Finite-difference model of land subsidence caused by cluster loads in Zhengzhou,China

Groundwater exploitation has been regarded as the main reason for land subsidence in China and thus receives considerable attention from the government and the academic community.Recently,building loads have been identified as another important factor of land subsidence,but researches in this sector have lagged.The effect of a single building load on land subsidence was neglected in many cases owing to the narrow scope and the limited depth of the additional stress in stratum.However,due to the superposition of stresses between buildings,the additional stress of cluster loads is greater than that of a single building load under the same condition,so that the land subsidence caused by cluster loads cannot be neglected.Taking Shamen village in the north of Zhengzhou,China,as an example,a finite-difference model based on the Biot consolidation theory to calculate the land subsidence caused by cluster loads was established in this paper.Cluster loads present the characteristics of large-area loads,and the land subsidence caused by cluster loads can have multiple primary consolidation processes due to the stress superposition of different buildings was shown by the simulation results.Pore water migration distances are longer when the cluster loads with high plot ratio are imposed,so that consolidation takes longer time.The higher the plot ratio is,the deeper the effective deformation is,and thus the greater the land subsidence is.A higher plot ratio also increases the contribution that the deeper stratigraphic layers make to land subsidence.Contrary to the calculated results of land subsidence caused by cluster loads and groundwater recession,the percentage of settlement caused by cluster loads in the total settlement was 49.43%and 55.06%at two simulated monitoring points,respectively.These data suggest that the cluster loads can be one of the main causes of land subsidence.     

北京城市绿化的时空动态分析

城市绿化覆盖是城市生态系统的重要组成部分,合理的绿化率和绿化布局可以改善城市环境,提高城市人居适宜性。研究中将2005、2010、2015年北京市土地利用（LUC）数据中的城市居民用地作为城区范围,应用Landsat 5、GF-1影像数据和MODIS产品,利用支持向量机的监督分类方法,提取了2005、2010、2015年的北京市城市绿化覆盖数据,并获取了同期的植被指数（NDVI）数据;继而以城市绿化覆盖率、绿化覆盖均匀度和植被指数为评价指标,在公里栅格和行政区2个尺度上探讨了北京市城市绿化覆盖的空间分布格局和时间变化动态特征。研究表明：① 3个指标在空间和时间2个维度、区县和栅格2个尺度上都表现一致。这反映北京市过去10年中,在绿化面积增加的同时,绿化的空间布局得到优化改善,绿化的质量得到提高。② 2005-2015年,北京市城市绿化覆盖面积由518.93 km² 增加到1405.54 km²,绿化覆盖率由39.9%增加到49.13%,绿化覆盖均匀度由0.598增加到0.653,植被指数由0.42增加至0.5。③ 北京市城市绿化建设存在明显的时空差异。中心城区绿化建设缓慢,成效不明显;重大绿化建设成果主要集中在城市边缘地区和远郊区县。城市绿化改善过程主要发生在2005-2010年。     

“蛟龙”号载人潜水器运行与保障信息管理系统设计与应用

2017年我国"蛟龙"号载人潜水器完成了为期5年的试验性应用,期间累计下潜100余次,形成和建立了科学完善的应用保障体系和专业的应用人才队伍。以"蛟龙"号试验性应用中运行与保障的实践经验为基础,针对其中设备与备品备件管理、运行作业管理、拆检总装管理、数据资料查询与利用等方面的重要需求,设计开发了一套"蛟龙"号载人潜水器运行与保障信息管理系统,通过信息化平台实现设备资源、作业成果以及经验积累传承之间的高效衔接与复用,最大限度地降低装备运行成本、提高作业效率、保障海上作业安全。文章提出的载人潜水器运维体系能够为我国其他行业或部门的载人潜水器、远程缆控机器人(ROV)、水下自治机器人(AUV)等重大海洋装备的运行与保障提供有益参考借鉴。     

从第三极到北极： 积雪变化研究进展

在全球气候变化背景下， 第三极和北极地区积雪是地表最活跃的自然要素之一， 其动态变化对气候环境和人类生活产生重要影响。通过回顾第三极和北极积雪研究进展， 阐述了降雪、 积雪范围、 积雪日数、 积雪深度和雪水当量在第三极和北极地区的时空分布特征和变化趋势。结果表明： 近50年， 特别是进入21世纪以来， 第三极和北极地区降雪比率均呈下降趋势； 积雪范围、 积雪日数、 积雪深度、 雪水当量总体均呈减小趋势， 融雪首日有所提前。同时就积雪变化对生态系统与气候系统的影响进行了论述， 评估了积雪的反馈作用。通过总结第三极和北极积雪变化研究进展， 凝练研究中存在的不足和未来发展趋势， 为提升积雪对气候变化及经济社会发展影响的认识提供重要科学支撑。     

基于卫星遥感数据的森林病虫害监测与评价

森林病虫害由于在森林资源中造成的重大破坏而被人们称为“不冒烟的火灾”,其对生态系统的研究具有重要意义。现有基于遥感数据的病虫害研究多集中在森林病虫害的监测、爆发原因以及发病区域内生产力的变化情况,而对于森林病虫害发生后森林中植被指数与叶面积指数之间的相关性的变化情况还相对较少,处于需要持续性深入探讨的阶段。以加拿大不列颠哥伦比亚地区2002—2012年森林病虫害数据为基础,分析不同严重程度的病虫害对叶面积指数（LAI）与归一化植被指数（NDVI）和增强型植被指数（EVI）的影响。结果表明：① 受病虫害感染的像元在轻度（Light）、中度（Moderate）和重度（Severe）三个严重级别中,NDVI与LAI之间的相关性由弱变强,又由强变弱;② EVI与LAI之间的相关性,在轻度（Light）、中度（Moderate）和重度（Severe）三个严重级别的像元中则依次变强。这一研究将为今后利用遥感数据识别病虫害、评价生态系统影响提供基础。     

深海弯曲水道内部一种特殊的沉积单元:凹岸坝

在深海水道研究过程中,识别出深海弯曲水道内部存在一种特殊的沉积单元--凹岸坝,基于尼日尔三角洲陆坡区浅层高频三维地震资料,利用地震相分析技术,探究了凹岸坝的沉积结构特征和形成机制,讨论了其与水道弯曲丘(nested mounds)、曲流河凹岸滩坝之间的差异。研究结果表明:凹岸坝是分布于曲率较大、以垂向加积为主的末期水道弯曲凹岸处的坝体沉积单元,该沉积单元在地震剖面上表现为强振幅、连续性较好的反射特征,其内部沉积界面倾向于水道弯曲凸岸处,倾角约1°~20°,且在凹岸弧顶处达到最大值。凹岸坝形成的关键在于惯性作用,其造成水道内部重力流流体在弯曲处发生溢岸,导致流量减少,流体动能相应降低,流体携砂能力小于沉积物负载,造成沉积物快速沉降,从而形成凹岸坝。由于凹岸坝是一种连续性较好的砂体沉积,所以其可成为潜在的、储集性能较好的油气储集体。     

全球尺度水文模型： 机遇、 挑战与展望

水循环发生在全球尺度， 局地和流域水问题的解决也往往需要全球视角， 因此全球尺度水文模型应运而生。从科学意义和国家需求等多个视角， 论述了全球水文学研究的意义和巨大的发展潜力， 系统总结了现有全球尺度水文模型发展现状， 剖析了十余个主流全球尺度水文模型的结构和功能， 以及全球水文-气象-地理信息等全球模型所需数据集。进而分析了现有全球尺度水文模型存在的主要问题和挑战， 为进一步完善模型提供参考。最终分别从模型机理、 大数据、 新技术、 多部门模型耦合等几个方面， 探讨了全球尺度水文模型未来发展的重要方向。     

Soil Organic Carbon Contents and Stocks in Coastal Salt Marshes with Spartina alterniflora Following an Invasion Chronosequence in the Yellow River Delta,China

Plant invasion alters the fundamental structure and function of native ecosystems by affecting the biogeochemical pools and fluxes of materials and energy. Native(Suaeda salsa) and invasive(Spartina alterniflora) salt marshes were selected to study the effects of Spartina alterniflora invasion on soil organic carbon(SOC) contents and stocks in the Yellow River Delta. Results showed that the SOC contents(g/kg) and stocks(kg/m~2) were significantly increased(P 0.05) after Spartina alterniflora invasion of seven years, especially for the surface soil layer(0–20 cm). The SOC contents exhibited an even distribution along the soil profiles in native salt marshes, while the SOC contents were gradually decreased with depth after Spartina alterniflora invasion of seven years. The natural ln response ratios(Ln RR) were applied to identify the effects of short-term Spartina alterniflora invasion on the SOC stocks. We also found that Spartina alterniflora invasion might cause soil organic carbon losses in a short-term phase(2–4 years in this study) due to the negative Ln RR values, especially for 20–60 cm depth. And the SOCD in surface layer(0–20 cm) do not increase linearly with the invasive age. Spearman correlation analysis revealed that silt + clay content was exponentially related with SOC in surface layer(Adjusted R~2 = 0.43, P 0.001), suggesting that soil texture could play a key role in SOC sequestration of coastal salt marshes.     

川西甲基卡矿床外围中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

在川西甲基卡矿床外围新发现了建巴村中酸性侵入岩体,为了探讨其形成时代、成岩构造背景及其成矿条件,开展了LA-ICP-MC锆石U-Pb年代学和地球化学特征研究。结果表明: 该岩体的结晶年龄为(211.8±1.0) Ma; 岩石属于钙碱性-高钾钙碱性准铝质中酸性侵入岩系列,具有I型花岗岩类的特征,其物质来源可能为壳源物质与幔源物质部分熔融。地球化学特征表明其形成于后碰撞环境,与此时期内川西地区的区域性岩浆活动相对应。建巴村岩体的构造位置及岩浆活动特征指示其可能不具备形成伟晶岩矿床的条件。     

地质和岩土工程光电传感监测研究新进展——第六届OSMG国际论坛综述

第六届地质(岩土)工程光电传感监测国际论坛于2017年11月3~5日在南京大学顺利召开。本届论坛主题为"基础设施监测技术前沿及应用",共设置了35场特邀报告,来自近20个国家和地区的350余位代表参会。本届论坛显示,近几年来国内外地质和岩土工程光电传感监测领域的研究工作又取得了很多新进展:(1)光电感测解调技术不断成熟和完善,监测信噪比、空间分辨率等指标也突飞猛进;(2)国际上出现了一系列适用于地质与岩土工程监测的新型光电传感器,如聚合物光纤土工织物等;(3)光电传感器及其监测系统成为保障隧道、堤坝、核电站、桥梁等基础设施安全运营的有力工具,为这些设施的健康状态诊断和损伤识别提供了数据支撑;(4)光电传感监测技术在地质灾害监测预警中扮演了越来越重要的角色。未来的研究热点主要集中于3个方面:(1)高性价比的分布式光纤传感解调技术的研发;(2)匹配地质和岩土工程监测需求的新型光纤传感器及其布设工艺的研发;(3)基于人工智能的监测数据处理和灾害预警系统的开发。