支挡式结构物水平冻胀力研究进展与思考

寒冷地区的支挡式结构,极易受水平冻胀力的影响,过大的水平冻胀力容易造成支护结构变形、出现裂缝、支护体错断甚至整体倾倒,严重威胁支护工程的安全与稳定,因此研究寒区支挡式结构水平冻胀力的变化规律具有重要意义。主要从水平冻胀力的产生、影响因素、分布模式、取值大小、计算方法以及防治措施等诸多方面的国内外研究现状进行综述,结果表明：水平冻胀力的大小及其分布形态受土质类型、土颗粒大小、土体分散性、土内所含矿物成分、土体温度、土体含水量、外界水源补给以及支护结构特征等多因素影响;水平冻胀力存在多种分布模式,对不同分布模式应采取不同的计算方法,而且各计算公式均有一定的限制条件。在实际工程中,若要减弱水平冻胀力的影响,可采取换填土质、加强保温、隔水排水、使用物理化学试剂或多方法综合使用等措施。     

福建漳浦凡纳滨对虾海水养殖中后期水体细菌群落多样性分析

为分析凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）海水养殖过程中水体细菌群落多样性变化,本研究采用Illumina测序技术对福建漳浦县凡纳滨对虾海水养殖中后期水体样品进行16S rRNA基因高通量测序,同时进行水质参数测定。结果表明,养殖过程中,氨氮（NH₄+-N）、化学需氧量（COD）值波动较大,其他水质参数值波动较小。检测到的细菌种群归属于19个门、35个纲、80个目、135个科、254个属,说明该养殖水体中细菌群落具有高度的多样性。变形菌门和拟杆菌门是养殖期间主要优势类群,不同养殖时期细菌组成存在一定的波动,但没有明显的变化规律。蓝细菌在第67天、115天表现出高丰度,且其丰度在养殖期间变化较大（比例变化为0.7%~63.9%）。此外,益生菌和潜在致病菌丰度在养殖期间很低。冗余分析（Redundancy analysis,RDA）表明,对细菌群落影响最大的水质因子是化学需氧量与硝酸盐浓度比值（COD/NO₃-）和COD;降低溶氧可以增加细菌丰富度。总之,本研究初步揭示了对虾养殖中后期水体微生物的演替规律,发现水质因子对养殖水体微生物组成具有显著影响,研究结果为凡纳滨对虾健康养殖提供一定的参考意义。     

南黄海和渤海近海海域中华哲水蚤的现场摄食研究

桡足类是海洋生态系统中初级生产者和较高营养级消费者之间的关键联系环节,掌握桡足类的现场食物组成对于准确评估海洋食物网中的营养关系和能量转移至关重要。本研究中,我们以中华哲水蚤这一在中国、日本以及韩国近海具有重要生态地位的大型哲水蚤属桡足类为研究对象,应用之前开发的基于PCR的克隆技术,通过分析中华哲水蚤所摄食生物的18S rDNA序列,研究了中华哲水蚤的现场食物组成。结果揭示了南黄海（Y19站位）和渤海（B49站位）中华哲水蚤食物组成的多样性。共检测出43个操作分类单元（OTUs）,分别隶属于13个类群：硅藻（Bacillariophyta）、甲藻（Dinoflagellata）、硅鞭藻（Dictyochophyceae）、金藻（Chrysophyta）、Katablepharidophyta、浮生藻（Pelagophyceae）、无根虫（Apusozoa）、水螅水母（Hydrozoa）、栉水母（Ctenophora）、棘皮动物（Echinodermata）、被囊动物（Tunicata）、毛颚动物（Chaetognatha）以及海洋真菌。结果还表明,当发生藻类暴发时,中华哲水蚤可以摄食引发藻类暴发的藻种。当周围海域浮游植物的丰度相对较低时,中华哲水蚤可以选择摄食各种后生动物尤其是水螅水母和栉水母的卵、幼虫或者有机碎屑。我们的研究结果表明中华哲水蚤是一种杂食性桡足类,它对食物的选择依赖其生活海域中食物的可获得性。     

桂林地区大气降水（大雨、暴雨）的δ18O特征与水汽来源的关系

现代大气降水中的稳定同位素组成是全球或地区性水循环研究的重要载体,同时也是冰芯、湖泊沉积物、石笋等研究领域中,运用稳定同位素来重建古气候的重要依据。本文研究了桂林地区2012年大气降水氢氧同位素组成的逐日变化,根据得到的132组氢氧稳定同位素组成建立了桂林局地大气降水线方程为δD = 8.8δ18O +17.96,大气降水的δ18O波动范围在-13.56‰～+1.07‰,平均为-5.78‰;δD在-101.52‰～+16.02‰,δD平均为-41.03‰。利用降水稳定同位素资料,结合后向轨迹法( Backwards Trajectory) 对桂林水汽来源进行追踪,发现夏季(5-10月)大气降水的水汽来源主要受来自孟加拉湾、南海海洋气团的水汽源的控制,降水的δ18O值偏负,平均为-8.02‰(共64组);冬季(11月至次年4月)大气降水的水汽来源主要受来自西太平洋暖湿气团、冬季风冷气团或西风环流所携带的大陆性气团的影响,不同程度地叠加了局地环流气团、蒸发水汽的补给的影响,降水的δ18O值偏正,平均为-2.86‰(共68组)。研究结果表明,桂林大气降水的稳定同位素组成与降水的水汽来源、季风类型、降水云团来源和性质有关,来自远距离输送夏季风海洋性水汽团形成的降水δ18O值较低(或偏负), 而大陆性气团或局地蒸发水汽循环形成的降水δ18O值较高（或偏正）。不同的水汽来源是决定降水中δ18O值变化的主要因素,因此,通过降水中的δ18O值,特别是其季节变化的特征分析,可以反过来揭示当地降水的水汽来源。      

重庆地区下古生界页岩气聚集条件及有利区预测*

重庆地区是中国页岩气勘探开发取得突破的地区,页岩气赋存层位主要为下古生界上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组有机质泥页岩。依据露头、钻井岩心及测井资料,利用沉积学、有机地球化学等方法,分析研究区泥页岩沉积学特征与岩石学特征、页岩气聚集条件,并预测区内页岩气有利区。结果表明,区内暗色泥页岩厚度大,分布广,总有机碳含量大于2%,有机质类型以Ⅰ型为主,热演化程度处于高成熟—过成熟阶段,说明该区泥页岩具有很好的生烃潜力;区内页岩气层上覆厚层泥页岩与下伏岩层灰岩对页岩气具有较好的保存效果;泥页岩含气量较高,平均为1.39,cm³/t。采用综合信息叠合法,可预测研究区页岩气发育有利区位于城口—巫溪一带与石柱—涪陵—武隆—彭水—南川—綦江一带。     

Comparing global and local implementations of nonlinear complementary problems for the modeling of multi-component two-phase flow with phase change phenomena

Compositional multiphase flow is considered to be one of the fundamental physical processes in the field of water resources research. The strong nonlinearity and discontinuity emerging from phase transition phenomena pose a serious challenge for numerical modeling. Recently, Lauser et al. (Adv Water Resour 34(8):957–966, 2011) have proposed a numerical scheme, namely the nonlinear complementary problem (NCP), to handle this strong nonlinearity. In this work, the NCP is implemented at both local and global levels of a finite element algorithm. In the former case, the NCP is integrated into the local thermodynamic equilibrium calculation, while in the latter one, it is formulated as one of the governing equations. The two different formulations have been investigated through three well-established benchmarks and analyzed for their efficiency and robustness. It is found that both globally and locally implemented NCP formulations are numerically more efficient and robust in comparison with traditional primary variable switching approach. In homogeneous media, the globally implemented NCP formulation leads to an approximately 20% faster simulation compared to the local NCP. This is because a nested Newton iteration for the local phase state identification can be avoided, and thus, the overall computational resources are saved accordingly. However, for problems involving strongly heterogeneous media, the locally integrated NCP formulation suppresses numerical oscillations and delivers more accurate and robust results, especially at the phase boundary.     

Measuring spatio-temporal characteristics of city expansion and its driving forces in Shanghai from 1990 to 2015

Urbanization has both direct and indirect impacts on land use change, and analyzing spatio-temporal characteristics of land use change is essential for understanding these impacts. By comparing Landsat TM images, this paper examines the changes of land use structure and landscape patterns in Shanghai from 1990 to 2015. It finds that the city doubled in size, with the growth of isolated construction land being most significant among eight land use types. A land use change matrix was established and landscape indices were selected to evaluate the change of spatial structure in Shanghai. In order to identify the main driving forces of city expansion in Shanghai, this research ran partial least square regression models to assess the impact of 10 social-economic factors on land use change of Shanghai from 1990 to 2015. It then conducted bivariate correlation analysis to explore the drivers of change of various land use types: urban settlement, rural settlement and isolated construction land. Besides quantitative analysis, this paper analyzes the influence of policy-dimensional factors in land use change. It concludes with future potential research topics on land use change in a rapidly urbanizing context.     

巴丹吉林沙漠腹地地温变化特征

以巴丹吉林沙漠苏木巴润吉林观测站地温与气象数据为基础,分析巴丹吉林沙漠腹地地温变化特征。结果表明：（1）巴丹吉林沙漠地温、气温日变化特征明显,最高值出现时刻为17：00左右,相对东部地区滞后3 h;不同季节地温与气温变化趋势基本保持一致,地温变化相对气温、太阳辐射明显滞后;（2）地温在11月末至2月降至0 ℃以下,深度60 cm下全年高于0 ℃,地温变化幅度随深度增加逐渐减小;（3）地温变化幅度直接由太阳辐射强度决定,但影响地温的环境因子存在季节性特征,春、秋、冬季主要影响因子为气温、太阳辐射及降水,气温和太阳辐射的影响具有连续性,降水则导致地温骤减,风速仅在夏季影响地温。     

基于极限学习机的干旱区潜在蒸发量模拟

准确地模拟干旱区潜在蒸发量,对区域水资源的合理开发利用与生态环境保护具有十分重要的意义。以极限学习机（ELM）模型为基础,以古浪河流域的乌鞘岭、古浪两个典型气象观测站点为对象,将气象因子的不同组合作为输入参数,构建了适合当地的潜在蒸发量模型。利用构建的模型对乌鞘岭、古浪气象观测站点的月潜在蒸发量进行了模拟,将模拟结果与支持向量机（SVM）模型模拟结果进行了对比,发现ELM模型在干旱区月潜在蒸发量模拟中有更好的适用性,可为干旱地区潜在蒸发量的估算提供新方法和思路,是资料有限条件下潜在蒸发估算的有效方法。     

地球自转、地震成因与地震预报

通过对2008年5月12日四川汶川8级地震与地球自转的关系的分析,提出了一个新的地震成因观点,认为地震的主要成因之一在于地球自转速率的变化。地球岩石圈由大小不同、质量不同的块体组成。比如,大洋块体薄、质量轻,大陆块体厚、质量重。地球自转速率变化时,就会造成这些块体运动的差异性。这种差异运动可能使块体之间发生"追尾"撞击或摩察,从而引起地震。