边坡安全系数的研究

以某港码头岸坡设计为例,利用极限平衡法和塑性极限分析法对边坡安全系数进行理论分析和对比研究,改进了港口地区岸坡稳定性的计算方法,并通过分析证明了十字板剪切强度指标在实际应用中的合理性。     

基于Cubist模型树的城市不透水面百分比遥感估算模型

不透水面是城市区域中一种典型的土地覆盖类型,是衡量城市环境质量和城市化水平的重要标志之一。与传统基于像元级的遥感研究方法相比,不透水面百分比（Impervious Surface Percent,ISP）的估算可以进入像元内部,获得更准确的城市信息。本文应用Cubist模型树,对Landsat TM的原始波段变量（除热红外波段）,建立ISP估算的基础模型（Base Cubist-ISP）。通过基于模型树的集成学习优化算法和加入相邻时相影像的波段变量中值,以削弱噪声的影响。然后,优选热红外波段和各种衍生变量,并进行属性精简,继而应用集成学习算法得到的参数和精简后的变量建立ISP估算的优化模型（Optimal Cubist-ISP）。对广东省广州市海珠区的实验结果表明,Optimal Cubist-ISP模型估算不透水面的整体均方根误差（RMSE）为12.98%,决定系数（R²）为0.90,精度明显优于Base Cubist-ISP模型,RMSE降低约5.03%,ISP在透水面区域被高估和高密度不透水面区域被低估的现象得到改善。本文提出的基于Cubist模型树建立ISP遥感估算的模型及优化方法可以适用于城市区ISP的提取。     

城市化过程中下垫面改变对大气环境的影响

城市化发展,特别是下垫面特征的改变,对大气环境的外强迫是当前大气环境领域研究的热点问题。下垫面特征变化导致不同尺度气象场发生变化,而气象条件又决定着大气污染物的迁移转化。为了深入探讨这个问题,文章首先从3个方面总结了相关研究：1）城市气候的基本特征及其形成的内在机制;2）不同尺度下的城市污染气象学特征;3）定量描述城市下垫面地-气作用模式的相关进展。之后进一步综述了利用数值模式方法模拟城市化过程中下垫面变迁对大气环境（包括气象条件及空气质量）影响方面的研究进展。最后利用中尺度大气模式WRF/Chem和过程分析方法研究了中国东部地区城市下垫面扩张对臭氧（O3）和一氧化碳（CO）空间分布的影响。模拟结果显示：在人为源排放不变的情况下,城市下垫面扩张使得近地面和1~3 km高处的O3,以及距地面1~2 km高处的CO体积分数增大;但近地CO体积分数下降。     

依兰－伊通断裂依兰段的新活动特征及其构造演化

本文综合DEM数据、地形地貌剖面、钻孔及地层划分、浅层地震勘探、野外地质调查和典型地质剖面等资料,对依兰-伊通断裂依兰段的新构造活动进行了研究。结果表明,依兰-伊通断裂西支F1-1对小兴安岭东缘控制明显,地表陡坎微地貌相对比较发育,最新活动时代为晚更新世中晚期;东支F1-2控制了张广才岭的西缘,卫星影像线性异常不明显,地表陡坎微地貌不发育,浅层地震反射剖面所揭示的上断点埋深为45—50m,其最新活动时代为早更新世早期;中支断裂F1-3控制了低一级的地貌面,卫星影像比较清楚,地表发育高约1—2m左右的陡坎微地貌,最新活动时代为全新世。该断裂最新的活动性质表现为以右旋走滑运动为主,同时伴随有比较明显的逆冲运动分量。同时,综合前人研究结果和本次研究结果,可将依兰-伊通断裂依兰段新生代以来的构造演化划分为五个不同的阶段,即:古新世初期—古新世末期的左旋走滑挤压阶段、古新世末期—始新世中期的右旋走滑伸展阶段、始新世末期—上新世末期的右旋走滑挤压阶段、上新世末期—早第四纪的右旋走滑伸展阶段、晚第四纪的右旋走滑逆冲阶段。这一演化过程在东北地区可能具有较好的代表性。     

海河流域不同地形站网密度对面雨量分析精度的影响

利用2011-2013年汛期逐时降水量资料,将国家常规站与区域加密站进行分拣合成,通过面雨量离差系数、面雨量比值系数、点面关系综合分析不同地形条件下站网密度对海河流域各水系面雨量计算精度的影响。结果表明：站网密度是影响面雨量计算精度的重要因素,对不同地形面雨量分析存在不同程度的影响。其中,混合地貌水系中地形分布、降水分布差异尤为明显的滦河水系影响最大,站网密度较低的常规站对面雨量估计比高站网密度的合成站平均偏高2.5 mm,12%误差超过5 mm;其次山区永定河水系低站网密度常规站对面雨量估计平均偏高1.5 mm,相对误差达80.3%,尤其局地性短时强降水时,面雨量分析误差高达10倍以上;此外,混合地貌水系北三河、南运河站网密度对面雨量影响程度略低于滦河水系,平原区徒骇马颊河以及混合地貌中地形差异较小的大清河、子牙河影响较低。     

Characteristics of Groundwater Recharge on the North China Plain

Groundwater recharge is an important component of the groundwater system. On the North China Plain (NCP), groundwater is the main water supply. Because of large‐scale overexploitation, the water table has declined, which has produced severe adverse effects on the environment and ecosystem. In this article, tracer experiment and watershed model were used to calculate and analyze NCP groundwater recharge. In the tracer experiment, average recharge was 108 mm/year and recharge coefficient 0.16. With its improved irrigation, vegetation coverage and evapotranspiration modules, the INFIL3.0 model was used for calculation of groundwater recharge. Regional modeling results showed an average recharge of 102 mm/year and recharge coefficient 0.14, for 2001–2009. These values are very similar to those from the field tracer experiment. Influences in the two methods were analyzed. The results can provide an important reference for NCP groundwater recharge.     

瞬变电磁场时域格林函数解

近源时间域电磁场具有信号强、探测深度大、精度高等优点,但传统勘探电磁场理论中偶极子近似在近源会引起较大误差,导致这一优势的发挥受到了制约.开展直接时间域电磁场解析式研究,是解决这一问题的途径之一.本文提出在点电荷微元假设下,引入时域格林函数,求取瞬变电磁场时间域解析解.采用积分运算法,把电磁场阻尼波动方程的求解问题转化为求其格林函数积分形式解的问题;建立辅助路径解决奇点问题,利用复分析中的约当引理、留数定理和广义函数等理论和方法,推导计算出时间域格林函数的时空四重广义积分.得到达朗贝尔方程的直接时域格林函数精确解析式,与传统方法“比拟”出的公式具有相同的形式,验证了本文推导的时域格林函数解析公式的正确性;推导出扩散方程的直接时间域解析解.通过与时变点电荷源时间域的电磁响应近似表达式进行对比,得出本文所推导的公式计算精度较高的结论;建立了全空间回线源瞬变电磁场问题的直接时间域求解公式.为解决全场区瞬变电磁场精细探测直接时域解析问题提供了基础理论.     

热带气旋灾害特征及风险评估

利用气象灾害普查资料、影响浙江丽水热带气旋的有关历史资料以及历年丽水市的国内生产总值(GDP)统计资料,对1984～2007年影响丽水的热带气旋灾害特征进行统计分析,并应用改进后的气象灾害分级标准,对丽水的热带气旋灾害进行风险评估。结果表明:丽水的热带气旋灾害是各类气象灾害中最严重的;24年中致灾热带气旋年发生频数为1.2个;5、7、8、9、10月均有致灾热带气旋,其中8月气旋个数最多、影响最严重;热带气旋灾害在空间上呈明显的自东南向西北减轻的特点,但各月之间略有差异;热带气旋灾害风险青田最大,松阳最小,且两者之间差异巨大。     

中国地区黑碳气溶胶的第一间接辐射强迫与气候效应

将区域气候模式（RegCM3）与对流层大气化学模式（TACM）耦合, 建立区域气候化学模拟系统（RegCCMS）, 用以模拟研究中国地区黑碳气溶胶的空间分布、 第一间接辐射强迫及其气候效应。利用RegCCMS模式对2003年1月和7月进行模拟, 结果表明, 我国黑碳气溶胶主要集中在四川、 河北、 山东等地, 1月份浓度最高值中心在四川, 达到4 μg·m-3; 而在7月则出现在华中地区, 高值中心值为3.5 μg·m-3。地面浓度的季节差异不是很明显。1月和7月由黑碳气溶胶所造成的第一间接辐射强迫全国平均值分别为-0.389 W·m-2和-1.18 W·m-2, 局部地区达到-4～-4.5 W·m-2。敏感性试验结果表明, 考虑黑碳气溶胶的第一间接气候效应后, 使得近地面气温下降, 降水减少, 1月变化的平均值分别为-0.025K和-0.0027 mm·d-1, 7月变化的平均值分别为-0.16K和-0.095 mm·d-1, 在不同季节和地区, 气温和降水的变化存在明显差异。     

北京夏季强雷暴降水回波结构与闪电特征个例分析

利用北京市气象局短时临近交互预报系统（VIPS）资料,对2008年奥运会期间两次强降水天气过程雷达回波结构及闪电时空特征进行了细致分析。结果表明,局地性强雷暴降雨天气中,降雨率峰值与闪电活动峰值关系有超前也有略滞后的情况;关于云闪和地闪出现时间,云闪一般要超前地闪5～15min;强降水回波单体中,总闪电次数的70％以上出现在大于40dBZ的强回波区,当最大回波强度大于60dBZ时,云闪出现在强回波区的概率接近90％,说明回波强度越强,云闪出现在强回波区的概率越大;对云闪与雷达回波垂直结构分析发现,强降水单体中云闪发生的高度主要在6km以上,且云闪发生频数峰值出现在8～11km高度。