利用温度全局优化法探测堤坝多重集中渗漏

利用地温探测堤坝工程中的多重集中渗漏通道位置是一种反问题,为取得全局最优解及突破现有方法的局限性,采用不同优化算法相互配合的温度全局最优化方法,以达到有效准确探测显著集中渗漏通道的位置。结合各算法优势及目标函数不连续性等特点,选用全局搜索(GS)、多初始点(MS)及遗传算法(GA)3种方法联合补充优化。首先利用GS搜索局部最优点; 然后结合目标函数不连续点及上述局部最优点,人工增加MS优化起始点进行多初始点优化; 最后依据上述局部解,利用GA混合算法优化,从而有效提高全局最优化的概率。根据堤坝工程集中渗漏通道低温补给的特点,对优化目标函数进行了具有特定物理意义的修正; 为减少每次迭代的优化参数,基于温度测试精度提出分步优化方法,根据温度或修正目标函数残差吸引盆特征确定某步优化的集中渗漏数量; 由修正残差与温度测量精度相对大小确定优化是否终止,对应修正残差最小的优化结果为集中渗漏通道位置的真实解。结合工程实例,计算了某水库左坝肩的多重集中渗漏通道位置,分步优化了两个主要的集中渗漏位置,直接法优化3个集中渗漏位置。文献及工程实践证明了该法的正确性及有效性,为了堤坝等水利工程岩土体的集中渗漏整治提供了科学依据。     

地质和岩土工程光电传感监测研究进展及趋势第五届OSMG国际论坛综述

第五届地质(岩土)工程光电传感监测国际论坛于2014年10月在南京大学成功举办。本次论坛显示,国内外地质和岩土工程光电传感监测领域的研究工作取得了以下一些进展:(1)光电解调技术不断进步,解调精度、稳定性不断提高,一些新型的技术如微弱FBG拉丝塔技术被开发出来; (2)国内外都研发了大量的适用于地质与岩土工程监测的光纤传感器,基本上覆盖了工程监测领域的各种需求; (3)光电传感器的性能测试和布设工艺成为研究热点; (4)基于光电传感器的健康诊断和监测理论日益成熟; (5)光电传感监测技术的工程应用领域越来越广阔,在边坡工程、隧道工程、采矿工程、基坑工程、道桥工程等领域发挥了越来越重要的作用。未来的研究建议包括以下几个方面:(1)高性价比的分布式光纤传感解调技术的研发; (2)适合于地质、岩土工程分布式监测的光纤传感器的研发; (3)适应恶劣地质环境的分布式光纤传感器布设工艺研究; (4)海量监测数据的实时处理、误差分析和异常识别; (5)海量监测数据传输技术的开发; (6)基于分布式监测的地质灾害预警和岩土工程安全评估理论研究。     

黔中隆起东部龙里—凯里地区油苗有机地球化学特征及其成因分析

黔中隆起东部发现有大量的中—古生界油苗。应用色谱、色谱-质谱及同位素等测试技术,系统地研究了油苗的地球化学特征及油源。结果表明,受黔中多期次构造抬升活动的影响油苗的热演化程度均处于成熟阶段;大冶组(T1d)原油的生物标志物、族组分及单体烃碳同位素组成与古生界油苗存在明显差异,其烃源岩为研究区西南部的T1d油页岩;茅口组(P2m)原油为单源供烃,与栖霞组(P1q)烃源岩具亲缘关系;红花园组(O1h)原油具混源特征,主要来源于下寒武统牛蹄唐组,同时受翁项群组(S2w)泥质岩段的影响。其中,S2w泥质岩段具晚期生烃的特征,预示着研究区下古生界存在一套特殊的含油气组合,这对评价该地区的油气前景具积极意义。     

河南引黄供水发展方式思考

结合河南黄河引黄供水实际,梳理供水发展脉络和发展成效,分析引黄发展影响因素,从转变发展模式、强化水资源管理、加强工程维护、推进水价改革、理顺管理体制五个方面,探讨在最严格的水资源管理制度和深化水利改革的新形势下河南黄河引黄供水的发展方式。     

青海西宁盆地三趾马、副板齿犀化石的发现及意义

首次在青海西宁盆地新近纪河湖相沉积地层中发现了三趾马、副板齿犀牙齿化石,对化石的基本特征和埋藏情况进行了描述,三趾马化石经鉴定为东乡三趾马。结合区域和前人资料认为,本次发现化石的岩石地层应该属于咸水河组或以上层位,时代为晚中新世早期。分析前人孢粉资料认为化石形成时的古植被为森林-草原,古气候环境为亚热带干旱气候环境。这一发现为西宁盆地晚新生代河湖相地层格架的建立,提供了古生物学依据,对西宁盆地中新世地层确立起到时序标尺的作用。为青藏高原东北缘盆地的环境演化、地层划分、时代厘定提供了新的资料,对深入研究青藏高原隆升环境效具有重要意义。同时,也为青藏高原东北缘、华北地区、青藏高原三趾马动物群进行对比研究,提供了基础材料。     

鄱阳湖影响过湖对流强度的数值模拟及机理分析

湖陆下垫面的非均匀性对强对流天气的发展演变有很大的影响。鄱阳湖是我国最大的淡水湖,湖面积具有明显的月变化和季节变化,而模式中的下边界一般默认湖面积不变,这与实际情况的差异较大,必然带来模式预报误差。利用WRF模式对夏季夜间发生在鄱阳湖地区的一次强对流天气过程进行数值模拟,并通过湖面积变化的敏感性试验,深入研究鄱阳湖对强对流天气发展演变的影响及其机理,结果表明：夏季夜间湖面上空2 m温度明显高于陆面,向湖陆风在湖面上空辐合上升,岸边则存在下沉辐散气流。这导致降水在湖西岸减弱、湖上空增强。随后用去湖敏感性试验印证了鄱阳湖的暖湖效应,湖泊的存在能够通过激发陆风次级环流对湖西岸（湖面）上空降水起抑制（促进）作用。去湖试验的降水在湖西岸增强20%,在湖面上空减弱16%,体现出湖泊对降水强度的重要影响。此外,还发现湖面积扩大1.5、2.5、3.5、4.0倍的扩湖敏感性试验的降水在湖面上空分别增幅7%、16%、30%、43%,进一步证实了强对流强度对鄱阳湖面积变化较为敏感。这指示我们在预报夏季夜间穿湖而过的强对流天气时,应重点关注其可能存在的入湖前减弱、入湖后增强的变化趋势。同时,在利用数值模式模拟湖区强对流天气过程时,如果湖面积与模式中默认的湖面积相差较大,则应考虑将实际湖面积引入模式下边界,以期提升模式对于湖区对流的预报能力。     

基于生态系统服务供需关系的甘肃白龙江流域生态风险识别与管理

以乡镇为研究单元,运用InVEST模型、供需比-协调度模型和空间自相关等,定量评估甘肃白龙江流域典型生态系统服务供需匹配关系,基于供需风险识别划定生态管理区,提出了针对性管理策略。结果表明：(1) 2002年、2010年和2018年仅食物总需求呈减小趋势,其他典型服务总供需量均呈增加趋势。在供需数量匹配方面,除2002年和2010年总食物供给小于总需求外,其他服务均供大于需,各项服务供需比空间分异明显。(2)供需空间匹配方面,水源涵养服务以高供低需聚集为主,土壤保持服务以高供高需和低供低需聚集为主,食物生产服务以低供低需聚集为主。(3)水源涵养服务供需风险集中在白龙江舟曲-武都段东侧人口密集区,土壤保持服务供需风险多在迭部北部山区、宕昌东部和武都大部,食物供需风险集中在流域东部和舟曲北部。(4)依据生态系统服务供需关系可将流域分为5级供需风险,归纳整合后形成6大生态管理区。     

黄河源玛沁地区高寒草地植物固土护坡的力学效应

通过对试验区草本植物根系的力学强度试验,研究了黄河源玛沁地区高寒草地植物护坡的力学效应,即通过研究未退化、轻度退化、重度退化的草地的主要优势种植物的单根抗拉力、抗拉强度和根-土复合体的抗剪强度等评价其固土护坡能力与贡献。研究所选取的未退化草地的优势种植物主要有小嵩草(Kobresia pygmaea C.B.Clarke)、紫花针茅(Stipa purpurea Griseb.),轻度退化草地的优势种植物包括矮火绒草(Leontopodium nanum(Hook.f.et Thoms.)Hand.-Mazz.)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca L.),重度退化草地的优势种植物为细叶亚菊(Ajania tenuifolia(Jacq.)Tzvel.)、盐地风毛菊(Saussurea salsa(Pall)Spreng)。由单根拉伸试验结果表明,单根抗拉强度平均值由大至小依次为紫花针茅小嵩草矮火绒草二裂委陵菜细叶亚菊盐地风毛菊;室内根-土复合体原状试样直接剪切试验表明,根-土复合体的抗剪强度由大至小依次为小嵩草紫花针茅矮火绒草二裂委陵菜细叶亚菊盐地风毛菊。研究成果对进一步探讨黄河源高寒地区植物固土护坡机理,以及试验区及其与试验区条件相似的其他地区,科学防治坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害的发生具有重要理论指导意义。     

关于农业地域类型教学的思考——从典型案例看农业地域类型吻合性

正大牧场放牧业是潘帕斯草原最适合的农业地域类型吗?我国的东北地区应该大力发展水稻种植吗?在课堂探究讨论的时候,学生有时会提出这样的疑问。由于缺少现实的经验和深入的思考,教师常常并不能从正面直接回答"好不好",而只是从侧面间接解释"能不能"。事实证明,如果课本知识与实际生产的矛盾冲突不能获得明确的解答,学生就会失去对学科知识探究的兴趣,这样的教学不利于新课标要求的实现。     

闽江下游及河口区表层沉积物粘土矿物含量分布特征及其环境意义

为探究闽江下游及河口区粘土矿物的含量分布特征,于2009年在该区域采集表层沉积物样品25个,利用X射线衍射进行了粘土矿物的含量测定.结果表明粘土矿物的相对百分含量范围分别为：高岭石（33%-47%,平均值为42%）,伊利石（27%-43%,平均值为34%）,绿泥石（20%-29%,平均值为24%）,蒙脱石（0%-3%,平均值为1%）.在显著水平为0.01时,伊利石与高岭石、绿泥石的含量呈显著负相关关系,伊利石与高岭石的相关系数为-0.825,伊利石与绿泥石的相关系数为-0.611.通过对闽江下游及河口区粘土矿物含量分布的分析及与中国近海的粘土矿物含量分布对比,闽江下游及河口区粘土矿物的含量分布受物质来源、地形条件、介质环境、粘土矿物自身颗粒大小形态和人类活动的影响.相对于黄河和长江,闽江表层沉积物中具有较高的高岭石含量,较低的伊利石含量,与珠江的粘土矿物组合特征类似,这反映出气候效应的影响.