青藏高原的水塔功能

青藏高原是维持我国乃至东亚地区生态系统的重要水塔。高原平均海拔在4000m以上,与周边地区形成了巨大的地势差。高原东南部不仅具有丰富的降水,而且在3500m以上以冰川雪被形态储存了巨大的水资源,因此,高原具有重要的水塔功能。基于高原潜在输出总水量和不同海拔区域水体所具有的势能两个方面,建立了高原水塔功能的模型,从而利用GIS方法,通过对我国1∶400万系列图和相关资料的统计分析,计算出高原不同高度带贮存的大气降水、冰川储水量、湖泊水量以及工农业用水量。计算结果表明,青藏高原冰川湖泊的淡水储量达39921×108m3,其中冰川储水量为39228×108m3,可利用湖泊储水量为693×108m3,平均每年由降水获得的水资源量为8495×108m3,高原工农业用水量为129×108m3。因此,高原的输出水量即出境河川径流量为6870×108m3。高原储水主要分布在海拔3000～5000m间,与高原周围相比,平均势差在2000～4000m间,最大的势差达5500m。水体具有巨大的势能,在势能的作用下,自然向周边区域输送汇集,维持着周边地区的生态过程和社会经济活动,因此,青藏高原的水塔功能对于周边地区的生态系统和社会经济系统是极其重要的。     

采用泵喷补偿技术的近底拖体水压场数值模拟研究

采用标准 k-ε 模型,结合 Fluent 软件,对采用泵喷补偿技术的拖体水下被拖行运动所产生的压力场变化进行了数值模拟实验。结果表明：采用泵喷补偿技术对拖体水压场的“马鞍形”分布特性影响较小, 但随着喷水速度的增加,拖体首端压力负值略有增加,而中段的负峰幅值显著增加,当喷水速度达到一定值后,拖体的压力特性曲线已经较为接近期望值,证明泵喷补偿技术具有一定的可行性。     

能见度集合预报及后处理技术应用

基于污染物情况、环流系统和时空分布特征分析,利用神经网络对历史数据进行建模,生成了能见度集合预报产品。在2022年冬季的TS评分检验中,预报产品优于欧洲中期数值预报中心模式(ECMWF)的能见度预报产品。利用概率匹配、最优百分位和神经网络三种后处理方法生成后处理产品,这些产品的TS评分优于集合预报产品。预报输入的ECMWF模式2 m湿度与实况的偏差是误差的主要来源。利用集成方法对三种后处理产品进行集成,其TS评分结果在低能见度区间总体接近或略优于原始产品。生成的能见度集合预报后处理最优集成预报产品成功提高了对中期延伸期能见度天气的预测准确性。     

多连通域浮式平台波浪载荷水池模型试验研究

大型多连通域浮式平台的典型代表是大型海上旅游浮式综合体,依据概念设计,开展大型多连通域浮式平台的波浪载荷水池模型试验研究,试验对不同海况下4种典型多连通域浮式平台方案进行波浪载荷测量,包括剖面的垂向弯矩、水平弯矩和扭矩等,通过观察试验现象和分析测量数据,获得了不同方案大型多连通域浮式平台的波浪载荷特性。试验结果表明：由于平台质量大、振动阻尼大,所以高频载荷成分小;平台在自由状态下载荷值基本都小于平台只释放垂荡状态载荷值;在方案四高波高状态下,平台波浪载荷的高频成分包含了波浪的非线性、约束柱与平台之间的耦合、平台自身的高频振动等。研究成果可为大型海上旅游浮式综合体的结构设计提供设计载荷输入,支撑平台的强度校核评估。     

基于循环孔洞扩张模型的X型圆管节点超低周疲劳寿命预测

海洋工程钢结构在服役过程中,受风、浪、流或地震等极端循环载荷的影响,易发生超低周疲劳断裂破坏,造成人员伤亡及财产损失,因此超低周疲劳断裂分析及寿命预测对于海工结构安全性评估至关重要。然而,现阶段基于累积损伤理论提出的多种超低周疲劳寿命预测模型无法对多尺度节点实现统一预测,造成了实际工程应用的不便。因此文中基于循环孔洞扩张模型开展X型圆管节点超低周疲劳寿命预测。首先,开发了基于循环孔洞扩张模型的VUSDFLD程序,实现ABAQUS与FORTRAN子程序联合应用,利用有限元分析验证循环孔洞扩张模型在X型圆管节点超低周疲劳断裂分析中的有效性;其次,根据多组X型圆管节点超低周疲劳断裂有限元分析结果,在宏观层面提出了一种基于Manson-Coffin公式的超低周疲劳寿命预测公式;最后,依据Miner理论,将适用于等幅加载的超低周疲劳寿命公式扩展至变幅加载情况,验证了多种节点尺寸下超低周疲劳公式的适用性,为工程应用提供了理论依据。     

祁连山中部亚高山草地土壤呼吸及其组分研究

草地碳通量组分的区分及其与环境因子的关系是了解生态系统碳循环的重要环节。于2013年6-8月在祁连山中部亚高山草地开展了土壤呼吸及其组分研究,利用根去除法区分根系自养呼吸和土壤微生物异养呼吸。采用LI-8100土壤碳通量系统测定生态系统呼吸、土壤呼吸及土壤微生物呼吸速率,同时测定10cm处土壤温度和5cm处土壤湿度。分析呼吸速率和环境因子的昼夜变化动态,自养呼吸和异养呼吸速率占土壤呼吸速率的比例,呼吸速率与土壤温湿度及与生物量的关系。结果表明：生态系统呼吸、土壤呼吸和土壤微生物呼吸速率的日变化趋势均呈单峰型曲线,具体表现为生态系统呼吸（11.07μmol · m^-2 ·s^-1）>土壤呼吸（6.31μmol·m^-2·s^-1）>异养呼吸（4.92μmol·m^-2 ·s^-1）>自养呼吸（1.39μmol·m^-2·s^-1）;自养和异养呼吸速率分别占土壤呼吸速率的22.03%和77.97%;呼吸速率与10cm处土壤温度呈指数相关,Q₁₀值排序为：土壤微生物呼吸（Q₁₀=3.74）>土壤呼吸（Q₁₀=2.76）>生态系统呼吸（Q₁₀=2.49）,呼吸速率与5cm处土壤湿度呈显著线性负相关关系,双因素模型明显提高了呼吸速率与温湿度的相关性,能够分别解释土壤微生物呼吸,土壤呼吸和生态系统呼吸速率变异的89%,79%和62%;地上生物量和呼吸速率之间存在显著线性正相关关系,地下生物量与呼吸速率之间呈二次回归关系（P=0.01）,未刈割草地呼吸速率大于刈割草地土壤呼吸速率,刈割一年的土壤呼吸速率大于刈割两年的土壤呼吸速率。     

新疆比勒提地区断裂构造磁异常信息提取及解释

比勒提地区位于新疆西南天山,以该区1：50000高精度磁测数据为基础,采用解析延拓、方向导数等技术手段提取与断裂构造有关的磁异常信息,对区域内构造进行识别,结合标本物性参数统计,对引起磁异常的原因进行分析。对区域磁异常向上延拓及求一阶导数后进行对比,圈定4个特征异常带A1-A4,结合地质资料,识别出4条断裂构造FW1-FW4,FW1和FW2对应喀拉铁克断裂及其次级断裂,FW3为构造动力作用产生的强片理化带,FW4为隐伏断裂,表明高精度磁法测量在本区能有效识别断裂并反映其分布。     

PRB数字地质填图中的遥感技术应用研究——以云南1:5万罗平幅区域地质调查为例

区域地质调查是一项基础性、公益性、综合性的调查研究工作,是国民经济建设和社会可持续发展中最重要的基础工作(李超岭等,2003;中国地质调查局①).     

太阳黑子和ENSO对日本吉野川流域水文要素影响

剖析"太阳-气候-水资源"体系作用机制对区域水资源科学管理具有重要科学意义。利用相关分析、主成分分析和小波分析方法,探究太阳黑子运动和厄尔尼诺（ENSO）对日本吉野川流域降雨、地表径流和地下水位影响。研究结果表明:太阳黑子活动和ENSO对研究区域水文过程显著影响分别发生在11 a和2~7 a周期上;太阳黑子运动能量以ENSO为"媒介"作用于流域降水和河川径流,但对地下水位波动影响不明显;太阳黑子活动在不同时频域对研究区域水文过程产生"直接"和"间接"影响,太阳黑子的"直接"影响可能通过调制ENSO外的气候模态来实现,其"间接"作用则通过"ENSO-西太平洋副高-东亚环流-水汽运动"系统作用实现。     

长江口特大洪水浑浊带悬沙粒度分布特征

2020年长江流域发生了历史第二大洪水,大通站洪峰流量达到84 500 m3/s。本文基于2020年7月长江口特大洪水期间最大浑浊带多站位的水沙观测数据,重点分析了悬沙粒度组分的时空分布特征,并与常态水文条件下的粒度数据进行对比。结果表明：（1）最大浑浊带悬沙垂向平均中值粒径为10.4μm,变化范围为6～27μm,以黏性细颗粒泥沙为主;其中核心区南槽、北槽及北港的中值粒径分别为8.4μm、7.6μm和8.5μm,过渡区分别为7.2μm、16.4μm和14.5μm。（2）悬沙中值粒径垂向分布受不同组分影响,核心区底层中值粒径为8.8～9.6μm;底层黏土含量在28%～31%之间,粉砂含量在61%～64%之间,中值粒径主要受黏土及粉砂组分影响;过渡区北港和北槽垂向平均砂组分高达19%,南槽砂组分平均仅占5%,中值粒径主要受砂组分影响。（3）对比2013年洪季浑浊带数据,2020年粒径整体增大5.4μm,核心区黏土含量相较2013年减少12.7%,砂增加6.3%;过渡区北槽与北港平均粒径增大10μm。