A first estimate of ground water ages for the deep aquifer of the Kathmandu Basin, Nepal, using the radioisotope chlorine-36

The Kathmandu Basin in Nepal contains up to 550 m of Pliocene-Quaternary fluvio-lacustrine sediments which have formed a dual aquifer system. The unconfined sand and gravel aquifer is separated by a clay aquitard, up to 200 m thick, from the deeper, confined aquifer, comprised of Pliocene sand and gravel beds, intercalated with clay, peat, and lignite. The confined aquifer currently provides an important water supply to the central urban area but there are increasing concerns about its sustainability due to overexploitation. A limited number of determinations of the radioisotope 36Cl have been made on bore waters in the basin, allowing us to postulate on the age of ground water in the deeper, confined aquifer. Ground water evolution scenarios based on radioisotope decay, gradual dissolution of formational salts as the ground waters move downgradient, and flow velocity estimations produce comparable ground water ages for the deep waters, ranging from 200,000 to 400,000 years. From these ages, we deduce a mean ground water flow velocity of only 45 mm/year from recharge in the northeast to the main extraction region 15 km to the southwest. We thus estimate current recharge at about 5 to 15 mm/year, contributing 40,000 to 1.2 million m3/year to the ground water system. Current ground water extraction is estimated to be 20 times this amount. The low specific discharge confirms that the resource is being mined, and, based on current projections, reserves will be used up within 100 years.     

国际河流开发和管理趋势

国际河流分布广,其流域占全球陆地面积的比例大,许多国际河流是多国大河,开发程度存在差异,且随国家经济边界的变化,其数目及其跨越国家数目相应变化。国际河流开发和管理相对于国家河流具有其特征,并由此带来跨境问题。随着流域系统观和可持续发展思想的深入,以及世界国际河流开发和管理的实践经验与教训,国际河流开发和管理呈现以下发展趋势：（1）从单一目标向社会、经济和生态多目标转变;从短期转向长期的、可持续发展目标;从商品价值目标转向包括非商品价值的目标;（2）不仅包括自然要素,还包括了与其相关的社会、人文要素。要求考虑开发和管理中各要素之间的相关性,以及与其相关的社会、人文要素;（3）从单一国家的开发转向多方参与、多国联合开发,并提出整体开发方式,并且具有多方参与的特征,包括有影响力、奖金和技术能力的国际机构、学术组织、非政府组织、私人投资者和社区团体等;（4）管理对象从技术管理向人的管理方向转变;（5）管理范围从流域的一部分,扩大到全流域,甚至扩大到整个地区流域各国而不仅仅是沿岸国之间,从单纯的流域内考虑转向更广泛的区域范围;（6）新的理论和技术支持。     

云南纵向岭谷地区气候变化对河流径流量的影响

以云南纵向岭谷地区历年逐月径流量观测数据和云南的逐月雨量和气温场观测数据为基础,应用统计分析和小波变换的分析方法,研究了云南纵向岭谷作用下的年际气候变化及其对国际河流年径流量变化的影响。结论为：由于云南纵向岭谷区的特殊下垫面作用,云南月降水量场变化与云南国际河流月径流量变化的高相关区中心的纬度差异不显著,但经度差异却十分显著;澜沧江气候区的年降水量明显大于其东部的李仙江和元江气候区的年降水量,其年降水量的偏差则明显小于它们;元江气候区的年平均气温明显低于其西部的李仙江和澜沧江气候区的年平均气温,其年平均气温的偏差也明显小于它们;与云南纵向岭谷作用下的年降水量变化特征相对应,元江的年径流量偏差也明显大于其西部的李仙江和澜沧江的年径流量偏差;云南纵向岭谷对西南季风的阻隔作用较大,而对东北季风的阻隔作用相对较小;云南纵向岭谷作用下的年降水量变化主要表现在较小的时间尺度上,随着时间尺度的增大其作用变小;云南纵向岭谷对于年气温变化的作用比年降水量变化的作用要小;近几年来,各气候区的年降水量变化的主要特征是偏多趋势,受其影响,云南国际河流的年径流量变化也主要表现为偏大趋势;近十几年来,各气候区的年气温变化的主要特征是显著偏高。     

中国国际河流水文地理研究进展

中国发育了亚洲主要的国际河流,丰富的跨境水资源在区域“水—能源—粮食—生态”安全维持中发挥着重要作用。近几十年来,受全球气候变化特别是大规模水利水电工程建设驱动,国际河流区水文及生态过程变化与跨境影响等问题备受关注。国内对这些问题的研究,重点聚焦于水文及生态过程变化规律与变化归因、跨境影响与安全风险调控,探讨跨境流域“水—能源—粮食—生态”纽带关系,构建适应全球变化的跨境水资源协调机制等方面,取得了突出的研发成效。面对全球变化影响下日益突出的跨境水安全与生态安全风险问题,国际河流的水文地理研究,更需要借助空天地一体化精准监测技术、现代空间地理信息技术和智能技术等,通过提供可量化、可参与、可公开的研发成果,更好地为国家对国际河流的合理利用与地缘合作、健康维持与风险管控、跨境水外交与环境外交等提供科学依据和决策支持。     

高坝明流泄洪洞掺气减蚀三维数值模拟分析

高坝明流泄洪洞的掺气减蚀问题倍受关注。以溪洛渡水电站3#泄洪洞为研究对象,结合大比尺单体模型试验成果,应用分段计算方法对泄洪洞掺气减蚀问题进行了三维紊流数值模拟分析。结果表明:泄洪洞各道掺气坎布置合理且有稳定掺气空腔,掺气坎体型基本合理,明流段洞顶余幅足够。泄洪洞反弧段及末端一段区域水力特性复杂,应重点关注此部位的设计及施工问题。对于高流速、大梯度泄洪洞水力学问题,采用分段计算能提高计算速度。     

大理市土地利用变化及其驱动力分析

利用大理市1995年和2000年两期TM影像解译土地利用数据,在GIS分析工具支持下,对土地利用变化和驱动因素进行分析,得出以下结论：（1）1995年到2000年这5年期间,土地利用变化总体呈现出林地和草地减少、耕地和建筑用地增加的趋势,水域面积变化不明显;（2）土地利用年变化率为0．5％,其中以建设用地面积的年变化率最大为5．84％,耕地和林地的年变化率分别为1．85％和-1．41％,而草地和水域年变化率较小,分别为-0．7％和0．01％;（3）土地利用类型转化主要呈现出林地和草地转化为耕地,耕地和草地转化为建筑用地,林地和草地相互转化的特点;（4）土地利用结构变化不明显,总体上表现出林地占优势,耕地、草地、水域相当的结构特征;（5）自然条件对土地利用结构具有重要的控制作用,而人口增长,政府行为决策和经济的发展直接影响土地利用的变化。     

纵向岭谷区生态系统变化及西南跨境生态安全研究

位于我国西南、以纵向山系和大河为主体特征的纵向岭谷区,其地表主要自然物质、能量输送和人类活动等,表现出明显的“通道—阻隔”作用,产生了复杂多样的关联效应：使其成为亚洲大陆主要的纵向生物走廊、避难所和我国与东南亚重要的生态廊道,拥有北半球除沙漠和海洋外的各类生态系统,是全球生物物种的高富集区和世界级基因库,但其生态脆弱、灾害频发;主导了区内多民族沿河谷分布、在山间盆地聚居的“大分散、小聚居”格局,其社会经济发展地域分异大。因此,该区一直是地学和生物学等研究地表复杂环境系统与生命系统演变规律的关键地区,在全球具有不可替代性;同时,该区资源富集,短期开发行为多、环境退化加剧、贫困普遍,保护与发展矛盾极为突出,在西部具有典型性和代表性。     

国际河流水电合作开发投资—效益分配模式及特征

水与能源安全是全球可持续发展最为核心的问题,其在国际河流区尤为复杂和敏感。中国作为亚洲乃至全球最为重要的上游国,国际河流水资源变化、水电开发影响及跨境水安全维护等,虽受关注,但研究基础较为薄弱。判识出1937-2010年全球国际河流水电合作开发的32个案例,综合分析其开发方式,揭示其投资—效益分配模式与特征。结果表明：① 水电合作开发以河段和双边合作开发为主,缺乏流域层面的合作,形成了投资—效益等比分配、平均分配和差异分配三种模式。② 跨境型河流水电合作的投资—效益分配以等比分配为主,上游国通过向下游国提供发电用水分享其发电效益,下游国则通过补偿上游国的方式推动合作;界河（含界河段）的水电合作开发以平均分配为主。③ 不同发展时期的分配模式差异较明显: 1950年代前以平均分配和等比分配为主;1950-1980年代以平均分配为主;1990年代以后,因案例太少,主要分配模式难以确定。④ 经济发展水平相当的合作国家间主要采用平均分配模式;经济发展水平存在差异的国家间则兼顾采用等比分配和差异分配模式,并实施了更多的补偿措施。     

Twin lintel belt in steel for seismic strengthening of brick masonry buildings

A single-room, single-storey full-scale brick masonry building with precast RC roofing system was tested thric eunder displacement controlled lateral cyclic loading, to assess the effectiveness of the basic repair and seismic strengthening techniques. Initially, the virgin building specimen was loaded laterally to failure, In the second stage, the damaged building was repaired by stitching across the cracks, and tested under the same lateral loading. In the third stage, the twice-damaged structure was repaired once more by stitching and strengthened by twin lintel belt in steel and vertical corner reinforcement,and re-tested. The building strengthened by twin lintel belt in steel showed about 28% higher strength under lateral loading than the virgin building.     

Exploring the potential of artificial intelligence techniques in prediction of the removal efficiency of vortex tube silt ejector

A vortex tube silt ejector is a curative hydraulic structure used to remove sediment deposits from canals and is recognized as one of the most efficient substitutes for physically removing canal sediment. The spatially varied flow in the channel and the rotational flow behavior in the tube make the silt removal process complex. It is even harder to accurately predict the silt removal efficiency by traditional models accurately. However, artificial intelligence(AI) and machine learning approaches...