Numerical modeling of three‐phase dissolution of underground cavities using a diffuse interface model

Natural evaporite dissolution in the subsurface can lead to cavities having critical dimensions in the sense of mechanical stability. Geomechanical effects may be significant for people and infrastructures because the underground dissolution may lead to subsidence or collapse (sinkholes). The knowledge of the cavity evolution in space and time is thus crucial in many cases. In this paper, we describe the use of a local nonequilibrium diffuse interface model for solving dissolution problems involving multimoving interfaces within three phases, that is, solid–liquid–gas as found in superficial aquifers and karsts. This paper generalizes developments achieved in the fluid–solid case, that is, the saturated case [1]. On one hand, a local nonequilibrium dissolution porous medium theory allows to describe the solid–liquid interface as a diffuse layer characterized by the evolution of a phase indicator (e.g., porosity). On the other hand, the liquid–gas interface evolution is computed using a classical porous medium two‐phase flow model involving a phase saturation, that is, generalized Darcy's laws. Such a diffuse interface model formulation is suitable for the implementation of a finite element or finite volume numerical model on a fixed grid without an explicit treatment of the interface movement. A numerical model has been implemented using a finite volume formulation with adaptive meshing (e.g., adaptive mesh refinement), which improves significantly the computational efficiency and accuracy because fine gridding may be attached to the dissolution front. Finally, some examples of three‐phase dissolution problems including density effects are also provided to illustrate the interest of the proposed theoretical and numerical framework. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

泛长三角区域入境游客空间格局与意象研究

城市是游客活动的重要空间载体,把握游客在城市间流动特征是探究区域城市旅游联系、明确旅游影响区域发展的作用机制与优化未来城市旅游发展布局及策略的前提和基础。本研究借助聚类法、挖掘算法与网络分析法,以地理标记照片为研究对象,对泛长三角区域52个地级城市入境游客空间特征从分布、类型、流动、意象等视角进行分析。结果显示：依据入境游客聚集程度泛长三角区域可被划分为入境旅游核心区、次核心区与边缘区,其中,核心区与区域经济中心高度吻合,次核心区旅游资源特色突出,边缘区旅游发展潜力较高。同时,入境游客流动网络密度由中部核心区向外部边缘区逐渐降低,形成一个包含四等级的网络层级结构。且各省市区域内部入境游客分布与流动也呈现差异化特征,并与各地资源禀赋、经济水平、交通条件和服务接待水平等因素密切相关。最后,入境游客意象分析也在一定程度印证出目的地最本质的地方性特征对入境游客空间分布和流动特征的影响及作用。     

西藏朋曲流域不同地貌部位流动沙丘粒度特征

沙丘粒度特征不仅能反映沙丘沙物质的来源与动力,也可以体现地形对风沙流运移的改变。对西藏朋曲流域不同地貌部位流动沙丘表层沉积物的粒度特征进行分析。结果表明：（1）朋曲流域流动沙丘表层沉积物粒度组分以中沙（46.51%）和细沙（40.52%）为主,粗沙（5.87%）与极细沙（5.87%）次之,黏土（0.37%）与粉沙（0.85%）含量最低。流动沙丘表层沉积物平均粒径1.41—2.32 Φ,分选系数0.45—0.79 Φ,偏度0.01—0.24,峰度0.98—1.80。（2）从河漫滩到河流阶地到山坡,流动沙丘粒度逐渐变小,频率分布曲线逐渐变高变窄,粒径越来越集中,沿主导风向自西南向东北概率累积曲线斜率逐渐增大,分选性逐渐变好。（3）河漫滩至河流高级阶地流动沙丘表层沉积物随海拔升高粒径变小,坡麓至坡顶随海拔升高粒径变大,分选却变好,表明山坡上沙丘与阶地上沙丘的沙物质来自于不同河段的河床或河漫滩。     

GF-2在城市绿地分类及景观格局度量中的应用

城市植被是维护城市生态系统平衡的重要组成元素,不同类型的植被具有不同的生态服务效益,然而基于植被精细分类的城市绿地景观格局度量研究较少。因此本文以北京城市副中心为研究区,使用夏、冬两季GF-2卫星遥感影像,基于随机森林特征优选和面向对象分类,划分了植被类型,并在此基础上使用景观指数法和移动窗口法分别度量了功能区尺度和栅格尺度绿地景观特征。研究结果表明：针对GF-2数据,使用多尺度分割后影像对象的光谱、纹理特征可以有效地提取植被信息;不同时相的影像能反映各类型植被的物候特征,相比于单时相数据,其分类精度更高,达到了87.7%;各功能区绿地景观格局特征差异较大,城市绿心拥有最丰富的植被且分布集中,商业区植被覆盖度和多样性均较低,绿地景观破碎;北京城市副中心景观多样性及各类型植被分布特征的空间差异显著,当前副中心绿地景观格局已形成规划的基本轮廓,但城市绿心和老城区公共绿地的建设仍有不足。研究探明了北京城市副中心绿地建设现状,证明了国产GF-2卫星在城市生态环境监测中具有较高的应用价值,有助于推动GF-2在城市生态环境领域的应用,并为副中心建设中的绿地系统监测和优化提供参考。     

“16·7”华北极端强降水特征及天气学成因分析

2016年7月19-20日华北出现了当年入汛以来最强降水过程。此次降水过程为一次影响范围广、累积雨量大、持续时间长的极端强降水过程,其强度较"96·8"强,仅次于"63·8"。以暖云降水为主,短时强降水特征明显,局地小时雨强强、且具有明显的地形降水特征。此次强降水发生在南亚高压东伸加强、副热带高压西伸北抬、中高纬度西风带低涡系统发展的环流背景下,黄淮气旋、西南和东南低空急流的异常发展以及水汽的异常充沛表明此次强降水过程动力抬升和水汽条件非常有利。强降水过程表现出明显的阶段特征,主要分为两个阶段:19日凌晨至白天为高空槽前偏东风导致的地形强降水、19日夜间至20日为黄淮气旋系统北侧螺旋雨带造成的强降水。第一阶段的降水主要与高空槽前偏东风/东南风急流的发展有直接关系。这一阶段对流降水旺盛,中层弱干冷平流以及低层强暖平流是对流不稳定能量的维持机制,强降水形成的冷堆与局地地形作用产生的中尺度锋生过程为对流持续新生提供了有利条件。第二阶段的降水主要与低涡切断和黄淮气旋的强烈发展有关。该阶段降水对流相对较弱,黄淮气旋进入华北以后移动缓慢,从而造成降水持续时间较长。     

鲁西北连续两次强降水过程对比分析

利用各种观测资料和NCEP/NCAR 1×1°再分析资料,对2012年7月30日夜间和31日夜间鲁西北连续两天强降雨天气进行诊断和对比分析。结果表明:强降水产生在西风槽前和副热带高压边缘的偏南暖湿气流中,西风槽稳定少动,台风在东南沿海北上,副高加强北抬,为鲁西北连续两天的强降水提供了天气尺度背景。925hPa及以下的低层,来自于渤海的偏东气流和来自于华东沿海的东南气流同时向鲁西北强降水区输送水汽,低层比湿大,CAPE和K指数较高。第1次强降水产生在偏南气流的暖区中,降水强度大,维持时间短。第2次强降水期间,低层有冷空气锲入,把暖湿气流抬升,前期为对流性降水,中后期转为稳定性降水,降水强度小,维持时间较长。850hPa及以下倒槽式切变线和中尺度低涡环流是造成强降水的中尺度影响系统,近地面层来自于渤海的东北气流与来自于东南沿海的东南暖湿气流形成中尺度涡旋,产生气旋式辐合上升,触发对流不稳定能量释放。对流云团在鲁西北形成长形的中尺度对流系统(MCS),稳定少动,有明显的列车效应和后向传播特征。强降水具有较强的日变化,夜间发展增强,白天减弱。     

The geometry of space-time prisms with uncertain anchors

Space-time prisms envelop all spatio-temporal locations that moving objects may have visited between two of their known spatio-temporal locations, given a bound on their travel speed. In this context, the known locations are often the result of observations or measurements, and they are called ‘anchor points’. The classic space-time prism, in isotropic two-dimensional space, as well as in transportation networks, assumes that the measurements of these anchor points are exact. Whereas, in many applications, we can assume that time can be measured fairly precisely, this assumption is unrealistic for the spatial components of measured locations (we think of Global Positioning System (GPS) errors, for instance). In this paper, we extend the classical prism from anchor points to circular ‘anchor regions’ that capture the uncertainty or error on their measurement. We define the notion of a space-time prism with uncertain anchor points, called uncertain prism, for short. We study the geometry of uncertain prisms in an arbitrary metric space to make this concept as widely applicable as possible. We also focus on the rims of uncertain space-time prisms, which demarcate the area that a moving object can have visited between two anchor regions (given some local speed limitations).     

EC细网格对黔南州温度预报的订正研究

该文采用EC细网格2 m温度预报场及国家站实况资料,通过滑动平均法、双权重滑动平均法、多项式拟合法以及最佳系数法对EC细网格2 m温度在黔南州的预报进行订正分析,结果显示:4种方法订正后最高气温7 d平均准确率分别提升了12.70%~17.84%,最低气温7 d平均准确率分别提升了1.14%~2.86%。对于高温预报,最佳系数法订正效果最优,其次是多项式拟合法,对于最低气温,前3 d采用滑动平均法订正效果最明显,第4 d开始则采用最佳系数法订正,订正效果更明显。4种订正方法均在7-9月效果最明显。黔南州西部及中部地区多项式拟合法订正效果更好,州东南部地区最佳系数法与滑动平均法订正效果更好,但在120 h时效后滑动平均法的订正效果明显下降,州北部地区最佳系数法订正效果更为明显。     

车辆监控的信息管理系统设计及其关键技术分析

本文针对大量车辆的位置定位及其信息管理等主要内容进行了研究,给出了具有广泛扩展性的车辆监控管理信息系统的设计,并对其关键技术进行了探讨,最后给出了基于GPS与GPRS的系统实例测试分析。     

半荒漠风沙区土地沙漠化生物整治技术的研究

试验证明,土地沙漠化生物整治技术能在半荒漠风沙区取得显著的作用和效果。在柠条、毛条、花棒、杨柴、沙木蓼等灌木树种的适生立地上营造防风固沙林,林后3~4年,灌木就可郁闭成林,流动沙丘完全被控制变为固定沙丘;林下植被结构得以改善,优良品种增多,如能合理开发其饲料等用途,还具有十分可观的经济效益。