非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验及多物理量联合监测

对非饱和土降雨入渗过程及其致灾机制的深入认识有赖于室内外试验及多物理量联合监测。基于离心机超重力环境下土体响应监测技术,开展了非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验,测试研究了超重力环境对新研制的微型TDR探针及张力计测量的影响规律,并利用TDR、张力计及弯曲元对降雨入渗过程中土体响应进行多物理量联合监测。研究结果表明:在不同离心加速度下微型TDR探针与给定含水率土体实测原始波形重合,说明超重力环境对TDR测试没有影响,含水率的测试误差在2%以内。在离心机加速过程中,张力计所测吸力下降约2.0~2.9 kPa,当离心加速度稳定在40g时,所测吸力在10min内上升并接近常重力下土体初始吸力。在降雨入渗过程中,埋设在同一深度的TDR探针、张力计和弯曲元对湿润锋响应的时间点基本一致,降雨入渗导致土体含水率增加,基质吸力降低,剪切波速降低。这些多物理量监测数据有助于建立非饱和土含水率-吸力-剪切模量之间的关系。     

一种基于VB求解小流域设计洪峰流量的图解方法

1958年陈家琦等人提出了计算小流域设计洪峰流量的水利科学院推理公式法。该方法以暴雨形成洪水的成因分析为基础,建立计算模型,一般情况下能够较好地反映流域的产、汇流关系,具有很好的实用性。本文针对现行推理公式参数计算中存在的问题提出一种基于VB(Visual Basic)编程语言的计算机化的图解方法。应用实例表明,相比于传统图解法和迭代法,基于VB求解推理公式参数的方法可实现计算机自动绘图自动求解,不但计算简捷直观,而且精度高,便于工程使用。     

分级加卸载作用下冻结界面黏弹塑性剪切蠕变解耦分析研究

桩-土界面间冻结力及荷载作用下界面的剪切力学行为是决定冻土区桩基础承载性能和荷载传递的关键。由于冰的显著流变性及高含冰量冻土区上限附近厚层地下冰的广泛分布特征,桩基础中上位具有的冰冻结界面剪切蠕变特性对桩基础的承载性能有显著影响。为研究桩冰冻结界面剪切变形特征及其内在机制,开展了-3℃、-5℃下冰-钢管结构分级加卸载剪切蠕变试验。通过对变形曲线的分段独立解耦,分析了冻结界面的黏弹塑性剪切变形行为。结果表明,界面剪切变形可分解为瞬弹性(S_ie)、瞬塑性(S_ip)、黏塑性(S_vp)以及黏弹性变形(S_ve)。广义弹性剪切模量随分级荷载的增加逐渐变大,表明加卸载过程中结构未加速破坏前界面存在明显的强化效应。界面剪切蠕变特征随剪应力水平的增加由衰减向非衰减过渡。其中,黏弹性变形和低剪应力水平下黏塑性变形均表现为衰减性,且荷载越大,黏弹性变形越大。高应力水平下黏塑性表现为非衰减性,且变形速率随剪应力水平增加显著提升。整体而言,冻结界面塑性变形值占总累计变形的比例先减小,后增大,其中瞬塑性变形主要存在于应力水平较...     

东海陆架盆地伸展率和压缩率及构造跃迁

东海陆架盆地位于欧亚板块的东南缘和西太平洋活动大陆边缘,本文选取了东海陆架盆地主要凹陷的17条地震剖面,采用平衡剖面技术,计算了主要凹陷新生代不同演化阶段的伸展率和压缩率。分析表明,东海陆架盆地构造演化总体由西向东跃迁。晚白垩世至晚古新世东海陆架盆地裂陷中心在西部坳陷带,始新世东迁至东部坳陷带,上新世东迁至东海陆架盆地东侧的冲绳海槽盆地。古新世中后期东海陆架盆地西部坳陷带北侧昆山凹陷反转;中新世东部坳陷带的西湖凹陷反转。东海陆架盆地西部坳陷带与东部坳陷带构造演化不同,证明了东海陆架盆地的东西分带。西部坳陷带北部的长江坳陷和南部的台北坳陷构造演化不同,东部坳陷带北部的西湖凹陷和南部的钓北凹陷构造演化不同,证明了东海陆架盆地的南北分块。     

昆明机场红土地层地下结构抗震模拟研究

昆明机场残积红土既是区域内重要的土地资源,更是各类工程建设的建筑地基,由于机场及临近区域内小江地震活动断裂带和普渡河断裂带地震活动频繁,使研究区处于较不稳定状态。本文采用MIDAS GTS有限元数值分析软件,利用动三轴试验所得出的结果,分别对昆明长水国际机场玄武岩残积红土、砂页岩残积红土地层下典型的地下结构进行了抗震模拟研究。所获得的研究成果,对红土分布区城市及村镇房屋建筑地基和地下空间结构抗震安全稳定性评价具有一定的指导意义和实用价值。     

关于瑞利散射在九寨沟、黄龙水体颜色形成中作用的讨论

分析了可见光在大气和水体中的瑞利散射效应和吸收、反射效应特征,提出了九寨沟、黄龙水体颜色主要源自水体对可见光的选择性吸收和反射,否定了广泛采用九寨沟、黄龙水体的“瑞利散射成因”说和“元素离子呈色”说。     

Raindrop Size Distribution Parameters Retrieved from Xinfeng C-Band Polarimetric Radar Observations

The objective of this research was to acquire a raindrop size distribution (DSDs) retrieved from C-band polarimetric radar observations scheme for the first time in south China.An observation period of the precipitation process was selected,and the shape-slope (μ-Λ) relationship of this region was statistically analyzed using the raindrop sample observations from the two-dimensional video disdrometer (2DVD) at Xinfeng Station,Guangdong Province.Simulated data of the C-band polarimetric radar reflectivity Z_(HH)and differential reflectivity Z_(DR)were obtained through scattering simulation.The simulation data were combined with DSD fitting to determine the Z_(DR)-Λand log_(10)(Z_(HH)/N_0)-Λrelationships.Using Xinfeng C-band polarimetric radar observations Z_(DR)and Z_(HH),the raindrop Gamma size distribution parametersμ,Λ,and N_0were retrieved.A scheme for using C-band polarimetric radar to retrieve the DSDs was developed.This research revealed that during precipitation process,the DSDs obtained using the C-band polarimetric radar retrieval scheme are similar to the 2DVD observations,the precipitation characteristics of rainfall intensity (R),mass-weighted mean diameter (D_m) and intercept parameter (N_w) with time obtained by radar retrieval are basically consistent with the observational results of the 2DVD.This scheme establishes the relationship between the observations of the C-band polarimetric radar and the physical quantities of the numerical model.This method not only can test the prediction of the model data assimilation system on the convective scale and determine error sources,but also can improve the microphysical precipitation processes analysis and radar quantitative precipitation estimation.The present research will facilitate radar data assimilation in the future.     

THE LIMITATION OF CLOUD-BASE MASS FLUX IN CUMULUS PARAMETERIZATION AND ITS APPLICATION IN A HIGH-RESOLUTION MODEL

A large area of unrealized precipitation is produced with the standard convective parameterization scheme in a high-resolution model, while subgrid-scale convection that cannot be explicitly resolved is omitted without convective parameterization. A modified version of the convection scheme with limited mass flux at cloud base is introduced into a south-China regional high-resolution model to alleviate these problems. A strong convection case and a weak convection case are selected to analyze the influence of limited cloud-base mass flux on precipitation forecast. The sensitivity of different limitation on mass flux at cloud base is also discussed. It is found that using instability energy closure for Simplified Arakawa- Schubert Scheme will produce better precipitation forecast than the primary closure based on quasi-equilibrium assumption. The influence of the convection scheme is dependent on the upper limit of mass flux at cloud base. The total rain amount is not so sensitive to the limitation of mass flux in the strong convection case as in the weak one. From the comparison of two different methods for limiting the cloud-base mass flux, it is found that shutting down the cumulus parameterization scheme completely when the cloud-base mass flux exceeds a given limitation is more suitable for the forecast of precipitation.     

雷达反演水汽在华南前汛期短时临近降水预报应用试验

为了改善数值预报模式短时临近降水预报能力,采用雷达水汽反演同化方案来提高模式初始水汽场质量。以华南精细预报模式对2013年5月进行了冷启动、热启动和热启动加雷达水汽同化等3个对比试验,并进一步详细分析2013年5月8—9日广东西南部到珠三角地区强降雨过程,探讨雷达反演水汽对短时临近降水预报的影响作用。分析结果显示3个试验结果反映精细模式冷启动不利于1~6 h的降水预报,模式热启动能较好预报前6 h的降水,但对随后预报效果不佳。在热启动的基础上,考虑同化雷达反演的水汽后,不仅较好模拟前6 h的降水,也可以预报出6~12 h的降雨带变化趋势。     

阿勒泰地区地面探测环境调查评估及保护措施

根据2013年阿勒泰地区气象探测环境调查评估资料,分析了阿勒泰地区8个国家级台站的探测环境现状,阿克达拉站由于地处戈壁,远离城市,探测环境较好,其余各站探测环境均有不同程度的破坏。地方经济发展、城市建设规模不断扩大是地面气象探测环境遭受破坏的主要原因,必须采取各种有效手段切实保障气象探测环境的安全性,确保气象观测资料的代表性、准确性和连续性。