A new approach for linking event‐based upland sediment sources to downstream suspended sediment transport

In this study, we proposed a new approach for linking event sediment sources to downstream sediment transport in a watershed in central New York. This approach is based on a new concept of spatial scale, sub‐watershed area (SWA), defined as a sub‐watershed within which all eroded soils are transported out without deposition during a hydrological event. Using (rainfall) event data collected between July and November, 2007 from several SWAs of the studied watershed, we developed an empirical equation that has one independent variable, mean SWA slope. This equation was then used to determine event‐averaged unit soil erosion rate, Q_S/A, (in kg/km²/hr) for all SWAs in the studied watershed and calculate event‐averaged gross erosion E_ea (in kg/hr). The event gross erosion E_t (in kilograms) was subsequently computed as the product of E_ea and the mean event duration, T (in hours) determined using event hydrographs at the outlet of the studied watershed. Next, we developed two linear sediment rating curves (SRCs) for small and big events based on the event data obtained at the watershed outlet. These SRCs, together with T, allowed us to determine event sediment yield SY_e (in kilograms) for all events during the study period. By comparing E_t with SY_e, developing empirical equations (i) between E_t and SY_e and (ii) for event sediment delivery ratio, respectively, we revealed the event dynamic processes connecting sediment sources and downstream sediment transport. During small events, sediment transport in streams was at capacity and dominated by the deposition process, whereas during big events, it was below capacity and controlled by the erosion process. The key of applying this approach to other watersheds is establishing their empirical equations for Q_S/A and appropriately determining their numbers of SWAs. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

天津滨海软土场地的大震远场作用

利用天津滨海地区丰富的地震地质钻孔资料及测试数据,建立了相应的地震反应模型.选取美国加州1992年Landers地震的远场记录P0841作为基底输入,采用工程上常用的等效线性化方法进行了土层地震反应分析,以期对天津滨海软土场地的大震远场作用得到一些定性的认识．结果显示,天津滨海软土场地对远场大震地震动峰值加速度的放大作用比较显著,但不同场地条件放大作用有明显差异,Ⅳ类场地的放大效应明显减弱.对基岩与地表反应谱比的分析显示, 滨海场地对基岩地震动的不同频率分量的放大作用具有明显的不同,对短周期分量甚至出现了缩减,但当滨海软土场地受到与场地卓越周期相吻合的地震动影响时,可能会产生很可观的放大作用,这对建在其上的高层、超高层建筑可能会构成较大的威胁．      

空间光滑地震活动性模型中光滑函数的比较研究

使用Frankel提出的基于空间光滑地震活动性模型的地震危险性分析方法,选择华南、华北、川滇3个地区的地震记录,比较分析了高斯、幂律和地震分形分布光滑函数3种光滑函数在不同地区的适用性．结果表明,使用交叉验证法可以为高斯光滑函数选取合适的相关距离c值,光滑得到的地震活动性模型能够真实反映研究区域的地震活动特征,根据活动性模型计算得出的峰值加速度(PGA)分布也符合人们对研究区域地震危险性的认识．幂律光滑函数适用于地震活动性较强的地区,且具有容易求取光滑参数的优点．光滑程度较低的幂律光滑函数不适用于地震活动性弱的地区,在该类地区应选择光滑程度较高的高斯光滑函数．地震分形分布光滑函数不适用于地震活动较强且地震活动强度差异较大的地区,其容易过分高估高震级地震对地震危险性的影响,而忽略了低震级地震对地震危险性的贡献．但对于地震活动较弱且地震活动强度差异较小的地区,可使用地震分形分布光滑函数,且同样具有容易求取光滑参数的优点．      

基于MGR模型修正我国大陆中强以上地震的震级-频度关系和确定震级极限值div

从理论上推导了修正的古登堡-里克特模型的震级上限的确定方法, 应用常用的两种模型对我国分区域进行了震级-频度关系的修正和震级极限值的确定. 结果表明, 我国大陆存在非线性的震级-频度关系, 传统的NGR模型不能反映非线性的震级-频度关系, 而MGR模型能反映适合非线性和线性的震级-频度关系, 因此MGR模型适合我国各研究区中强以上地震的震级-频度关系. 当震级 频度关系为非线性时, 用MGR模型确定的震级极限值较准确．      

天津滨海地区浅层剪切波速与基底构造关系研究

Shear wave velocity is one of the important dynamic characteristics of soil layers and applied widely in aseismic engineering. In this paper, 500 drill logging data are used to make a linear interpolation based on 0.01°×0.01°×1m grid. A shallow 3-D shear wave velocity structure of Tianjin coastal area is obtained. According to the data and geological background, we selected two typical velocity profiles to try to introduce and explain its relationship to basement structure. The results show that the shear wave velocity structure clearly presents the characteristic of stratification and lateral inhomogeneity. Furthermore, the difference of the shear wave structure between tectonic elements is clear and the velocity structure between the two sides of the local or border fault in the Quaternary is disturbed or affected significantly. It intuitively shows that the basement structure and fault activity of this region had good control of sedimentation development and strata formation in the Quaternary period which would have an important effect on engineering seismic and geological condition evaluation.     

基于MGR模型的我国大陆地区各地震带1970年以来震级-频度关系和震级上限

本文利用两种常用的NGR和MGR模型,对我国大陆地区1970年以来各地震带的震级-频度关系和震级上限进行了修定.结果表明,MGR模型能很好地描述非线性的震级-频度关系,因此该模型更适合于我国大陆地区各地震带ML3.0以上地震的震级-频度关系,用MGR方法拟合确定震级上限时,样本量越高拟合的结果越准确.     

体应变仪大地震时两次自动调零数据的处理

仪器在较大波动幅度的影响下产生自动调零（电磁阀门开启）,与地震信息混在一起,难以直接使用原始数据。合理消除自动调零带来的影响,还原真实情况,成为台站必须解决的问题。采用确定校正值的方法,力图还原为连续记录,结果发现：处理后的资料可以和另外一台没有调零动作的体积应变仪器的原始资料相符合。     

高层建筑典型外墙保温材料火蔓延特性数值模拟研究

有机保温材料被广泛应用于高层建筑外墙保温体系的同时,也可能增加高层建筑的火灾风险。本文通过计算机模拟,着重研究了保温材料之一的聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）的火蔓延速率、失重速率及温度场分布等特性。研究结果发现：发生火灾后,外墙保温材料可以在很短的时间内自下而上蔓延至整个材料表面,并有表皮着火的现象。在火焰到达材料顶部之前,向上火蔓延占主导地位,材料中部区域明显燃烧脱落,火焰在材料两端上部继续燃烧,有向下加速蔓延的趋势;之后,火焰沿着材料中部内侧向下剧烈燃烧,材料呈V字型燃烧直至熄灭。在高层建筑外墙外保温材料火蔓延中,不同着火点情况下的燃烧速率随时间变化的趋势相似,且会形成两个波峰。     

基于UPFs的三维紧支粘弹性边界单元

基于三维粘弹性人工边界理论,推导建立了类似于普通有限单元而具有粘弹性人工边界特性的三维紧支粘弹性边界单元,并结合UPFs二次开发的特点成功嵌入通用有限元软件ANSYS中。通过Lamb表面源问题和内源问题算例,对上述建立的单元进行了验证,计算结果表明,该单元具有与等效弹簧-阻尼器单元相同的精度和稳定性,并且使用更为简便,可操作性更强,同时基于ANSYS强大的开发平台和非线性计算能力,尚可开展其他特殊用途单元的二次开发。     

雷州半岛红树林边缘效应及其对海岸有机碳库的影响

作为滨海湿地与邻近海区之间物质循环、能量和物种流动及其相互作用的重要界面,红树林的边缘效应对研究海陆生态系统相互作用,滨海湿地生物地貌形成过程以及海岸带有机碳库分布格局等方面的具有重要意义。文章以雷州半岛东岸红树林4种典型地貌分布区为重点,通过调查红树林前缘光滩,林缘及林内植被及土壤理化特征的变化,探讨红树林边缘效应的表现及其对土壤有机碳库的影响。结果表明,不同地貌类型红树林边界区的群落结构及土壤理化因子分布特征有所不同。边界区群落特征表现为林缘的冠层低于林内,叶面积指数低于林内,物种丰富度林内高于林缘(除河口区外),且林缘的植被盖度受风浪影响显著,表现出河口区>内湾区>岛屿区>前沿浪击区。土壤理化性质边缘效应表现为林缘的pH值、粒度低于光滩,氧化还原电位、盐度高于光滩(除内湾区外),而林内的土壤理化性质波动较大,可能受林缘植被演替及地貌双重影响。不同地貌单元红树林边界区的土壤表层有机碳含量,有机碳密度均表现为林内>林缘>光滩。综合影响表层土壤有机碳的主要生物及非生物因子进行主成分分析和相关分析,结果显示土壤表层有机碳密度与环境第一主成分呈显著负相关,即受植被盖度,叶面积指数和土壤pH因子影响密切。红树林土壤有机碳沉积虽然受到不同水文地貌的影响,但总体而言,红树林初级生产输入和土壤酸性环境对红树林林下土壤有机碳库的富存贡献显著。