非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测

我国黄土厚度大,黄土地区地下水位深,降雨量少,黄土多处于非饱和状态,土-水特征曲线是非饱和黄土应力状态、强度及渗透性研究的基础。以陇东高原马兰黄土为试验对象,采用张力计法测定原状土样的土-水特征曲线,采用三种理论模型对试验数据拟合,其中Gardner模型简单、参数少,但Fredlund & Xing模型拟合效果最好。基于已测得的土-水特征曲线,采用Childs & Collis-Geroge预测非饱和渗透系数的模型,计算得到非饱和黄土渗透系数与基质吸力或含水率的关系,发现黄土从饱和到非饱和,其渗透系数急剧降低,黄土非饱和渗透系数与基质吸力或体积含水率的关系均可用指数函数表示。本文对典型黄土土-水特征曲线的研究及渗透性的预测为黄土工程问题,如降雨入渗的边坡稳定性评价、非饱和地基湿陷变形计算等提供理论基础。     

岩体分级考虑因素的现状与趋势分析

在对国内外岩体分级方法深入研究的基础上,对岩体分级方法中所考虑的岩体分级因素及对各因素的处理方法进行了系统的归纳和总结。从岩体分级方法的现状来看,虽然目前尚无统一的岩体分级标准,但在岩体分级中应根据岩石的强度、岩体的完整性、地下水条件、地应力状况等多方面因素,进行岩体综合分级上达成了共识,并且国内规范中的岩体分级标准有趋于统一和向国际标准接轨的趋势。     

基于SMS（短消息）通信的水文长观孔的远程监测系统设计

论述了远程水文监测系统的方案设计、系统组成、硬件配置、软件设计、工作原理、功能以及技术性能。该系统通过采集子站,将采集的数据整理后由GSM手机模块发送到监测中心进行处理,绘制出相应的曲线,并打印成报表。如果出现异常,则直接将相应信息发送到维修人员的手机上。监测中心还可以对采集子站进行远程参数设置、定时采集和电池电量等相关参数的监测。      

地震孕育过程准静态模型激发扰动电磁场问题

以磁热弹性理论为工具,讨论与地热有关的三维准静态问题: 载热流体侵入竖直或水平裂隙的情况和存在静态局部高温区的情况。在求得其近似解后,着重讨论其扰动磁场的时空分布。最后指出其在地震理论研究中的应用。     

土坡稳定分析圆弧法的解析解及应用

土坡稳定性分析的圆弧条分法的原理简单,公式简洁,至今仍被工程界广泛应用。但该方法的具体计算过程烦琐,在搜索最危险滑动面时,每给定一个滑动面,都要重新确定分条的边界、高度、宽度和分条数目等参数;而且要反复试算,存在着不确定性。为此,笔者曾提出了搜索最危险滑动面的一种方法,本文结合该方法对圆弧法作了进一步推导。首先是将地面线用分段直线方程表示,将滑动面用一圆弧方程表示,这样可以将原公式中的求和部分化为积分式,从而推导出了求解稳定系数的解析式,进一步推导出用于具有后缘拉裂的边坡稳定性计算式。      

A COMPARATIVE STUDY ON CHARACTERISTICS AND THERMO- DYNAMIC DEVELOPMENT MECHANISMS OF TWO TYPES OF WARM-SECTOR HEAVY RAINFALL ALONG THE SOUTH CHINA COAST

Warm-sector heavy rainfalls along the south China coast from April to June during 2009–2014 can be divided into two main types based on their low-level circulations. Type I is the southerly pattern with meridional convergence line at the west of the Pearl River estuary, which is formed by the convergence of southeasterly, southerly, and southwesterly flows. Type II is the southwesterly pattern with a latitudinal convergence line at the east of the Pearl River estuary, which is formed by the convergence of westerly and southwesterly flows. Statistics on 6-hourly heavy rainfall events indicates that, during the afore-mentioned 6 years, there were on average 73.2 occurrences of the southerly pattern and 50.3 occurrences of the southwesterly pattern per year. After the onset of summer monsoon in the South China Sea, the occurrence frequencies of both patterns increase remarkably. The synthetic diagnosis of pattern circulation shows that, at 500 hPa, for the southerly pattern, there is a broad warm high ridge, and a temperature ridge is behind the high ridge, which causes an obvious warm advection at the high ridge area. There is no frontal region. For the southwesterly pattern, the circulation is a weak trough with a temperature trough behind it. The position of the frontal region is near Yangzi River, and the south China coast is in the warm-sector of the frontal region. At the vertical cross-section of each of the two categories of heavy rainfall, there is a strong vertical motion center stretching to 400 hPa, where the convergence layer in the rainfall region is deep and with several vertical convergence centers overlapping one another. Both types of heavy rainfalls are with abundant water vapor, accompanied with deep convective instability energy layers, and with strong release of latent heat caused by condensation of water vapor. The release of latent heat leads to the warming-up and stretching of the air column, thus strengthens deep convergence and vertical velocity upward. There is a stronger latent heat-release in the southwesterly pattern than in the southerly pattern, while in the southerly pattern, the warm advection at middle and upper levels is stronger than the latent head release. To study the thermo-dynamic development mechanisms, weather research and forecasting model (WRF) numerical simulations are made and the results show that, in the two rainstorm regions, latent heat release warms up the air column, hence significantly increase the depth and strength of the vertical velocity. Moreover, the release of latent heat strengthens convergent circulation at lower levels and weakens divergent circulation at middle levels, whose influence can be as strong as 30%–50% of the wind circulation strength of the two types of the warm-sector heavy rainfall over the south China coast, and further enhances deep convection, promoting warm-sector storm development.     

春季中国东部海域气旋急流在气旋发展中的作用研究

对2008—2014年中国东部海域春季海上发展气旋进行了统计与诊断分析。结果表明:1)这类气旋属于较浅薄的低值系统,垂直伸展高度多在600 h Pa以下,水平尺度多在1 500 km以内。伴随的强天气为大风、大浪与强降水,落区主要位于气旋东南部。2)气旋环流各层的大风急流区构成了气旋的东南部位,称为气旋急流。从高层到低层,气旋急流轴在垂直方向上呈逆时针旋转,形成气旋上大下小的漏斗形状。3)气旋急流左侧的气旋式切变有利于气旋中心强度的维持,上层气旋急流左侧对应下层气旋急流前部流速辐合区,有利于气旋式动力抽吸及在气旋东南部形成强的垂直上升运动区。各层气旋急流配置导致气旋的非对称结构,以及气旋要素的非对称分布。气旋急流向气旋中输入螺旋度以及充足的水汽,并在东南部强烈抬升,增强了凝结潜热释放,从热力和动力两方面促进气旋发展及强天气落区。4)春季下垫面温度分布(锋区)有利于气旋急流的增强,并通过西北部非绝热冷却和东南部非绝热加热,增强气旋斜压性。高空环境西风急流位于气旋右侧,形成了整层偏差风辐合,有效增强低层气旋急流。同时高空动量下传位于气旋西侧,首先增强气旋西北部的弱流部分(即气旋螺旋结构的下沉支),进而增强整个气旋的螺旋环流,促使气旋急流也从下层开始增强。     

热带气旋“巴威”北上引发辽宁省强降水的形成机制分析

利用地面观测资料、多普勒雷达资料、中央气象台热带气旋资料、数值模式预报资料以及全球再分析资料等,对北上热带气旋(TC)“巴威”引发的辽宁不同阶段降水特征和强降水形成机制进行分析。结果表明：(1)北上热带气旋“巴威”影响下,辽宁强降水过程分为TC远距离影响、外围螺旋雨带影响和TC本体影响三个阶段;前两个阶段辽宁均产生了对流性强降水,第二阶段对流强度弱于第一阶段,而第三阶段辽宁产生稳定性降水,降水强度偏弱。(2) TC北上过程中为辽宁降水提供持续的水汽和能量输送,前两个阶段均存在干冷空气作用和锋生强迫动力机制：TC输送的暖湿气流与辽宁境内干冷空气相互作用产生较强锋生,通过锋生强迫作用,第一阶段在对流不稳定下激发垂直对流,而第二阶段在湿对称不稳定下形成倾斜对流。TC本体影响阶段,TC强度快速减弱,辽宁位于TC热动力均减弱明显的偏西侧,同时缺乏适当的冷空气而锋生较弱,导致降水偏弱。(3) TC外围螺旋雨带影响时,强降水与850 h Pa强锋生区域基本吻合,对TC降水预报具有一定指示作用。     

城市生态空间研究进展与展望

城市生态空间是城市空间的重要组成部分,是跨人文地理学、城市规划、生态学等的交叉研究领域。本文基于国内外相关文献的全面分析,界定了城市生态空间的概念,总结了国内城市生态空间研究进展和局限,指出国外研究在城市生态空间对居民福祉作用与机理,生态空间感知、使用行为及其影响因素,生态空间的经济与社会文化影响及其机理,生态空间治理方法与原理,公平理念指引下生态空间格局及其优化等5个方面取得重要进展。在研究方法上,注重空间分析、心理感知与社会调查等多方法的应用。基于国内研究局限,借鉴国外研究进展,提出中国城市生态空间应以居民福祉为核心,重视加强社会—生态空间的交互关系与机理研究,推进生态空间格局公平性及其规划模式研究,加强城市生态空间的空间治理与优化调控研究;在研究方法上,应注重融入人文—经济地理研究思想及其综合方法。