废黄河沉积记录中来自不同河流物质的信息——基于重矿物与地球化学元素分析

在全新世时间尺度内,沉积记录主要受控于沉积物供给、输运和堆积过程等因素。对废黄河沉积记录的深入分析可以反演黄河南流夺淮过程中沉积物的“源”-“汇”关系。基于废黄河故道沉积记录中重矿物和地球化学元素特征,并结合与现代黄河沉积物的对比,揭示废黄河沉积记录中物质来源的信息。结果表明,废黄河故道沉积物中重矿物平均含量为0.19%,种类多达15余种,以稳定矿物为主,不同矿物的时空变化差异较大。废黄河故道泥质和砂质沉积物中,地球化学元素表现出明显的时空变化规律,随深度递增元素含量可分为降低、稳定和增加趋势。对比现代黄河沉积物,发现废黄河故道沉积物中稳定和极稳定矿物相对含量较高,泥质沉积物中更多地富集Zn,Ni,Al,Ba,Cu,Li,K等元素。这一差异性反映出其它不同河流物质补给而产生的影响,淮河沉积物中重矿物和地球化学元素的研究为该论断提供了佐证。     

河南地区全新世环境考古研究进展及未来趋势

河南地区是中国文明起源的核心区域之一,史前文明璀璨发达,是开展全新世环境考古研究的理想区域。近二十年来,河南地区环境考古研究中,文化演化的环境背景分析成果突出,灾变事件影响及人类对环境变化的响应研究亦有涉及,数字环境考古工作也开始逐渐起步。但在河南地区仍缺少高分辨率古环境重建方面的研究,且已有环境考古研究多关注环境变化对文明演化的影响,而在人类活动对环境变化响应及其环境效应方面研究尚显不足。此外,随着RS、GIS等技术应用的不断深入以及对景观考古的不断关注,考古遗址预测模型以及史前人与自然关系的定量和模拟研究已成为当前国际环境考古研究的热点。     

A modeling analysis of rainfall and water cycle by the cloud-resolving WRF model over the western North Pacific

Simulated regional precipitation, especially extreme precipitation events, and the regional hydrologic budgets over the western North Pacific region during the period from May to June 2008 were investigated with the high-resolution （4-km grid spacing） Weather Research and Forecast （WRF v3.2.1） model with explicit cloud microphysics. The model initial and boundary conditions were derived from the National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy （NCEP/DOE） Reanalysis 2 data. The model precipitation results were evaluated against the Tropical Rainfall Measuring Mission （TRMM） Multisatellite Precipitation Analysis 3B42 product. The results show that the WRF simulations can reason- ably reproduce the spatial distributions of daily mean precipitation and rainy days. However, the simulated frequency distributions of rainy days showed an overestimation of light precipitation, an underestimation of moderate to heavy precipitation, but a good representation of extreme precipitation. The downscaling approach was able to add value to the very heavy precipitation over the ocean since the convective processes are resolved by the high-resolution cloud-resolving model. Moreover, the water vapor budget analysis indi- cates that heavy precipitation is contributed mostly by the stronger moisture convergence; whereas, in less convective periods, the precipitation is more influenced by the surface evaporation. The simulated water vapor budgets imply the importance in the tropical monsoon region of cloud microphysics that affects the precipitation, atmospheric latent heating and, subsequently, the large-scale circulation.     

趋势面分析在洪山殿矿区构造和厚煤带分布研究中的应用

通过对洪山殿矿区龙潭组Ⅳ煤层底板高程趋势面分析，认为在洪山殿矿区存在多方向的褶皱及其叠加。与本区受到多期次的构造应力场作用相吻合。而通过对Ⅳ煤层厚趋势面分析，得出的煤层厚度在褶皱轴部加厚，翼部变薄的规律性可用来预测矿区Ⅳ煤层厚度和构造的变化。     

基于改进的Mohr-Coulomb强度准则下岩石锚杆极限抗拔承载力计算

岩石锚杆基础作为风电机组基础的一种特殊基础型式,可以充分发挥原状岩体的力学性能,具有良好的抗拔性能。已有研究表明,小而非零拉伸截断改进的Mohr-Coulomb（简称M-C）强度准则更适用于描述岩体的破坏特性。基于小而非零拉伸截断改进的M-C强度准则,建立破坏面上单位面积的能量耗损率表达式。从塑性力学极限分析上限定理出发,构建岩楔体平移破坏机构。根据外部作用荷载和岩楔体自重所做的外功率与沿岩楔体圆破坏锥面的能量耗损率相等的条件,建立虚功率方程,并由此得到了岩石锚杆极限抗拔承载力的计算公式。经原型试验验证,推导公式所得计算值与实测值一致性较好,具有一定的可靠性,且能满足工程实际应用要求。     

CAMS云微物理方案的改进及与WRF模式耦合的个例研究

本文在中国气象科学研究院(CAMS)双参数云微物理方案的基础上,增加气溶胶粒子的活化过程,改进原方案中的水汽混合比、云水混合比及云滴数浓度的预报方程,实现对各种水成物(包括云水)的混合比和数浓度的预报.此外,改进后的CAMS云方案被成功耦合到了WRF v3.1中尺度模式.本文利用耦合模式对2009年4月23~24日发生在我国北方地区的一次降水天气过程进行了模拟,将新方案的模拟结果与WRF自带的3个微物理方案进行了比较.结果显示,新方案能够合理地描述地面降水特征,其模拟的雨带分布范围与实测接近,降水中心的强度和位置优于其他3个方案.新方案模拟的云滴数浓度与WDM6方案基本一致,表明加入的气溶胶活化过程是合理的.新方案模拟的其他水成物粒子数浓度与Morrison方案相比有时会有量级的差别,说明粒子数浓度的模拟目前还存在着很大的不确定性,这也是云微物理模式进一步发展的难点.     

基于Hoek-Brown非线性破坏准则的软岩地基极限承载力数值模拟

基于有限差分分析（FLAC）的软质岩石地基承载力数值计算模型,分析中将软质岩石地基视为均质、各向同性的连续介质,采用理想线性弹塑性本构关系模拟和Hoek-Brown非线性破坏准则及非关联流动法则。为便于数值模拟,采用切线法,把Hoek-Brown非线性破坏准则转换成Mohr-Coulomb线性破坏准则,并依据等量原则推导了瞬时内摩擦角和瞬时黏聚力的计算公式,编制了基于FLAC内置FISH语言的子程序。通过施加竖向速度向量,分别获得了圆形基础下考虑和忽略岩体自重的极限承载力。与理论值和现场载荷板承载力试验结果进行的对比分析表明,Hoek-Brown解结果比Bell解结果更接近实测值,但都偏于保守,而数值计算结果与实测值非常接近,特别是在考虑自重的情况下,误差仅为2%。说明对于软质岩石地基的极限承载力,采用基于Hoek-Brown非线性破坏准则的FLAC数值模型进行分析是合适的。