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    1. 1961-2014年淮河流域极端气温时空特征及区域响应
    孙玉燕;孙鹏;姚蕊;张强;王友贞
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (1): 1-11.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.01.001
    摘要86)      PDF (4833KB)(362)   

    基于淮河流域气温日数据和趋势性、相关性等方法,全面分析淮河流域极端气温时空变化特征和流域气温变化对全球气候变化的区域响应。研究表明:① 最低气温极高值与最低气温极低值呈大范围显著上升趋势,最大增幅为0.4 ℃/10a及1.3 ℃/10a。东南部城市化高引起的热岛效应是极端暖指数在淮河流域东南部呈显著上升趋势的主要原因;② 极端冷指数呈下降趋势,除IDO和CID,淮河流域绝大部分地区其他极端冷指数呈显著下降趋势,气候变暖延长了淮河流域作物生长季;③ 淮河流域极端冷指数变化幅度大于极端暖指数,夜指数大于昼指数;东部地区极端气温指数变化幅度和显著性检验通过率均大于西部地区,且东南部的极端暖指数增幅是最大的;突变发生时间上,极端冷指数早于极端暖指数约10a;多数极端气温指数变化趋势与经纬度、海拔显著相关。

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    2. 华夏地块南缘凤凰山岩体形成时代及成因
    余晨颖;张健;尹常青;刘锦;陈国楷
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (4): 14-29.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.04.002
    摘要250)      PDF (2860KB)(359)   

    中生代以来的岩浆事件记录一直是华夏地块中新生代大地构造演化的研究热点。近年来关于华夏中生代花岗岩的研究主要集中于南岭及闽浙沿海地区,对于粤东南地区的研究程度较低。通过地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素等手段,旨在探讨华夏地块南缘凤凰山岩体的形成时代、岩石成因机制及其大地构造环境。野外调查及岩相学研究表明,凤凰山岩体的岩石组合为黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩,锆石UPb年龄分别为(156±2) Ma和(158±3) Ma,为晚侏罗纪岩浆活动的产物。两组花岗岩均具有高硅(SiO2=72.66%~76.63%)、富碱(Na2O+K2O =7.89%~9.43%)、低镁(MgO=0.05%~0.54%)和弱过铝质(ASI=1.02~1.04)的特征,富集Rb、Th、U等元素,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素,且P2O5含量与SiO2含量呈明显的负相关关系。岩相学和地球化学显示,黑云母钾长花岗岩应属于弱分异I型花岗岩,而黑云母二长花岗岩分异指数较大(DI=93.91~95.74)、固结指数较小(SI=0.48~0.66),Rb/Sr(=99.12~243.75)和Rb/Ba(=67.45~203.80)比值较高、Eu负异常强烈(δEu=0.01~0.02),稀土元素配分图呈“海鸥式”分布,应属于高分异I型花岗岩。黑云母二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩 εHf( t )分别变化在-8.4 ~ -5.4和-9.4 ~ -7.0;二阶段Hf模式年龄TDM2 变化范围分别在1 545~1 741 Ma和1 648~1 804 Ma,表明两者都是中-古元古代古老地壳物质重熔的产物。结合该时期区域构造背景,推断凤凰山岩体可能发育在与大洋俯冲板片后撤断离相关的岩石圈伸展的构造环境下,是地壳拉张减薄引起幔源岩浆底侵,带来大量热量,导致中-古元古代古老地壳物质发生部分熔融形成的产物。

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    3. 贵州壮族人群25个Y-STR 基因座遗传多态性
    国学红;何燕;张秀秀;张婷;王婵娟;官志忠
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 120-127.  
    摘要226)      PDF (1989KB)(324)   

    调查贵州黔东南苗族侗族自治州从江县壮族无关男性个体的25个Y-STR 基因座的遗传多态性,并探讨与其他12民族群体的遗传关系。采用Y27plex荧光检测试剂盒复合扩增67例样本,采用3130XL遗传分析仪进行毛细管电泳检测,使用Arlequin 3.5 、Mega 7.0 、SPSS19.0等一系列遗传学软件对基因分型结果进行统计。除2个双拷贝基因座DYS385ab、DYS387S1分别检出8、10个等位基因外,其余23个单拷贝基因座共检出86种等位基因,等位基因个数为2~7不等,等位基因频率为(0.014 9~0.970 1),基因多样性GD值为0.058 8(DYS456)~0.823 6(DYS387S1),25个Y-STR基因座组成的单倍型共检出36种,其中66.7%为唯一单倍型,单倍型多样性HD值为0.957 9。Rst遗传距离矩阵显示:贵州壮族人群父系遗传结构与文献中的福建畲族、内蒙古的蒙古族、山西汉族人群较为相似,与广西壮族、云南哈尼族、新疆维吾尔族、辽宁满族、吉林朝鲜族、萨尔茨堡人群差异明显。而与新疆哈萨克族、安多藏族、西非人群差异显著。25个Y-STR 基因座在贵州壮族人群中具有良好的遗传多态性,可应用于父系亲权关系鉴定。

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    4. 敦煌旱峡古玉矿遗址工具石锤及其岩石材料来源分析
    杨炯;张跃峰;丘志力;陈国科;王辉;张钰岩;郑昕雨
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (4): 1-13.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.04.001
    摘要77)      PDF (3782KB)(300)   

    石器工具是石器时代生产力和生产方式的重要标志。敦煌旱峡古玉矿遗址是中国目前发现最古老的玉(闪石玉)矿遗址,石器工具的矿物岩石材料学特征对于揭示当地采矿(玉)工业面貌和人群活动特点有明显的学术价值。利用偏光显微镜、XRF和ICP-MS等进行的测试显示,敦煌旱峡古玉矿遗址9件典型工具石锤的原岩分别为闪长玢岩、花岗闪长玢岩、辉绿岩、玄武岩和英安岩等岩浆岩。从宏观特征、显微结构、主微量元素特征及构造环境4个方面将石锤与附近区域出露的岩石进行了对比分析,发现它们的地质地球化学特征与以玉矿遗址为中心直径100 km范围内出露的岩浆岩一致,分别形成于火山弧及板内环境。结果表明,除部分卵石石锤外,敦煌旱峡古玉矿遗址石锤主要是就地/近取材于敦煌地块三危山玉矿及附近(以遗址为中心直径100 km范围内)的岩浆岩,特别是附近较为致密坚硬的次火山岩和火山岩。根据石锤的野外分布特点及其与其它采矿遗址石锤的比较,认为目前所研究的石锤更多为选矿(玉)工具,石锤的形制特点所反映的人类行为和社会系统力量的“技术表现”对探索采矿人群的意义有待深入探讨。

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    5. 预条件共轭梯度法求解三维地电场有限元方程的网格分析
    王威;李景富;刘洁
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 1-6.  
    摘要85)      PDF (3059KB)(287)   

    为了优化预条件共轭梯度法求解三维地电场有限元方程的效率,通过系统的网格分析,提出在常规六面体网格基础上二次剖分得到四面体网格的方案。模型分析结果表明,对于均匀网格,不完全Cholesky共轭梯度法(ICCG)和超松弛预条件共轭梯度法(SORCG)均可成功求解;对于非均匀网格,六面体剖分会导致ICCG的预条件因子不符合条件而求解失败,但采用新的四面体剖分ICCG不仅成功求解而且相对六面体网格可以节省约50%的内存需求。

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    6. 海底表层水合物绞吸单齿破碎仿真分析
    王广申;王国荣;钟林;张亦弛;邱顺佐
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (5): 1-7.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.05.001
    摘要82)      PDF (1856KB)(274)   

    固态流化机械采掘的原位绞吸式开采是目前较为适用的海底表层水合物开采技术之一。基于离散元法建立了单齿切削水合物的拟三维数值仿真模型,对单齿切削水合物的破碎过程进行了研究。研究结果表明:1)水合物破碎仍然遵循岩石的破坏机理,纯态水合物呈塑性破坏、海洋水合物沉积呈脆性破碎;2)切削厚度越深,崩落的海洋水合物沉积物体积呈越大的趋势;3)切削厚度小于8 mm时,切削力随切削厚度成线性增大。运用三维离散元法研究绞吸头单齿破碎水合物具有可行性,其研究结果可为绞吸式机械采掘及绞吸头的设计、开采参数的制定提供依据。

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    7. 南海及周边地区晚春初夏降水变异关联主模态及其机理
    简茂球;彭敏;罗欣
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (5): 1-9.  
    摘要85)      PDF (6530KB)(251)   

    基于近38年的观测资料,对南海及周边地区5、6份降水变异关联主模态及其机理进行了统计诊断分析。南海及周边地区5、6月份降水的第一关联主模态反映出5、6月的降水变异的空间分布相似,即中南半岛、南海及菲律宾海均为同号区,而在中国南方地区则与之反号;时间尺度上以年际变化为主。该模态与前期发生的ENSO事件有密切联系,在ENSO冷事件(暖事件)的强迫作用下,使得5、6月份在南海-菲律宾附近出现持续的异常气旋(反气旋),进而影响南海及周边地区的降水的持续异常。第二模态显示南海及周边地区5月、6月降水异常的空间分布大致反相,其中在南海中部及菲律宾海的降水异常与我国东部的降水负异常反号;时间尺度以年代际变化为主。该模态主要是受南海夏季风爆发时间出现年代际提前的影响所致,其中又以低频季内分量的年代际变异的作用更为重要。

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    8. 荷载作用下软土压缩模量与孔隙结构关系研究
    闫小庆; 周翠英; 房营光;林鲁生
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (5): 57-63.  
    摘要56)      PDF (1350KB)(241)   

    以深圳软土为研究对象,通过压汞试验获取了软土孔隙结构的特征参数,研究了在荷载作用下软土压缩模量与孔隙体积含量、孔隙尺度大小、孔隙连通量等软土结构特征的关系;探讨了在荷载作用下软土压缩模量随土体孔隙结构变化的机理。研究表明:① 在荷载作用下软土压缩模量随其孔隙体积、平均孔径大小及孔隙连通量均呈双曲线形的负幂函数变化;② 荷载作用下软土压缩模量随孔隙结构的变化过程可分为两个阶段。

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    9. 伶仃洋ZK19孔全新统有机物δ13C和C/N值特征及东亚季风演变记录
    陶慧;王建华;陈慧娴;瓦西拉里;吴加学
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (3): 1-12.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.03.001
    摘要78)      PDF (2582KB)(233)   

    为了深入探讨珠江河口区全新世东亚季风演变历史,对珠江口伶仃洋海区ZK19孔全新统开展年代学、有机碳同位素等地球化学多指标的研究。年代测试结果分析显示:钻孔早、晚全新世沉积完整,缺失高海平面期的中全新世沉积,研究认为该地层缺失是因水下侵蚀导致。钻孔δ13C和C/N值分析结果表明,早全新世沉积物中偏负的δ13C值和逐渐增大的C/N值,指示早全新世东亚强夏季风不断增强,不断增强的降水使钻孔区含较多的陆源有机质;而晚全新世逐渐偏正的δ13C值和变小的C/N值表明,东亚夏季风不断减弱,降水量逐渐减小,陆源有机质输入逐渐减少,但这些指标在1.5 cal ka BP开始受人类活动影响,近500年来影响较显著。早、晚全新世东亚夏季风变化趋势主要与岁差相关的北半球日照量相关,而在东亚夏季风整体变化趋势下,还存在千年-百年尺度的气候波动周期,与太阳活动强度和周期的相对应。

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    10. 关于主-从混沌蔡氏电路系统滞后同步的若干新判据
    卢雪菁;吴晓锋
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 76-84.  
    摘要76)      PDF (1357KB)(230)   

    研究主-从蔡氏电路(Chuas Circuits)系统在线性状态误差反馈控制下存在通道时延时的滞后混沌同步问题。运用多项式理论中的斯图姆定理和因式分解定理等工具,严格证明了几种控制增益矩阵情形下的代数型滞后混沌同步判据,并通过与现有文献同类判据的实例比较,验证了这些新判据具有更少的保守性。

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    11. 中南半岛春季土壤湿度对南海及其周边地区夏季降水的影响
    游家兴;李江南;赵杨洁;毛江玉
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 34-43.  
    摘要103)      PDF (3245KB)(228)   

    通过SVD分析等统计方法对中南半岛春季土壤湿度对南海及其周边地区夏季降水的影响进行了诊断分析,结果表明:中南半岛春季土壤湿度与西太平洋夏季降水呈现显著正相关,而与东印度洋夏季降水为显著负相关。中南半岛春季土壤湿度表现正异常时,西太平洋夏季降水增加;东印度洋夏季降水减少;正异常时,局地的蒸发偏大,近地面湿度增大,地面到大气的潜热通量增加;地表反照率减小,对太阳短波辐射的吸收更加强烈,向上的短波辐射相应减少,导致近地面温度降低,感热通量和长波辐射减少,使得海陆热力差异减小,有利于季风加强,季风爆发时间偏早,从而导致从东印度洋的水汽输往西太平洋,增加西太平洋的降水;反之亦然。

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    12. 基于零水印与脆弱水印的矢量地理数据多重水印算法
    梁伟东;张新长;奚旭;张鹏程
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (4): 1-8.  
    摘要130)      PDF (2063KB)(226)   

    为了兼顾矢量地理数据的版权保护与内容认证,同时保证数据的精度,提出一种基于零水印与脆弱水印的无损嵌入的多重水印算法。该算法以矢量图元节点数据为基础,根据需求对数据进行不同程度的点约束数据分块,针对数据版权保护,利用道格拉斯算法和Delaunay三角网提取特征点和特征信息,结合Arnold置乱算法,构造大容量的零水印;针对数据内容认证,通过空间排序与零比特动态扩展,设计一种无损嵌入的用于精确认证的脆弱水印。实验结果表明,本研究提出的零水印算法可对常见的地图攻击与组合攻击具有较强鲁棒性;脆弱水印算法能对数据进行有效认证,并精确标记出被篡改的要素。

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    13. 化学成分对花岗岩残积土抗拉张力学特性的影响
    孙银磊;汤连生
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 7-13.  
    摘要97)      PDF (2745KB)(222)   

    结合花岗岩残积土的受拉特性,将花岗岩残积土筛分成不同粒径范围的土样,通过浓盐酸处理,利用XRD光谱分析处理前后土样化学成分的变化情况。利用自制土体直拉强度测试仪,对盐酸处理前后不同粒组土样进行不同含水量下的单轴抗拉强度试验。利用微观层析成像技术分析处理前后颗粒的变化情况,探讨花岗岩残积土抗拉强度的主要影响因素及变化规律。结果显示:经过盐酸浸泡处理后,5种粒组花岗岩残积土样中的游离氧化铁,如α-FeO(OH)、α-Fe2O3、Fe3O4等均消失,仅剩下SiO2和少量的Al2Si2O5(OH)4。盐酸处理前各粒组的土样的抗拉强度随着含水量的增大呈现先增大后减小趋势,存在一个“凸峰”现象。HCl与花岗岩残积土中的铁、铝氧化物发生化学反应,消耗掉包裹在花岗岩残积土基本团粒单元外围的铁、铝胶质,与此同时也损耗了连接各结构单元体的胶结物质,使得花岗岩残积土微观结构遭到破坏,团聚体失去胶结物质等的约束。土颗粒之间的粒间吸力,特别是结构吸力的减小导致土样在拉应力的作用下容易被拉断。

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    14. 一种基于信息熵和DTW的多维时间序列相似性度量算法
    乔美英;刘宇翔;陶慧
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (2): 1-8.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.02.001
    摘要94)      PDF (1321KB)(218)   

    提出一种基于信息熵和动态时间规整(DTW)的多维时间序列相似性度量的方法。首先,基于马氏距离(mahalanobis distance)的DTW,不仅考虑了多维时间序列的各个变量间的相互关系,而且对于长度不同的时间序列,通过动态规整可以进行准确地对齐。其次,利用信息熵理论,通过最小化损失函数,对马氏距离矩阵进行学习,来获得全局最优的马氏矩阵。为了验证所提算法的效果,选用UCI数据集中的5个数据集,采用最近邻分类算法对其进行分类实验。实验结果表明:该算法相比于其他算法,具有较高的分类准确率,且时间消耗较少。

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    15. 芦荟凝胶对成纤维细胞紫外辐射损伤的保护作用
    袁慧杰;廖紫琼;欧阳道福;李晓敏;孙常磊;陈明毅;谢智勇;赖志辉
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (2): 155-159.  
    摘要68)      PDF (1708KB)(212)   

    为了探讨芦荟凝胶对紫外辐射所致皮肤成纤维细胞氧化损伤的保护作用和机制,利用长波紫外线(UVA)辐射体外培养小鼠成纤维细胞株(NIH 3T3),建立紫外线损伤成纤维细胞模型。UVA辐射NIH 3T3细胞后,分别采用CCK-8法以及生化比色法检测不同质量浓度的芦荟凝胶对其增殖及抗氧化酶活性的影响。结果显示,UVA辐射对NIH 3T3细胞造成明显损伤,100、200、400 μg·mL-1芦荟凝胶均可以提高受UVA辐射损伤的NIH 3T3细胞的增殖活性,提高细胞中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的含量,降低脂质过氧化物酶的活性,且呈剂量依赖性。说明UVA对NIH 3T3细胞有损伤作用,100~400 μg·mL-1的芦荟凝胶可以拮抗UVA所致的NIH 3T3细胞损伤,具有光保护作用。

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    16. 基于心率变异性与机器学习的睡眠呼吸事件分类
    梁九兴;张湘民;黄少雄;曾令紫;罗语溪
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 128-134.  
    摘要104)      PDF (1519KB)(212)   

    为了提供一种针对睡眠呼吸暂停低通气综合征(sleep apnea hypopnea syndrome, SAHS)患者的筛查方法,本研究把心率变异性(heart rate variability, HRV)应用于睡眠呼吸模态的分类问题。通过构建和训练概率神经网络(probabilistic neural network, PNN)对HRV各特征值进行有无异常睡眠呼吸事件的判别,以期实现对该病征进行初步筛查的目的。首先,对标注的有无呼吸事件的多导睡眠监测数据提取其心电的HRV特征值,再经过归一化后作为特征向量;其次采用PNN分类算法对特征向量进行训练及分类输出;最后,对模型的预测分类性能进行评价。对于准确率、灵敏度、特异性、受试者工作特性曲线下面积(area under the receiver operating characteristic curve, AUC)及分类耗时等评价指标PNN分类器的结果分别为:75.97%,82.51%,76.22%,0.7936,0.63 s。与广义回归神经网络(generalized regression neural network, GRNN)及极限学习机(extreme learning machine, ELM)分类算法相比,PNN分类算法在灵敏度、特异性、AUC及分类耗时评价维度上均取得最优。本研究基于HRV及PNN分类算法实现了对有无异常睡眠呼吸事件的判别,提供了一种低生理负荷SAHS筛查的途径。

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    17. 甘肃马衔山软玉成矿及玉料产地来源地质地球化学特征分析
    张钰岩;丘志力;杨江南;张跃峰;杨翰;杨炯;李榴芬
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (2): 1-11.  
    摘要235)      PDF (4399KB)(205)   

    甘肃马衔山软玉矿矿化见于新元古界马衔山群一套混合岩、大理岩、黑云母片岩组成的变质地层内,被认为是新石器时代晚期齐家文化玉器玉料的重要来源之一。在野外考察采样基础上,采用X射线粉末衍射、扫描电镜、电子探针、ICPMS、LAICPMS等测试技术,对马衔山成矿围岩及其软玉玉料进行了矿物、岩石及地球化学分析,确定了该地软玉矿物组成、结构构造和主微量、稀土元素组成;在此基础上探讨了马衔山软玉成矿及产地来源的地质地球化学特征。获得以下主要认识:① 马衔山软玉具片状变晶结构和纤维交织结构,玉料主要由透闪石、少量榍石、微量黝帘石及磷灰石组成,优质玉料透闪石含量可达98%以上;② 透闪石为3个不同时期矿化产物,成玉主要和中晚期的透闪石化有关。玉料属于镁质大理岩成因,成玉主要和晚期的碱性花岗岩侵入形成的交代变质作用有关;③ 马衔山软玉微量元素组成,稀土元素含量及分布模式和新疆和田、青海地区及辽宁的软玉有所不同。微量元素具有Th/U高、Cu低特点,稀土元素含量低、具有“海鸥式”稀土元素配分模式等可以作为该产地玉料的源区特征。

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    18. 路内停车价格与泊位数量的组合优化
    关颂衡;李军
    中山大学学报自然科学版    2019, 58 (5): 39-43.   doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.05.006
    摘要62)      PDF (835KB)(203)   

    提出了 “停车服务水平”指标来描述路内停车场能够提供停车服务的概率,建立了考虑泊位利用率的停车服务水平最大化的整数优化模型,从停车价格和停车泊位数两个方面来优化调整路内停车的收费方案。以广州市一个路内停车场为例,验证了指标参数和模型的有效性和合理性。同时,研究表明:不合理的停车价格与泊位数组合会导致经营者与车主的利益均受损。

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    19. 基于HECRAS模型的汉江上游东汉时期古洪水事件研究
    王光朋;查小春;黄春长;庞奖励;张国芳
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (3): 44-53.  
    摘要84)      PDF (2863KB)(200)   

    通过对汉江上游古洪水研究成果的整理,发现6个黄土-古土壤沉积剖面可能记录东汉时期一次古洪水事件。选取其中分布较为集中的4个沉积剖面(LJZ、TJZ、QFC-B、LWD-A)所在河段为研究对象,根据合适的地形数据及水文参数,运用HECRAS模型对东汉时期古洪水事件进行了水面线计算和演进模拟研究。结果表明,4个沉积剖面的模拟水位与野外调查计算水位较好吻合,误差均小于0.25%;河段内洪峰传播时间历时约3 h,洪峰流量削减1.43%,这符合汉江上游的洪水传播特性。这一方面说明基于HEC-RAS模型对于沉积纪录的东汉时期古洪水事件的模拟结果较为可靠;另一方面也说明4个沉积剖面可能记录东汉时期一次古洪水事件。该研究对于充分认识汉江上游的洪水运动规律具有一定的科学意义;对于流域的防洪减灾和洪水预报具有重要的现实意义。

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    20. 汕头市小公园历史街区的发展演变及影响机制
    黄夏苑;李立勋
    中山大学学报自然科学版    2018, 57 (2): 42-51.  
    摘要125)      PDF (2465KB)(195)   

    历史街区是城市的记忆,对城市发展具有重要意义,深入了解历史街区的发展演变及其影响因素,可为城市历史文化的保护、传承与发展提供重要依据。以汕头城市的原点——小公园片区为研究区域,采用地理学的时空演变分析方法,梳理该区域发展演变的基本阶段并分析影响其发展演化的主要因素。研究表明,① 小公园片区的发展可划分为兴起、繁荣、衰败三个阶段,具有明显的阶段性特征;② 小公园片区发展演变的阶段性是地理因素、行政因素、经济因素和社会因素综合作用的结果,各个影响因素在不同时期的作用强度及作用效果均不相同,且这与汕头城市的空间扩展及片区的功能变化密切相关;③ 作为汕头城市的发源地,小公园片区具有凝聚地方认同的力量,未来应注重重塑片区的城市角色与城市功能,促进小公园片区重焕活力,推进保护与改造的进程。

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