湖泊营养盐通量平衡的三维数值模拟

湖泊氮、磷通量是表征湖泊营养状态的重要指标,也是探究湖泊富营养化机制的重要途径.通过氮、磷通量的计算和质量平衡关系的分析,可以识别出在湖泊富营养化过程中起关键作用的过程.以三维水动力-水质模型为计算平台,模拟湖泊水动力、水质的动态过程,并以模拟结果为基础核算湖泊氮、磷循环通量及其在氮、磷循环整体中的贡献,识别湖泊氮、磷循环关键源汇过程的变化规律.滇池是我国富营养化湖泊的代表,同时其半封闭特性为营养物质循环提供了更为稳定的环境,以滇池为案例,基于前期校正和验证过的滇池水动力-水质模型来分析循环通量计算方法的适用性.结果发现,研究年度内滇池外海总氮的年总输入量(包括外源和内源)为7620.92 t,总输出量(包括出流、反硝化和沉降)为7637.31 t;总磷的年总输入量为(包括外源和内源)450.23 t,总输出量(包括出流和沉降)为429.57 t,其中陆域输入是最主要的氮、磷输入途径,而反硝化和沉降则是主要的输出过程.相较于传统的质量平衡方法,通过三维模型计算所得的营养盐通量平衡结果能更好地揭示湖体内所发生的氮、磷转化过程.     

欧罗巴星陨石坑对冰层厚度的制约

欧罗巴(木卫二)是目前最有可能存在地外生物的星体,是空间探测计划的重点对象.欧罗巴冰层厚度直接制约着生物存在的可能性.另一方面,冰层厚度控制着温度结构、流变特性,进而制约着冰体构造特征及演化过程.前人基于板的挠曲,陨石坑分析,热-力学分析等方法得到的冰层厚度变化范围很大(小于1km到大于30 km).基于前人的研究,我们通过研究欧罗巴陨石坑的松弛过程进而约束冰层的厚度.本文将冰视为非牛顿流体,修正了前人在引用冰体实验数据过程中存在的不足.依据前人的研究思路,基于有限单元法及更新网格技术,取新近形成的陨石坑形状为初始几何模型,针对不同厚度的冰层,对欧罗巴最大陨石坑的松弛过程进行了动力学模拟.模拟结果显示:1)冰层越厚,所需松弛时间越长;2)冰层越厚,陨石坑附近的黏度越高,这是松弛时间相对较长的直接原因.本文认为欧罗巴冰层的厚度大于20 km.值得注意的是,作为端元模型,本文模型中冰层与基岩直接接触,后续研究将进一步考虑其他模型.     

基于倒谱的2015年天津港“8·12”爆炸分析

本文通过对记录到2015年天津港“8·12”爆炸的32个台站的三分量数字地震波形进行倒谱分析,得到了以下结论:①2个主要爆炸的发生时间间隔约为32.3s;②爆炸-2发生在爆炸-1的西北侧约353°处;③依据这些记录的倒谱,无法判定在爆炸-1前是否还存在微小的爆炸。以上结论均与前人研究成果吻合。由于倒谱叠加采用的是全波形,对滤波频带不敏感,因此,在检测发生在同一地点的多次爆炸或其它类似事件（如核爆）上有一定的优势。     

基于观测模型的重庆大气臭氧污染成因与来源解析

2015年夏季,在重庆开展了针对臭氧污染形成机制的多站点空气质量联合观测实验,使用局地臭氧化学收支分析、相对增量反应活性和经验动力学模型等多种方法对重庆臭氧的来源、局地光化学产生速率和控制因素、关键VOCs物种进行了定量分析.研究发现,重庆具有较高的局地光化学臭氧污染潜势,污染日城区上风向南泉站、城区市超级站和城区下风向山区背景站缙云山站的局地臭氧化学生成速率均较快,平均值约为30×10~(-9)V/Vh~(-1)左右,日间化学积累可达180×10~(-9)V/V以上,臭氧高值区主要集中在下风向郊区和重庆市上空,多数站点监控区域的局地臭氧化学生成主要受VOCs控制,其中VOCs的活性以芳香烃与烯烃为主;结合VOCs的来源解析,发现局地臭氧产生主要受机动车和溶剂使用源排放的VOCs控制.此外,西北部郊区站点表征区域属于NO_x控制区,污染过程中郊区站点臭氧化学生成速率提升显著,臭氧增量对NO_x敏感性强.综合而言,重庆现阶段臭氧污染控制应以VOCs控制为主,但重污染过程中区域NO_x削减对于降低重庆臭氧峰值浓度有重要意义.     

香港东北部托罗港湾水环境评价

Uncontrolled discharges of municipal sewage, agricultural wastes and industrial effluents in the past decades have upset the ecosystems, caused frequent occurrences of red tides, and resulted in a loss of inland and coastal amenity values of the land-locked embayment of Tolo Harbour and the related river systems. This paper provides a review of the established relevant legislations and sewage management facilities for environmental conservation, and the current status of water environment in the Tolo Harbour Water Control Zone.     

基于灰色关联分析回归天津市区土体剪切波速

利用天津市78个钻孔2 212组不同岩土体的剪切波速数据,分析天津地区土层剪切波速随土层深度、岩土类型等影响因素的变化规律,利用灰色关联分析方法研究上述影响因素与天津地区土层剪切波速之间的相关性,获得该区土层剪切波速各影响因素的灰色关联排序,继而得到区分岩土类型的剪切波速回归公式,利用所得公式对实际钻孔不同深度剪切波速进行预测,并基于实测结果对预测结果进行分析。在天津地区,应综合利用岩土类型和土层深度对剪切波速进行评价。不同岩土类型、剪切波速与深度的相关性大小存在较为明显的差异,其中粘土的剪切波速和深度之间的相关性最强。同等深度条件下,由粘土到细砂粒径逐渐增大,其相应的剪切波速也逐渐增大。各类主要岩土体剪切波速与埋深之间的相关关系中多项式模型拟合精度最高,可用于天津市区主要土体剪切波速计算工作。     

基于三轴试验红层泥岩的邓肯-张模型参数研究

兰州地区红层泥岩形成于干旱、半干旱环境,其物理力学特性与其他地区的红层泥岩不同。以G6京藏高速兰海养护维修工程的红层泥岩路基填料为研究对象,通过大量的常规三轴试验,研究含水率对其力学特性及邓肯-张模型参数的影响。结果表明:在不同含水率下兰州地区红层泥岩的应力-应变曲线关系符合双曲线模型。含水率小于最优含水率时,破坏形式为剪切破坏;含水率大于最优含水率,破坏形式为鼓状破坏;随着含水率的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐减小,内摩擦角减小的幅度更大,究其原因是含水率对黏聚力和内摩擦角的影响机理不同而导致。采用数学模型进行拟合发现:黏聚力、内摩擦角与含水率分别呈二次抛物线与对数曲线关系。不同含水率下邓肯-张模型参数破坏比R_f在区间(0.869,0.984)内波动,K值随含水率增大而减小呈负线性关系,n值随含水率的增大而增大呈线性关系。     

剪切波速液化判别方法对粉砂及粉土适用性研究

含细粒土体相对于纯净砂在自然界中分布更为广泛,其地震液化灾害在上世纪70年代之后逐渐成为研究热点,然而关于其液化判别,一直以来都只是在砂土方法的基础上,稍作调整。本文对比了美国NCEER推荐的基于标贯试验的Seed方法和基于剪切波速试验的Andrus和Stokoe方法,以历史地震数据检验方法,结果显示剪切波速方法对含细粒土体过于保守,并且细粒含量越高,对非液化点越不可靠。通过建立两个方法 3组细粒含量下液化临界曲线上的剪切波速与标贯击数相关关系,得出临界剪切波速随细粒含量增加而减小的趋势没有临界标贯击数那么迅速。剪切波速试验为小应变无损测试,对含细粒土土颗粒间胶结力较为敏感,而液化状态为大应变破坏阶段,土体胶结力基本丧失,因此对胶结较强的含细粒土体,剪切波速指标与液化难以建立唯一联系。另外,中国规范剪切波速液化判别方法存在误导,由于判别式已经用黏粒含量修正,因此,V_(s0)经验系数应统一只取砂土数值。     

湘中龙山金-锑矿床氧同位素异常的发现与找矿意义

系统分析了龙山金．锑矿床矿石、蚀变围岩与未蚀变围岩的氧同位素组成,其变化范围分别为13．1‰～13．5‰、14．5‰～15．3‰与19．2‰～20．0‰,显示矿石与蚀变围岩中存在明显的氧同位素负异常。氧同位素负异常可以作为该区寻找隐伏矿体的一种新的手段,其矿石与蚀变围岩氧同位素负异常的形成是大气降水与围岩水／岩反应的结果。     

利用视角转换的跨视角影像匹配方法

目前遥感影像跨视角匹配技术无法直接使用大幅卫星影像进行匹配,难以满足大范围复杂场景匹配的任务需求,且依赖大规模数据集,不具备良好的泛化能力。针对上述问题,本文在质量感知模板匹配方法的基础上结合多尺度特征融合算法,提出一种基于视角转换的跨视角遥感影像匹配方法。该方法首先利用手持摄影设备采集地面多视影像,经密集匹配生成点云数据,利用主成分分析法拟合最佳地平面并进行投影变换,以实现地面侧视视角到空视视角的转换;然后设计了特征融合模块对VGG19网络从遥感影像中提取的低、中、高尺度特征进行融合,以获取遥感影像丰富的空间信息和语义信息;最后利用质量感知模板匹配方法将从视角转换后的地面影像上提取的特征与遥感影像的融合特征进行匹配,获取匹配的软排名结果,并采用非极大值抑制算法从中筛选出高质量的匹配结果。实验结果表明,在不需要大规模数据集的情况下本文方法具有较高的准确性和较强的泛化能力,平均匹配成功率为64.6%,平均中心点偏移量为5.9像素,匹配结果准确完整,可为大场景跨视角影像匹配任务提供一种新的解决方案。