Correcting method of eddy covariance fluxes over non-flat surfaces and its application in ChinaFLUX

Although Eddy Covariance (EC) technique is one of the best methods for estimating the energy and mass exchanges between underlying surface and atmosphere in micrometeorology, errors and uncertainties still exist without necessary corrections. In this paper, we will focus on the effect of coordinate system on the eddy fluxes. Based on the data observed over four sites (one farmland site, one grassland site and two forest sites), the effects of three coordinate system transforming methods (Double Rotation-DR, Triple Rotation-TR and Planar Fit-PF)on the turbulent fluxes are analyzed. It shows that (i) the corrected fluxes are more or less than the uncorrected fluxes, which is related mainly to the sloping degree of surface, wind speed and wind direction; and (ii) pitch angle has a sinusoidal dependence on wind direction, especially in the regular sloping terrain; and (iii) PF method is something like the simplification of TR or DR,and there are not obvious distinctions in correction in sloping grassland and flat farmland, but PF method is not suitable for uneven and irregular forest sites.     

Studies on wind environment around high buildings in urban areas

High buildings or architectural complex in urban areas remarkably distort the urban surface wind fields. As the air flow approaches,local strong wind may appear around the buildings. The strong wind makes the pedestrians on sidewalks, entrances and terrace very uncomfortable and causes the pedestrian level wind environment problem. In this studies, hot-wire wind measurement, wind scouring in wind tunnel and numerical computation were carried out to evaluate the wind environment of tall buildings in the prevailing flow conditions in Beijing areas. The results obtained by three techniques were compared and mutually verified. The conclusions drawn from three approaches agree with each other. Also the advantages and limitations of each method were analyzed. It is suggested that the combination of different techniques may produce better assessment of wind environment around high buildings.     

0～6 h定量降雪(雨)预报技术及其在温哥华冬奥会中的应用

利用中尺度数值预报模式与雷达回波外推技术相结合,围绕SNOWV10项目的科学目标,在自动判识降水相态(雨、雪或雨雪混合物)基础上,利用雷达反演降雪(雨)关系,建立短时(0～6 h)定量降雪(雨)预报方法,并集成到GRAPES-SWIFT临近预报系统,为温哥华冬奥会提供实时场馆预报产品.从2010年2月冬奥会使用情况看,所建立的定量降雪(雨)预报技术,一定程度满足高纬度冬季降雪(雨)临近预报预警的需求,但降水(雨或雪)预报量级偏小,针对场馆的降水预报起止时间节奏偏差较大,各时次预报一致性有待改进.     

元谋干热河谷坡耕地土壤侵蚀造成的土地退化

在元谋干热河谷土壤侵蚀特征分析的基础上，对坡耕地土壤侵蚀造成的土地退化进行了模拟研究。结果表明，土壤侵蚀造成表层耕作土壤的物理性能下降、养分流失和水分入渗能力降低。表层耕作土壤的容重比下层土壤低12．7％，总孔隙度高10．9％，有机质高37．3％，120min累计入渗总量是下层土壤的1．6-2．2倍。模拟土壤侵蚀与土地生产力关系的小区试验结果显示，坡耕地每流失1cm表土，土地生产力水平平均下降4．54％。     

基于实测波浪的单桩式海上风电基础波浪力计算研究

基于实测波面的波浪力获取作为结构动力响应分析以及数字孪生模型建立的必备环节,对海上风电数字化运维至关重要。为了满足更大的装机容量需求,单桩式海上风电基础趋于大型化,其尺度因子D/L也随之增大;并且实际海域均为非规则波,以尺度因子划分波浪力计算理论的方法对非规则波的适用性尚不明确。通过建立数值水槽,依据实际工况对不规则波与桩基的作用进行数值模拟,得到入射波浪场与桩基所受波浪力,在此基础上,基于入射波浪场分别采用Morison方程以及绕射理论求解波浪力并将之与数值模拟结果进行对比,分析了不同波浪力计算理论关于尺度因子的适用性,同时探究了波浪要素对计算精度的影响。结果表明：Morison方程在波高较大时精度下降;相对于Morison方程,绕射理论在该尺度下的精度更高。最后,通过分析实测数据进一步探讨了典型工况下的波浪力特征,以期通过实测波面计算波浪力的方法为实际服役风机波浪力计算提供技术支持。     

台阶式沉井等效墩宽计算方法探究

桥梁工程中存在形状各异的桥墩,在研究不同截面桥墩的局部冲刷特性时,桥墩尺寸的定量描述非常重要。以台阶式沉井结构为研究对象,梳理并分析了国内外相关等效桥墩宽度计算方法,发现各类公式本质上为计算不同条件下的桥墩平均阻水宽度。开展了台阶式沉井局部冲刷试验研究,基于试验数据对比分析了各类等效墩宽计算方法的计算结果,发现Melville和Raudkivi的等效墩宽计算公式能够较好地估算考虑动床条件下台阶式沉井的平均阻水宽度;进一步收集了国内外193组台阶式沉井类结构的局部冲刷试验数据,数据集统计分析结果显示Melville和Randkivi的等效墩宽计算公式能够较为准确且保守地量化大多数台阶式沉井类结构的截面非均匀性;最后基于数据集冲深墩宽比统计结果对该公式近似方法的合理性进行了讨论。     

多连通域浮式平台波浪载荷水池模型试验研究

大型多连通域浮式平台的典型代表是大型海上旅游浮式综合体,依据概念设计,开展大型多连通域浮式平台的波浪载荷水池模型试验研究,试验对不同海况下4种典型多连通域浮式平台方案进行波浪载荷测量,包括剖面的垂向弯矩、水平弯矩和扭矩等,通过观察试验现象和分析测量数据,获得了不同方案大型多连通域浮式平台的波浪载荷特性。试验结果表明：由于平台质量大、振动阻尼大,所以高频载荷成分小;平台在自由状态下载荷值基本都小于平台只释放垂荡状态载荷值;在方案四高波高状态下,平台波浪载荷的高频成分包含了波浪的非线性、约束柱与平台之间的耦合、平台自身的高频振动等。研究成果可为大型海上旅游浮式综合体的结构设计提供设计载荷输入,支撑平台的强度校核评估。     

泌阳凹陷毕店地区油藏特征浅析

泌阳凹陷毕店地区经过三十多年的勘探,一直没有取得实质性的突破。2005年以来对该区三维地震资料重新处理与解释攻关,基本具备了精细勘探的物质基础。毕店地区主体已发现的油气藏类型以断层+岩性油气藏为主。通过应用系统的研究思路,以现代石油地质理论为指导,初步探讨毕店地区油藏分布特征与油气成藏的控制作用。     

地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元数值模拟

为探讨用数值方法模拟地震孕育、发生、发展动态过程的途径,从线性流变体介质内制约质点运动的运动方程出发,导出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元方程及程序。还给出了模拟进程中地震孕育、发生、发展过程的约束条件,使得可以用同一个程序完整地模拟地震孕育、发生、发展的全过程,为地震过程本质的认识以及物理预报的实现提供了一个潜在的新手段。     

成都平原宝墩遗址中晚全新世孢粉记录的环境变迁及人类活动

对宝墩遗址T3321剖面第9~13层（深度为150~308 cm）的53个样品进行孢粉分析,结合AMS ¹⁴C测年和考古断代,恢复了遗址区全新世适宜期至4300 cal.a B.P.前后的古植被及古气候演变过程。遗址区古环境演变可以划分为4个阶段：阶段1（7400~6500 cal.a B.P.）和阶段2（6500~6000 cal.a B.P.）的孢粉组合反映了以亚热带常绿落叶阔叶林为主的森林植被景观,气候较为温暖湿润;阶段2环纹藻属（Concentricystes）的出现以及大量蕨类植物的增加暗示着遗址区开始出现湖沼。阶段3（6000~4700 cal.a B.P.）主要以稀疏乔木、灌木及陆生草本为主的植被景观,本阶段后期气候由暖湿向冷干方向发展;环纹藻属比例在本阶段达到剖面最大后逐渐降低,表明遗址区水域面积大幅增加后逐渐减小。阶段4（4700~4300 cal.a B.P.）为古蜀先民在遗址生活时期,孢粉组合反映出人类活动明显增强。T3321剖面孢粉所揭示的古环境演变趋势与西南地区中晚全新世以来气候由暖湿向冷干转变的过程基本一致。阶段3和阶段4孢粉组合的变化揭示了古环境变迁与人类活动的关系,人类活动对植被变化产生深刻影响。陆生草本植物,尤其是伴人植物的增多以及湖沼面积的减少反映出人类对环境的改造作用以及农业种植活动的出现。