Impact of the sampling duration on the uncertainty of averaged velocity measurements with acoustic instruments

Average velocity in streams is a key variable for the analysis and modelling of hydrological and hydraulic processes underpinning water resources science and practice. The present study evaluates the impact of the sampling duration on the quality of average velocity measurements acquired with contemporary instruments such as Acoustic Doppler Velocimeters (ADV) an Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP). The evaluation combines considerations on turbulent flows and principles and configurations of acoustic instruments with practical experience in conducting customized analysis for uncertainty analysis purposes. The study sheds new insights on the spatial and temporal variability of the uncertainty in the measurement of average velocities due to variable sampling durations acting in isolation from other sources of uncertainties. Sampling durations of 90 and 150 s are found sufficient for ADV and ADCP, respectively, to obtain reliable average velocities in a flow affected only by natural turbulence and instrument noise. Larger sampling durations are needed for measurements in most of the natural streams exposed to additional sources of data variability.     

PS测井在机场隧道地基勘查中的应用

PS测井技术是地震勘探方法之一,也是一种简便、快速、准确的原位测试技术。该文介绍了单孔法PS测井的原理及其在铁路工程勘察中的应用,主要包括根据等效剪切波,进行建筑抗震场地类别划分,铁路工程抗震场地类别划分。根据岩土动力学参数,达到评价岩体质量和划分围岩类别目的,利用剪切波速法估算岩土的承载力基本值。通过青岛机场隧道场地的工程实例说明了PS测井技术在岩土工程勘察设计中的应用情况及应用效果。     

风和径流量对长江口缺氧影响的数值模拟

受自然和人类活动的影响，海洋缺氧现象日益严重，威胁着海洋生态环境，海洋缺氧问题已经引起了人们的广泛关注。本文应用区域海洋模式并耦合生态模式，对东海的生态系统进行了数值模拟和分析研究。与观测数据比较显示，该模型能较好地模拟长江口外生态变量的分布趋势。另外本文通过设置不同敏感性实验，探讨风和径流量对长江口底层缺氧现象的影响，结果分析表明，风和径流量对长江口外缺氧区的形成有显著的影响。径流量变化虽然对长江口外缺氧区的季节变化影响并不显著，但是对缺氧区域面积却存在显著的影响。径流量增加，水体层化增强，表层叶绿素浓度增加，最终导致缺氧区域范围扩展；径流量减小，水体层化减弱，表层叶绿素浓度减小，缺氧区域范围缩小。风向和风速的改变不仅影响长江口外缺氧区的季节变化，还影响缺氧区域面积。     

Analytical study of ground motion caused by seismic wave propagation across faulted rock masses

Studying seismic wave propagation across rock masses and the induced ground motion is an important topic, which receives considerable attention in design and construction of underground cavern/tunnel constructions and mining activities. The current study investigates wave propagation across a rock mass with one fault and the induced ground motion using a recursive approach. The rocks beside the fault are assumed as viscoelastic media with seismic quality factors, Q_p and Q_s. Two kinds of interactions between stress waves and a discontinuity and between stress waves and a free surface are analyzed, respectively. As the result of the wave superposition, the mathematical expressions for induced ground vibration are deduced. The proposed approach is then compared with the existing analysis for special cases. Finally, parametric studies are carried out, which includes the influences of fault stiffness, incident angle, and frequency of incident waves on the peak particle velocities of the ground motions.     

基于SODA资料的南海表层风能输入的空间分布与长期趋势研究

海面风不仅是驱动上层海洋运动的主要动力, 其能量也是维持海洋表层流动的主要机械能来源。为了分析南海表层流风能输入的变化, 用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)(1901—2010)资料估算了风向南海表层流(表层地转流+表层非地转流)的能量输入。结果表明, 风向南海表层流、表层地转流和表层非地转流输入的能量总体均呈减少趋势, 110年间分别减小了约56%、65%和49%。导致风能输入减小的最主要因素是风应力的减弱(减小了35%)。由于南海受季风系统的控制, 风向表层流及其各成分输入的能量呈现出显著的季节性变化。冬季风能输入最强, 高值区位于南海西部及北部区域, 呈一个显著的“回力镖”状结构。这些结果对深入认识南海环流具有理论意义。     

乌兰布和沙漠典型植物群落土壤风蚀可蚀性研究

为探明植被恢复对乌兰布和沙漠土壤风蚀可蚀性的影响，以乌兰布和沙漠内不同沙地固 定阶段的 8 种典型植物群落及群落内表土作为研究对象，对土壤物理因子（可蚀性颗粒含量、土壤 含水量、有机质含量）、土壤结皮因子、植被因子 3 类土壤风蚀可蚀性因子指标进行监测，分析土壤 风蚀可蚀性因子在不同植物群落类型间、沙地固定阶段间的差异。结果表明：（1）在乌兰布和沙漠 典型植物群落中，沙蓬、沙生针茅、盐爪爪等草本植物群落的土壤风蚀可蚀性最强，白刺、梭梭、沙 冬青等灌木植物群落土壤风蚀可蚀性弱于草本植物群落，说明灌木林能显著降低土壤风蚀作用。 （2）随着沙地的不断固定，土壤结构不断发育，土壤可蚀性不断降低，土壤风蚀可蚀性强弱表现为 固定沙地<半固定沙地<流动沙地。（3）土壤可蚀性颗粒含量、土壤有机质含量、土壤含水量、土壤结 皮、植被因子与植被类型及沙地固定阶段具有显著相关关系。因此，在沙区生态建设工程中，为了 减少土壤风蚀量，不仅要考虑物种的选择，还要促进人工生态系统的演替和恢复，从而有效降低土 壤风蚀可蚀性。研究结果可为乌兰布和沙区植被生态系统服务功能的科学评价、防沙治沙工程的 建设与管理提供一定参考。     

敦煌-格尔木铁路沿线风动力环境特征

敦煌-格尔木铁路沿线地形复杂、起沙因素多变、沙源丰富，沙害问题日益严重。目前对其风沙活动规律还未有研究，不利于防沙工作的开展。为此，通过对自北向南的5个观测点（S1、S2、S3、S4、S5）风速和风向的观测、计算和分析，利用平均风速、起沙风况及输沙势对敦格铁路沿线的风动力环境特征进行研究。结果表明：S5、S4和S3的风况对铁路风沙灾害防治意义较大。S5年平均风速、起沙风频率和输沙势最大，春季风沙活动最为强烈，且风向单一、风力强劲，风沙运动方向基本与铁路垂直，沙粒易在铁路附近堆积。S4夏季风沙活动最为强烈；S3春季风沙活动最为强烈，且风向单一，S4和S3的风沙运动方向与铁路夹角小于90°，附近沙源广阔，铁路易受风沙侵蚀，阻碍交通运营。     

Characteristics of Spatial and Temporal Variations of Monthly Mean Surface Air Temperature over Qinghai-Tibet Plateau

1 Introduction The Qinghai-Tibet Plateau, known as the highest plateau with the most complex topography in the world, covers an area of more than 200km2, with a mean elevation of more than 4000m a.s.l. (Ye and Gao, 1979). Surrounded by the Earth’s highest mountains, such as the Himalayas, Pamir, Kunlun Mountains, the plateau plays a significant role in climate change in China even in the world, thus attracted great attention of researchers. Up to now, many achievements have been gained by…     

平凉隐伏岩溶水环境同位素研究

地下水资源可持续利用的一个急待解决的重要问题,是对地下水补给和更新能力的评价.利用环境同位素技术研究地下水的补给和可更新性是当前较为新颖的方法之一.在西北干旱、半干旱的隐伏岩溶地区,地下水埋藏条件复杂,常规的地质勘探方法所能提供的水文地质信息有限,环境同位素方法在研究地下水的补给及可更新能力方面发挥了优势,可对传统方法进行补充和验证.其结果表明,研究区隐伏岩溶水形成较早,且有大量现代水的混入,平均混入量为54%.说明区内隐伏岩溶水的补给和更新能力较好.环境同位素分析结果还显示,大岔河隐伏岩溶水为一相对独立、半开放的水文地质单元,其补给来源部分为流域内大气降水、地表水的补给,部分为东南部三道沟岩溶地下水的补给;根据环境同位素EPM模型计算,地下水的滞留时间为36 a.地下水储存量为1.314×108 m3; 储水系数为7.29×10-3.这一结果与传统勘探方法的计算结果基本吻合,说明环境同位素方法的实用性.     

HD 82943行星系统的2:1共振与稳定性

用直接数值积分方法通过模拟不同的行星构型探讨了HD82943行星系统(由两颗共振的巨行星组成)的长期动力演化,同时,还研究了在相空间的轨道运动.在对系统长达107年数值积分中,发现所有的稳定轨道均与2:1共振相关联.典型地,在相同的时标内,两个共振幅角θ1和θ2同时(或其中之一)存在秤动.由于共振幅角在一定范围内的秤动,因而使两颗行星轨道半长径被约束而表现为规则运动模式.另外,利用分析模型(包含了外行星偏心率e2的因素),还讨论了对于不同取值的e2和相对近星点经度θ时,内行星在相空间的运动,并发现2:1轨道共振对于相对较小的e2以及当θ=0°时易于保持.此外,适中的e2将导致系统的两颗行星进入深度共振状态.再者,分析模型和数值计算的结果吻合得很好,两者都揭示了行星系统的2:1共振结构.