Hydrological trends and the evolution of catchment research in the Alptal valley,central Switzerland     

Manfred Stähli  Jan Seibert  James W. Kirchner  Jana von Freyberg  Ilja van Meerveld 《水文研究》2021,35(4):e14113

When the observation of small headwater catchments in the pre-Alpine Alptal valley (central Switzerland) started in the late 1960s, the researchers were mainly interested in questions related to floods and forest management. Investigations of geomorphological processes in the steep torrent channels followed in the 1980s, along with detailed observations of biogeochemical and ecohydrological processes in individual forest stands. More recently, research in the Alptal has addressed the impacts of climate change on water supply and runoff generation. In this article, we describe, for the first time, the evolution of catchment research at Alptal, and present new analyses of long-term trends and short-term hydrologic behaviour. Hydrometeorological time series from the past 50 years show substantial interannual variability, but only minimal long-term trends, except for the ~2°C increase in mean annual air temperature over the 50-year period, and a corresponding shift towards earlier snowmelt. Similar to previous studies in larger Alpine catchments, the decadal variations in mean annual runoff in Alptal's small research catchments reflect the long-term variability in annual precipitation. In the Alptal valley, the most evident hydrological trends were observed in late spring and are related to the substantial change in the duration of the snow cover. Streamflow and water quality are highly variable within and between hydrological events, suggesting rapid shifts in flow pathways and mixing, as well as changing connectivity of runoff-generating areas. This overview illustrates how catchment research in the Alptal has evolved in response to changing societal concerns and emerging scientific questions.  相似文献   

顾及地类转换差异的城市空间扩展元胞自动机模型及应用研究     

于明明  曾永年 《地球信息科学学报》2018,20(1):48-56

元胞自动机模型已经成为城市空间扩展模拟研究的重要方法之一,并得到广泛应用。然而,现有的城市扩展元胞自动机模型仍存在不足。由于元胞状态设置较为简单,从而使模型转换规则中对不同用地类型向城市用地转换的差异与强度考虑不够。基于此本文在元胞自动机模型的框架下,设计了多元结构的元胞状态及转换规则,提出了顾及地类转换差异与强度的城市扩展元胞自动机模型。在计算非城市用地向城市用地转换的转换概率时,该模型考虑了3个方面的概率：① 地形地貌、经济发展等城市发展的驱动因素对城市用地扩展的影响概率,该概率采用logistics方法进行计算;② 邻域元胞的用地类型对中心元胞转换概率的影响,该概率采用扩展摩尔型方法进行计算;③ 不同类型的非城市用地（本研究中包括耕地、林地和裸地3种类型）向城市用地转换的强度,该概率由模拟基期土地利用数据与目标年份土地利用数据的叠加,得出不同类型的非城市用地在此时间段内向城市用地转换的规模,进而确定不同类型的非城市用地向城市用地转换的强度。最后,将以上3种概率的乘积作为元胞转换的概率。通过转换概率与转换阈值的对比判断中心元胞是否在下一个阶段转换为城市用地。经过迭代计算,不断增加城市用地元胞的数量。当模拟城市用地的结果与目标年份的城市用地规模差值在一定的范围内时停止模拟,得出最终结果。模型构建完成后,本文以长株潭城市群核心区为例进行了模拟实验。以2001年该地区的土地利用数据为基期数据,模拟2010年该地区的城市用地规模和空间分布。研究结果表明,根据本文提出的模型模拟的城市扩展结果与真实数据相比具有较高的一致性。模拟结果正确率达到68.66%,比基于传统logistics回归的元胞自动机模型的模拟精度提高了4.25%,Kappa系数为0.675。该模型较好地模拟了长株潭城市群核心区城市扩展,在城市空间扩展模拟中具有较好的适应性与有效性。  相似文献   

Wave energy conversion under constrained wave-by-wave impedance matching with amplitude and phase-match limits     

《Applied Ocean Research》2019

This paper investigates an approach to limit the fullness of ‘tuning’ provided by wave-by-wave impedance matching control of wave energy devices in irregular waves. A single analytical formulation based on the Lagrange multiplier approach of Evans [1] is used to limit the velocity amplitude while also limiting the closeness of the phase match between velocity and exciting force. The paper studies the effect of the present technique in concurrently limiting the device velocity and the required control/actuation force. Time domain application requires wave-profile prediction, which here is based on a deterministic propagation model. Also examined in the time domain is the effect of possible violation of the displacement constraint, which for many designs implies impacts at hard stops within the power take-off mechanism. Time domain simulations are carried out for a 2-body axisymmetric converter (with physical end-stops) in sea states reported for a site off the US east coast. It is found that the approach leads to effective power conversion in the less energetic sea states, while as desired, considerable muting of the optimal response is found in the larger sea states. Under the assumptions of this work, the end-stop collisions are found to have a minor effect on the power conversion. The present approach could be used to guide the design of power take-off systems so that their displacement stroke, maximum force, and resistive and reactive power limits are well-matched to the achievable performance of a given controlled primary energy converter.  相似文献   

用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场   总被引：38，自引：20，他引：18  

杨少敏  游新兆  杜瑞林  乔学军  王琪 《大地测量与地球动力学》2002,22(1):68-75

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.  相似文献   

昆仑山8.1级地震前中国大陆的构造应变背景   总被引：10，自引：4，他引：6  

杨少敏  王琪 《大地测量与地球动力学》2003,23(3):61-65

利用“网络工程”1998～2001年累积的1181个测站的GPS重复观测资料，采用双三次样条函数模型建立中国大陆水平运动模型速度场，用大地坐标在椭球面上计算各类应变场，详细分析了2001年昆仑山8．1级地震前中国大陆水平构造应变场空间分布特征。各类构造应变场的最高值都出现在喜马拉雅构造带与昆仑山地块内(地震断裂带南侧)，鲜水河—安宁河断裂带次之。分析表明，昆仑山8．1级地震正好发生在张性面膨胀应变率的高值区，第一、第二和最大剪应变率高值区边缘的突变区和最大、最小主应变率的高值区。  相似文献   

浙西北江山─绍兴断裂带构造演化特征     

竺国强  姜继双  陈梓军  周培华 《浙江国土资源》1997,(2)

江山—绍兴断裂带是中国南方最重要的构造带之一。它是江南陆块与华夏陆块神功运动形成的碰撞拼贴带。它表现出明显的多期变形、构造叠加的特征：神功运动形成近东西向平卧褶皱；印支运动沿断裂带有向北西强烈的推覆挤压。断裂带不同时期的活动反映了不同特征的构造环境，形成不同的构造变形特征，并对两侧的地质历史具有明显的控制作用。  相似文献   

北秦岭晋宁期中酸性侵入岩带地球化学特征与构造环境     

杨吉 《地球科学与环境学报》2003,25(3):16-20

北秦岭侵入岩带中的中酸性侵入岩主要形成于晋宁旋回的中晚期阶段。主要岩石类型包括辉石闪长岩、闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩、花岗岩和钾长花岗岩。岩石化学、稀土元素和微量元素地球化学研究证明,这些岩石主要形成于B型俯冲和碰撞造山的构造环境中,而钾长花岗岩形成于后造山的伸展阶段。据此,该侵入岩带揭示了北秦岭褶皱带在晋宁旋回中晚期阶段的演化过程。  相似文献   

超基性岩中含铜、钴块状硫化物矿床——德尔尼铜矿成因新认识   总被引：1，自引：0，他引：1  

章午生  陈杰 《青海国土经略》1996,(1)

长期以来对德尔尼铜矿的成因存在着不同认识。从矿石组成和结构、构造来看,应属典型的块状硫化物矿石,矿床亦应属于含铜黄铁矿型矿床。但从其地质产状来看又与一般的黄铁矿型矿床大不相同,与一般的岩浆熔离铜镍硫化物矿床也有较多差异。这就是本矿床类型独特之处。近年来通过工作又取得一些新资料,特别是超基性岩和矿石的同位素年龄数据。本文在综合新老资料基础上,提出新看法,认为该矿床形成于上地幔,再就位于地壳浅部。其成因类型暂定为:“深部熔离—构造侵位矿床”。鉴于本矿床与一般块状硫化物矿床相比有其独特性,建议命名为“德尔尼型”。  相似文献   

南海北缘北东东向构造活动性研究     

任镇寰  任奔滔  罗振暖  陈益明  钟贻军 《大地测量与地球动力学》1996,(2)

从地形地貌特征、重磁地球物理场、深部构造与断裂构造以及地震活动、震源机制等多方面论述北东东向构造是南海北缘的主要活动构造。对于长期以来认为新华夏系北东向构造是该区主要活动构造的观点来说，这是一种新的学术思想。  相似文献   

康古尔塔格缝合带的变形机制     

王洋  陈练武 《地球科学与环境学报》1996,(4)

北天山东段康古尔塔格带是晚古生代塔里木板块和准噶尔板块碰撞的结果。它是一条复杂的、强烈的高应变带．并具有独特的变形机制、应变序列以及构造变形。本文运用构造－地层研究方法对该碰撞带的构造特征加以分析和研究。  相似文献