不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程， 在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景， 为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点， 开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明： 各测点温度曲线在积极冻结期前4 h急剧下降， 随后逐渐减缓， 降至砂土冰点后趋于平稳， 三种布管方式均满足冻结设计要求； 冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁， 再以“面”的形式均匀地传递给周围土体； 积极冻结21 h后， 采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大， 空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105 mm， 在满足管幕刚度设计要求的前提下， 可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4 h内， 实顶管中线垂直距离100 mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下， 超出此范围后温度变化影响逐渐减弱， 且顶管间冻结壁稳定存在， 表明限位管在满足管间有效封水的条件下， 能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时， 更加便于安装且经济环保。     

椒江口海域围填海强度及环境影响分析

文章对近10年来椒江口两岸主要的围填海工程进行了统计,利用基于围填海强度等级控制理念的围填海潜力评估方法,对椒江口海域的围填海强度及围填海潜力进行了定量评估,并对其造成的环境影响进行了分析。分析结果显示,椒江口海域虽然仍有一定的围填海潜力,但围填海压力较大,椒江口大规模的围填海工程对海岸带地形地貌、海域水文动力环境、滨海湿地生态系统、海洋水环境质量、海洋生物资源等均存在负面影响,为此提出了强化围填海管控、重视海岸带整治修复等建议,以期为椒江口的围填海管控和生态环境保护提供参考。     

基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测

为解决以往模型未考虑地下水位相关影响因素的问题，探讨长短期记忆（LSTM）神经网络在地下水位预测中的应用，利用长短期记忆神经网络，采用多变量输入的方式，构建了基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测模型。以泰安市岱岳区J1号监测井为例，采用2001-2014年地下水水位动态监测资料与相关影响因素数据，利用多变量LSTM神经网络对2015-2016年地下水位进行预测，并与单变量LSTM神经网络和反向传播（BP）神经网络进行对比。研究结果表明：以相关影响变量为输入的BP神经网络无法考虑时序变化规律，预测均方根误差最大，为2.399 3；以地下水位为变量输入的单变量LSTM神经网络仅能根据时序变化作出相应预测，无法考虑相关变量影响，预测均方根误差为2.102 2；基于多变量输入的LSTM神经网络的预测精度显著高于单变量LSTM神经网络和BP神经网络，预测均方根误差最小，仅为1.919 1。总体上，多变量LSTM神经网络地下水位预测模型仅在某些峰值处误差较大，但总体预测效果较为理想。     

Degradation induces changes in the soil C:N:P stoichiometry of alpine steppe on the Tibetan Plateau

Due to the Tibetan Plateau's unique high altitude and low temperature climate conditions,the region's alpine steppe ecosystem is highly fragile and is suffering from severe degradation under the stress of increasing population,overgrazing,and climate change.The soil stoichiometry,a crucial part of ecological stoichiometry,provides a fundamental approach for understanding ecosystem processes by examining the relative proportions and balance of the three elements.Understanding the impact of degradation on the soil stoichiometry is vital for conservation and management in the alpine steppe on the Tibetan Plateau.This study aims to examine the response of soil stoichiometry to degradation and explore the underlying biotic and abiotic mechanisms in the alpine steppe.We conducted a field survey in a sequent degraded alpine steppe with seven levels inNorthern Tibet.The plant species,aboveground biomass,and physical and chemical soil properties such as the moisture content,temperature,pH,compactness,total carbon(C),total nitrogen(N),and total phosphorus(P)were measured and recorded.The results showed that the contents of soil C/N,C/P,and N/P consistently decreased along intensifying degradation gradients.Using regression analysis and a structural equation model(SEM),we found that the C/N,C/P,and N/P ratios were positively affected by the soil compactness,soil moisture content and species richness of graminoids but negatively affected by soil pH and the proportion of aboveground biomass of forbs.The soil temperature had a negative effect on the C/N ratio but showed positive effect on the C/P and N/P ratios.The current study shows that degradation-induced changes in abiotic and biotic conditions such as soil warming and drying,which accelerated the soil organic carbon mineralization,as well as the increase in the proportion of forbs,whichwere difficult to decompose and input less organic carbon into soil,resulted in the decreases in soil C/N,C/P,and N/P contents to a great extent.Our results provide a sound basis for sustainable conservation and management of the alpine steppe.     

天山南坡高冰川覆盖率的木扎提河流域水文过程对气候变化的响应

木扎提河是天山南坡冰川面积覆盖率最大（48.2%）的河流， 流域径流过程对气候变化极为敏感， 为了合理管理和规划水资源， 确保水资源的可持续利用， 亟需定量评估气候变化对该流域水文过程的影响。以VIC-CAS分布式水文模型为计算平台， 利用实测的径流和两次冰川编目间的冰川面积变化数据开展了模型的多目标参数化校正和验证， 有效提高了模拟结果的“真实性”， 然后通过数值模拟结果结合观测数据定量解析了流域径流的组成、 变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明： 木扎提河总径流集中在暖季（5 - 9月）， 占全年总径流量的77.9%， 冰川径流、 融雪径流和降雨径流分别占总径流量的66.6%、 26.4%和7.0%。1971 - 2010年木扎提河流域气温和降水呈显著增加趋势， 由于降水的增加， 降雨和融雪径流均呈增加趋势， 但冰川径流呈现明显减少趋势， 导致总径流呈现下降趋势。在RCP4.5情景下， 未来该流域气温呈现明显升高趋势， 降水表现为微弱下降趋势； 气候变暖后， 更多降水以降雨形式发生， 未来降雨径流将明显增加， 降雪和融雪径流已于20世纪90年代达到峰值， 随后明显减少； 冰川面积将持续萎缩， 冰川径流于21世纪10年代达到拐点， 随后明显减少， 导致河道总径流量也将明显减少。     

南海风暴潮对风场和外围海水敏感性研究

为探索来自西北太平洋台风风暴潮与南海局地生成台风风暴潮不同,本研究在假设两种台风气象条件相同情况下,研究随台风而来外围海水所形成增水对南海沿岸的影响。以0814"黑格比"强台风风暴潮为基础,使用ROMS(regional ocean modeling system)模式进行数值模拟并通过设计对比试验方法进行研究,研究发现在台风登陆时引起的增水最大,最大增水出现在台风路径右侧,其中在沿岸区域,外围海水形成增水约占总增水10%,且大约3 h后出现增水回震现象。同时,设计对比试验,研究来自西北太平洋台风风暴潮对台风路径、台风强度、台风移动速度和流入角等气象条件敏感性,并获得与前人一致的结果。     

Hydrological management strategies for the control of algal blooms in regulated lowland rivers

Reservoirs of lowland floodplain rivers with eutrophic backgrounds cause variations in the hydrological and hydraulic conditions of estuaries and low-dam reservoir areas, which can promote planktonic algae to proliferate and algal bloom outbreaks. Understanding the ecological effects of variations in hydrological and hydraulic processes in lowland rivers is important for algal bloom control. In this study, the middle and lower reaches of the Han River, China, a typical regulated lowland river with a eutrophic background, are selected. Based on the effect of hydrological and hydraulic variability on algal blooms, a hydrological management strategy for river algal bloom control is proposed. The results showed that (a) differences in river morphology and background nutrient levels cause significant differences in the critical threshold flow velocities for algal bloom outbreaks between natural river and low-dam reservoir sections; there is no uniform threshold flow velocity for algal bloom control. (b) There are significant differences in the river hydrological/hydraulic conditions between years with and without algal blooms. The average river flow, water level and velocity in years with algal blooms are significantly lower than those in years without algal blooms. (c) For different river sections where algal blooms occur and to meet the threshold flow velocities, the joint operation of cascade reservoirs and diversion projects is an effective method to prevent and control algal blooms in regulated lowland rivers. This study is expected to deepen our understanding of the ecological significance of special hydrological processes and guide algal bloom management in regulated lowland rivers.     

松辽盆地北部上二叠统林西组地球化学特征及地质意义

为探讨松辽盆地北部林西组地球化学特征、沉积环境及构造背景，对该区黑富地1井所钻遇的上二叠统林西组暗色泥质板岩进行主量元素、微量元素和稀土元素测试分析，结果表明：样品主量元素平均质量分数SiO₂为65.05%、Al₂O₃为17.23%、CaO为2.58%、Na₂O为2.84%、K₂O为3.29%，K₂O/Na₂O值为0.20~3.48，A1₂O₃/（CaO+Na₂O）值为0.41~8.01；稀土元素w（∑REE）值介于80.68×10^-6~215.59×10^-6之间，平均值为173.41×10^-6，δEu值介于0.61~0.88之间，平均值为0.70，表现为Eu的负异常，δCe值介于0.91×10^-6~1.01×10^-6之间，为微弱的Ce负异常，LREE富集，HREE亏损；微量元素以亏损Nb、Ta、Sr，相对富集Rb、Ba、La、Ce、Pb、Nd、Sm为特征。样品元素分析和物源w（TiO₂）-w（Ni）、La/Th-w（Hf）等判别图解表明，林西组沉积物源具有多样性，主要来源于上地壳长英质物源，还有少量来自中、基性岩火成岩物源区。样品微量元素标准化蛛网图，稀土元素球粒陨石标准化配分模式图，K₂O/Na₂O-w（SiO₂）、Th-Co-Zr/10、F₂-F₁构造背景判别图及地球化学参数对比结果表明，松辽盆地北部林西组物源构造背景主要为活动大陆边缘和大陆岛弧，可能形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘构造背景。林西组应形成于海陆过渡相到陆相环境，水体由半咸水逐渐转变为淡水。     

Stokes漂流对全球海表面温度模拟的影响

Stokes漂流对海洋上混合层中的流场和温度场结构具有不可忽视的作用。本文基于WAVEWATCHⅢ海浪模式模拟的海浪要素计算得到Stokes漂流,将其引入SBPOM模式的动量方程中,从体积输运的角度研究Stokes漂流对全球海表面温度的影响。分析发现Stokes漂流与Stokes输运在全球呈现高纬度强于中低纬度的带状分布特征,且这种流动与输运对全球海表面温度具有降温作用,该降温作用的分布与全球Stokes输运强度相对应,高纬降温作用大于中低纬度,特别是南极绕极流海域平均降温明显大于其余海域,最大降温可达1.5℃,且全球月平均降温超过0.1℃。     

300 BC-1900 AD无定河流域城镇时空格局演变

通过分析和整理从战国中晚期（约300 BC）至清末（约1900 AD）无定河流域历代县级及以上城址的位置、兴废年代数据,结合行政区划沿革、经济社会发展、政权更迭等资料,分析流域城镇格局的时空演变过程。研究表明：① 受气候周期性波动影响,无定河流域城镇的兴起与衰废具有明显的周期性特征,城镇几何中心的移动轨迹具有明显的“西北—东南”向潮汐性运动特征;② 城址存续年限普遍较短,具有明显的阶段性特征,流域内曾存在过4个阶段性中心城镇,中心城镇移动的方向和过程与城镇几何中心的潮汐性移动过程趋势一致;③ 流域城镇空间格局可分为3种类型,即秦汉与隋唐时期的沿河流谷地分布,宋、明两代的沿边境线与长城分布,以及元、清两代集中于流域下游分布。流域城镇未来的发展布局应重视气候变化对城镇分布的长期影响,关注区域环境的脆弱性,合理安排城镇体系发展规模与布局。