中国三峡库区土壤侵蚀及泥沙控制

三峡库区严重的土壤侵蚀与泥沙输移是三峡库区泥沙重要的来源之一,威胁三峡工程安全。坡耕地是三峡库区泥沙主要源地,占入库泥沙的46%;大规模的库区后靠移民工程引起的土地利用变化与山区开发及三峡工程建设过程的工程扰动加剧了土壤侵蚀与产沙。三峡工程建设及运行后引发的滑坡、泥石流等地质灾害将进一步增加入库泥沙量。为了有效控制三峡库区土壤侵蚀,减少水土流失,保护库区环境,从1989年开始以小流域综合治理为典型模式的水土保持工程在三峡库区广泛开展,有效控制了库区土壤侵蚀与泥沙输移。宜昌市夷陵区太平溪小流域综合治理模式是三峡库区小流域综合治理的成功模式,文章分析了其治理模式与水土保持及泥沙控制效益。应用水保法评价了三峡库区水土保持与小流域综合治理的减沙效益,并把评价结果与遥感监测分析法进行了对比分析,认为两种评价结果均在可接受范围。结果表明经过16年的水土保持与小流域综合治理,截至2005年三峡库区年均减少土壤侵蚀43.75–45.94×106 t ,减少入库泥沙12.25–12.86×106 t 。     

电磁流量测井原理及应用

全面地介绍了电磁流量测井的基本原理、测量方法、数据采集方式、资料整理及解释方法等,有助于详细了解电磁流量测井仪器及其实际应用。水文地质勘探混合抽(注)水试验时,进行电磁流量测井,可获得分层抽(注)水所能得到的资料。电磁流量测井实质是测量流速的感应数据,分为自然静态静止水位和抽(注)水动态静止水位测量,测量方式有连续测量和点测。定性、定深、定厚解释原则为:在仪器基底值的基础上,幅值增加为涌水层,减小为吸水层,不变为隔水层;曲线变化之拐点是界面反映,由其确定深度、厚度。进行水量计算时,先在孔中测定仪器灵敏度,通过含水层顶板的反映值得到速度值,再由井径计算钻孔过水截面积,由此计算水量。     

考虑初始结构性影响的吹填软土应力应变关系

正常沉积的土体一般具有结构性。目前土的本构模型大多数是以非结构性土为基础建立和发展起来的,用它们直接描述结构性土体应力应变关系与实际出入很大。本文以修正的剑桥模型为基础,建立了可考虑初始结构性影响的结构性吹填软土应力应变关系。与修正的剑桥模型相比,只增加了参数的个数,但参数种类不变,其值通过室内常规试验即可求得。对天津滨海新区吹填场地经过真空预压处理后有结构强度的吹填土体进行了三轴试验,通过试验值与模拟值分析比较,初步验证了本文建立的模型可以考虑吹填软土初始结构性影响。     

中国半干旱区农田土壤碳、氮、磷含量对玉米生产的影响

中国干旱半干旱区占据陆地大片区域,主体位于内蒙古高原、黄土高原、新疆及青藏高原。半干旱区处于季风和非季风的边缘,降水稀少,生态环境脆弱,对气候变化敏感。探究半干旱区农田生态系统有机碳对作物生产和碳储存的影响机制及固碳潜力,对提高区域作物生产水平和生态安全具有重要意义。本研究区位于中国宁夏南部典型半干旱区,基于2017—2019年主要粮食作物玉米生产对土壤有机碳以及氮磷的响应,运用农田生态系统调查取样的方法,开展耕层土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全磷（STP）及碳氮比（C/N）对玉米生产水平及有机碳储存的影响研究,分析农田SOC的合理贮存范围。结果表明：（1）SOC、STN、STP含量对玉米产量影响差异显著。一定阈值内SOC、STN、STP含量及土壤C/N对玉米产量表现出积极的正效应,而当SOC、STN、STP以及C/N分别超出10.00 g·kg^-1、1.00 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、8.50的阈值后,玉米产量的增长出现减缓,甚至下降趋势;（2）研究区域SOC含量从3.00 g·kg^-1增加至13.00 g·kg^-1的阈值,对籽粒有机碳、蛋白质、淀粉、粗脂肪、可溶性糖等含量的提升呈现积极的正效应,分别增长43.47%、77.13%、52.16%、56.92%、116.71%,均呈先快速增长,后逐渐趋于平缓趋势。而SOC对籽粒全氮和全磷呈现倒U型变化趋势。STN、STP对玉米品质的影响相对较弱;（3）研究区作物耕层SOC、STN、STP含量与生态系统固碳潜力具有较强的正相关性,而SOC、STN、STP含量过高,作物固碳潜力基本保持稳定。研究结果较好反映了研究时间段内SOC、STN、STP含量与作物生产水平及提高SOC储存的关系。本研究认为宁夏南部半干旱区,农田SOC、STN、STP、C/N的合理阈值分别为10.00—12.00 g·kg^-1、0.80—1.10 g·kg^-1、0.70—0.85 g·kg^-1、8.00—9.00。     

离子色谱-电感耦合等离子体质谱法测定乳粉的汞形态

对于乳粉的汞形态分析,由于基质的复杂性,有机汞非常容易与样品中蛋白质上的巯基结合,形成稳定的络合物,在前处理过程中须保证各形态提取完全且各形态之间不会发生相互转化,因此样品前处理是汞形态分析的难点;同时乳粉中汞含量极低,对方法检出限提出了更高的要求。本文通过优化样品前处理过程,建立了离子色谱-电感耦合等离子体质谱测定乳粉中三种汞形态(二价汞、甲基汞、乙基汞)的方法。实验采用多种复合酶(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶)对乳粉基质中的蛋白、脂肪、淀粉进行解离,采用L-半胱氨酸-盐酸-甲醇的混合溶液作为提取剂进行超声提取,样品过RP固相萃取小柱去除杂质后用C18色谱柱(5μm,4.6 mm×150 mm)进行分离,流动相采用10 mmol/L乙酸铵-0.12%L-半胱氨酸-5%甲醇混合溶液进行淋洗,5 min内即可实现三种汞形态的基线分离。二价汞、甲基汞和乙基汞的加标回收率在79.9%~111.2%之间,检出限分别为0.5μg/kg、0.6μg/kg、0.9μg/kg。实际样品分析表明,汞总量很低的乳粉,汞各形态的提取率也能达到70%以上,能够满足检测要求。本方法在样品前处理过程中采用酶解的方式解离复杂基体中的汞形态,提高了提取率至80%以上;仪器分析方面采用甲醇作为增敏剂,提高了检测灵敏度,适用于乳粉样品中痕量汞形态的检测。     

增殖放流影响下东海北部海域三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)最大可持续产量评估

当渔业资源出现衰退时,加强资源增殖放流以养护渔业资源、提高渔业产量对于渔业资源可持续利用具有重要意义;与此同时,增殖放流的实施会对基于资源开发与管理的评估的结果产生影响。基于2001~2015年间东海北部海域三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)渔业数据,采用增殖剩余产量模型,对东海北部海域三疣梭子蟹的最大可持续产量(MSY)及取得MSY时所需捕捞努力量(E_MSY)和原存生物量(B_MSY)进行了评估,并与传统Schaefer模型评估结果进行了比较。结果表明,当年增殖放流量约在3×10⁶~95×10⁶尾之间时,三疣梭子蟹年产量逐渐增加, MSY在14.2×10⁴ t和14.6×10⁴ t之间, E_MSY基本在15×10⁴吨位左右。增殖放流量增加,其对应的MSY也越高,能承受的E_MSY也越高(从15×10⁴~15.4×10⁴吨位之间),相反B_MSY则减小(从188.4×10⁴ t降至186.6×10⁴ t)。与传统的Schaefer模型评估结果相比,增殖剩余产量模型由于考虑了增殖放流生物量的因素,得到了MSY和E_MSY有所增加,而B_MSY有所下降的结论。研究结果有望为该研究海域三疣梭子蟹可持续地捕捞、放流与管理提供科学依据。     

Intensity of competition for forage between livestock and wild herbivores based on grassland carrying capacity北大核心CSCD

放牧家畜与食草野生动物争草(畜兽冲突)是人兽冲突在草原放牧业中的具体体现,其涉及面广,对牧民生计影响明显。畜兽冲突强度研究对完善野生动物损害补偿制度、促进人与自然和谐共生具有重要意义。论文通过地面调查与模型模拟,考虑草地牧草产量、家畜存栏量和食草野生动物种群数量,提出了放牧家畜与食草野生动物争草冲突强度量化方法,评价了三江源国家公园玛多县牧草地畜兽争草强度。结果表明：(1)据2022年样线调查和随机森林模型估计,玛多县藏野驴(Equus kiang)、藏原羚(Procapra picticaudata)种群密度分别为0.2157头/km2、0.1655只/km2,种群数量分别为5307头、4073只,折合23264羊单位(SU),2018年末各类家畜存栏量34.2万SU,畜兽争草相对强度为1/14.7。(2)玛多县高寒草甸、高寒草原的可食牧草产量分别为118.7 g/m2、88.3 g/m2,可承载密度分别为0.2710 SU/hm2、0.1532 SU/hm2,理论承载力52.85万SU。家畜承载率、食草野生动物承载率、家畜+食草野生动物承载率分别为64.7%、4.4%和69.1%。(3)国家公园内的乡镇,草地承载力盈余,家畜承载率低、野生动物承载率高,但畜兽争草相对强度较大,建议完善移民搬迁、野生动物损害补偿制度,强化国家公园体制建设;国家公园外的乡镇,草地超载严重,家畜承载率高,畜兽争草强度不高,建议减畜增效、绿色发展。     

Incrementalization of a single hardening constitutive model for frictional materials

The governing equations for an elasto‐plastic constitutive model for frictional materials such as soil, rock, and concrete are presented, and the incremental form is indicated in preparation for implementation of the model in a user‐defined module for finite element calculations. This isotropic, work‐hardening and ‐softening model employs a single yield surface, it incorporates non‐associated plastic flow, and its capability of capturing the behaviour of different types of frictional materials under various three‐dimensional conditions has been demonstrated by comparison with measured behaviour, as presented in the literature. The incrementalization procedure is indicated and the resulting equations for the single hardening model are presented together with parameters for a dense sand. Following the implementation of the model, these parameters are used for evaluation of different integration schemes as presented in a companion paper by Jakobsen and Lade (Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. 2002; 26 :661). Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

How important is the selection of computational analysis method to the accuracy of rainwater tank behaviour modelling?

As the concept of sustainable urban water management is incorporated into the practice of urban water resource managers, actions, such as the utilization of roof runoff via rainwater tanks, which have multiple benefits, are increasingly being built into urban water systems. Modelling tools are frequently used to predict the yield from rainwater tanks and to estimate the storage capacity required to achieve a given potable supply reduction level, with these estimates used in both urban water resources policy development and engineering design. Therefore, it is important that the accuracy of commonly used models is understood. This paper investigates the impact of computational time step, computational operating rule, initial storage level, and the length of simulation period on the accuracy of the storage–yield–reliability relationship calculated using a simple rainwater tank behaviour model. Four time steps (ranging from 6 min to 24 h), two operational rules (supply before spillage and supply after spillage), two initial storage level states (empty and full), and three simulation periods (50 years, 10 years and 1 year) were applied to a wide range of rainwater tank system configurations and three different locations in Australia. It was found that the supply‐after‐spillage computational operating rule is preferable, while the ratio of the average demand volume in a single computational time step divided by the storage capacity (ΔD/S) can be used to assess whether a given combination of demand, storage, inflow, and computational time step will provide long‐term yield estimates that are within ± 5% of the values produced by a simulation that used a 50‐year time series of climate, 6‐min time step, and a supply‐after‐spillage operational rule (50‐6‐YAS). Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.