A two-layer model for studying 2D dissolved pollutant runoff over impermeable surfaces

Dissolved pollutants in stormwater are a main contributor to water pollution in urban environments. However, many existing transport models are semi-empirical and only consider one-dimensional flows, which limit their predictive capacity. Combining the shallow water and the advection–diffusion equations, a two-dimensional physically based model is developed for dissolved pollutant transport by adopting the concept of a ‘control layer’. A series of laboratory experiments has been conducted to validate the proposed model, taking into account the effects of buildings and intermittent rainfalls. The predictions are found to be in good agreement with experimental observations, which supports the assumption that the depth of the control layer is constant. Based on the validated model, a parametric study is conducted, focusing on the characteristics of the pollutant distribution and transport rate over the depth. The hyetograph, including the intensity, duration and intermittency, of rainfall event has a significant influence on the pollutant transport rates. The depth of the control layer, rainfall intensity, surface roughness and area length are dominant factors that affect the dissolved pollutant transport. Finally, several perspectives of the new pollutant transport model are discussed. This study contributes to an in-depth understanding of the dissolved pollutant transport processes on impermeable surfaces and urban stormwater management.     

2018年9月8日墨江地震及周边地区构造应力场特征分析

2018年9月8日,云南省墨江县发生MS5.9地震并伴随一系列余震,探究该地震周围的应力场对于理解该地震的发生机制和后续地震的发展趋势具有着重要的参考意义.本研究收集了震源及其邻区中前人研究和Global CMT所给出的震源机制资料,对该地区进行了构造应力场反演,并同时利用反演得到的应力张量模拟墨江地区的震源机制解表现.结果表明:(1)在应力轴整体分布上,自西向东σ1轴(压轴)从NNE-SSW向逐渐转向NNW-SSE向,σ3轴(张轴)从WWN-EES向逐渐转向WWS-EEN向,张轴呈弧形分布,压轴呈放射状分布.(2)在应力轴倾伏角上,研究区域内的压应力轴和张应力轴倾伏角都比较小,即两轴均接近水平.(3)R值分布大体是在东南部相较于西北部大,结合当地地质背景分析得到,物质逃逸自西北向东南呈逐渐变缓的趋势.(4)利用反演得到的应力张量和应力状态计算墨江地震震源区的相对剪应力和相对正应力大小.由此推测,墨江地震恰好发生在相对剪切应力值和相对正应力正值最大的节面上.从而可以确定墨江地震的发震节面的基本参数:走向216.32°,倾角86.91°,滑动角0.27°,相对剪应力值0.9,相对正应力值0.3.本研究为此次墨江地震的发震背景和地震动力学研究提供了基础性资料.     

Characterizing spatial and temporal variation in 18O and 2H content of New Zealand river water for better understanding of hydrologic processes

Time series of hydrogen and oxygen stable isotope ratios (δ²H and δ¹⁸O) in rivers can be used to quantify groundwater contributions to streamflow, and timescales of catchment storage. However, these isotope hydrology techniques rely on distinct spatial or temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O within the hydrologic cycle. In New Zealand, lack of understanding of spatial and temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O of river water hinders development of regional and national-scale hydrological models. We measured δ²H and δ¹⁸O monthly, together with river flow rates at 58 locations across New Zealand over a two-year period. Results show: (a) general patterns of decreasing δ²H and δ¹⁸O with increasing latitude were altered by New Zealand's major mountain ranges; δ²H and δ¹⁸O were distinctly lower in rivers fed from higher elevation catchments, and in eastern rain-shadow areas of both islands; (b) river water δ²H and δ¹⁸O values were partly controlled by local catchment characteristics (catchment slope, PET, catchment elevation, and upstream lake area) that influence evaporation processes; (c) regional differences in evaporation caused the slope of the river water line (i.e., the relationship between δ²H and δ¹⁸O in river water) for the (warmer) North Island to be lower than that of the (cooler, mountain-dominated) South Island; (d) δ²H seasonal offsets (i.e., the difference between seasonal peak and mean values) for individual sites ranged from 0.50‰ to 5.07‰. Peak values of δ¹⁸O and δ²H were in late summer, but values peaked 1 month later at the South Island sites, likely due to greater snow-melt contributions to streamflow. Strong spatial differences in river water δ²H and δ¹⁸O caused by orographic rainfall effects and evaporation may inform studies of water mixing across landscapes. Generally distinct seasonal isotope cycles, despite the large catchment sizes of rivers studied, are encouraging for transit time analysis applications.     

基于OSM的浮动车轨迹数据校正方法

浮动车轨迹数据具有覆盖范围广、更新周期短、获取成本低等特点，对于地图的生产和更新具有重要意义，但是由于受到卫星信号被遮挡及多路径效应的影响，其精度普遍较低。本文采用一种基于OSM作为参考数据的方式对浮动车轨迹数据进行校正。首先通过一种分层时空地图匹配的方式将轨迹数据与OSM进行匹配；然后采用引力模型对数据进行校正；最后在武汉市出租车轨迹数据上进行了试验。结果表明，本文提出的数据校正方法可以有效地提高浮动车轨迹数据的精度。     

MapGIS到ArcGIS格式的数据转换方法研究——以麻阳县地质图为例

湖南地矿行业多采用MapGIS软件进行地质数据的管理和分析,然而,该软件在数据处理和分析方面略显不足,尤其在处理大数据时更是力不从心,且其中的67版本难以满足2000坐标系统的要求。因此,为了更加有效地使用已有的数据,并充分发挥其价值,本文以麻阳县地质图为例,通过研究MapGIS和ArcGIS软件之间的异同,总结出一套较为完整的MapGIS到ArcGIS格式的数据转换方法,使得转换前后的数据在数量、样式、属性等方面基本保持一致。     

中学地理科学实验的六大类型及其案例分析

依据实验的根本目的,为拓展学生对地理过程的理解,体验真实的地理原理,笔者将中学地理科学实验划分为经典实验室实验、时间变化模型实验、类比实验、空间变化模型实验、物理模型实验以及计算机模型实验六大类型,并对每一类型实验进行举例分析,希望以此深化地理科学实验的理论研究、丰富地理科学实验的实践案例、培养学生的地理核心素养,为地理科学实验教学研究提供新的视角。     

地理试题透视六大解题思维——以浙江省选考试题为例

思维是指人脑借助于语言对客观事物的概括和间接反应的过程,以感知为基础,又超越感知的界限,它探索与发现事物的内部本质联系和规律性,是认识过程的高级阶段。目前国内针对地理解题的思维研究相对较少,本文以浙江省历年选考地理试题为例,总结和提炼出六大解题思维,即:逆向思维、收支平衡思维、比较思维、发散思维、空间思维、辩证思维,旨在帮助学生掌握分析和解答地理问题的方法,从而有效提升高中地理学习和复习效果,增强学生学习地理的兴趣。同时在培养学生的地理解题思维过程中,落实地理学科核心素养的培育。     

科尔沁湿草甸参考作物蒸散发模拟分析

为探明气候变化下干旱半干旱地区湿草甸参考作物蒸散发(ET₀)影响因子,使用FAO 56 P-M模型对科尔沁湿草甸ET₀进行模拟,利用涡度相关系统对模型的适用性进行评价,并通过通径分析及指标敏感性分析对ET₀的影响因子进行辨识。结果表明:(1)小时尺度模拟精度最高,日尺度次之,月尺度较差,小时尺度上晴、阴、雨3种天气条件下模拟效果不同,晴天最优,阴雨天较差。(2)ET₀年内变化呈单峰曲线状,生长季明显高于非生长季,集中在3—10月,占全年89.79%。生长季典型晴天ET₀逐小时分布特征遵循倒“U”单峰型变化规律。(3)通径分析结果显示,对ET₀的通径系数以及对回归方程估测可靠程度E的总贡献均表现为VPD(饱和水汽压差) > T_min(最低气温) > R_n(冠层表面净辐射)>u₂(2 m高度风速),即VPD为影响ET₀最重要的因子;指标敏感性分析中,在去除VPD后引起的E变化最大,说明ET₀对VPD的变化最为敏感,其次为u₂、T_min和R_n。     

2000年来中国边境城市对外贸易位序-规模分布及其影响因素

全球化背景下对外贸易活动是特定地域外向联系强度的重要表现，是边境城市区域功能的重要组成部分。运用位序-规模法则、分形理论及核密度等方法，以中国边境各城市的进出口贸易额为主要指标，剖析了中国边境地区对外贸易的规模分布特征及其影响因素。结果发现：①不同阶段的中国边境对外贸易位序-规模特征明显，位序结构内部城市次序变化较大；②位序-规模分布的无标度区变化显著，在18年内出现了4段分形表现，外贸活动的规模波动性、区域化特征明显；③影响因素表现为经济地理禀赋约束下核心城市支配效应明显、邻接地缘环境影响显著、政策导向与口岸推动、内部竞争反推空间结构协调演化四个方面；④不平衡性、集聚性在中国边境地区外贸活动中凸显，空间分布呈现为“核心-边缘”结构，当前国家层级应重点支持对外贸易优势城市，省级尺度协调域内城市对外贸易层次组织与区间联系。     

基于细分行业的安徽省创新型企业集聚研究

创新型企业作为塑造创新地理格局的重要力量，其区位选择的外部特征及内在机理亟须予以系统化研究。基于对安徽省创新型企业的细分行业与空间建库，采用核密度估计和地理探测器等方法，对细分行业下的创新型企业空间集聚特征及影响因素进行研究。结果表明：（1）安徽省创新型企业类型以先进制造和自动化为主，并以生物与新医药、新材料、电子信息为辅；（2）创新型企业空间集聚的不均衡特征显著，呈现出“一核一带多节点”的集聚分布特征，且合肥、芜湖是两个重要集聚区；不同细分行业视角下创新型企业的空间分布形态各异，可归纳为点-轴式、极核式、双核式及多核分散式等4种空间组织形态。（3）创新型因子对于创新型企业的空间集聚最为重要，但传统型和政策型因子的重要性仍不容忽视。其中，产业基础、人力资本、创新投入是最核心的因素，但各行业创新型企业的影响因素作用力则表现出一定的异质性。