相应的答案和指导原则.     

多元双正交小波包的构造及性质

给出具任意整数矩阵伸缩的多元不可分双正交小波包的定义及其构造算法.运用代数学理论,积分变换与算子理论,讨论了多元不可分双正交小波包的性质.得到L2(Rn)的小波包基的直和分解.     

时间尺度域匹配滤波器的设计与实现

根据地震褶积模型，设计并实现了应用于探地雷达回波信号检测的时间尺度域匹配滤波器，利用小波变换的时间定位性和尺度伸缩性，检测出雷达接收信号中单个反射子波的位置与强弱信息，利用已知的雷达发射子波模型还原回波信号，达到了滤除噪声、最佳接收的目的．通过用传统相关匹配滤波方法和本方法对探地雷达接收数据进行比较试验发现：当信噪比比较低时，传统方法已经不能准确地检测出雷达子波，而本方法仍能准确的检测出90％的雷达子波．这表明，本方法具有更好的子波检测和滤波性能．