黄土高原黄土沉积伊利石结晶度的时空变化特征

在黄土高原地区,第四纪黄土沉积的伊利石结晶度是研究东亚夏季风的替代性指标,但以前对该指标有效性的研究主要集中在末次间冰期以来伊利石结晶度的时空对比分析。文章选取黄土高原地区位于南北横断面上的4个黄土-古土壤序列,分析了L₆以来的代表性层位粘粒样品（< 2 μm）伊利石结晶度KI值的时空变化特征。结果表明,在每个剖面中,古土壤的伊利石结晶度KI值均高于其下覆黄土;在空间上,黄土KI值自西北向东南增加趋势较小,古土壤KI值自西北向东南呈现显著增加趋势。所有样品的KI值与反映风化成壤强度的指标,如磁化率和伊利石化学指数I（002）/I（001）值均存在显著的正相关关系。上述特征充分说明黄土沉积中伊利石结晶度KI值的变化主要受风化成壤作用所致。由于黄土沉积的KI值空间变化趋势与黄土高原现代和过去气候格局变化相一致,因此伊利石结晶度指标KI值可以作为东亚夏季风变化的有效指标。与冰期相比,间冰期时该指标南北变化梯度大,表明间冰期时黄土高原夏季风南北气候变化梯度大于冰期。

     

基于树木年轮重建秦岭太白山1872年以来6~8月最低温度变化

基于树木年代学方法,建立太白红杉（Larix chinensis）树木年轮宽度年表,明确影响太白红杉径向生长的关键气候因子。相关分析表明：温度是限制秦岭太白山太白红杉径向生长的主要因子,尤其是生长季温度;降水对其生长的影响相对薄弱。树木生长与当年6~8月最低温度（r=0.673,p < 0.01）相关性最高。利用一元线性回归方程重建秦岭北坡过去137 a以来的6~8月最低温度,该方程的方差解释量为45.3%,经逐一剔除（leave-one-out）和分段检验法（calibration-verification）进行方程检验,发现该重建序列结果稳定可靠。过去137 a间该地区存在4个偏冷期（1881~1901年、1908~1926年、1946~1957年和1963~1978年）和1个偏暖期（1990~2008年）。文章重建序列的冷暖时期与秦岭山脉东南部地区树轮记录的温度事件具有很好的一致性,进一步表明重建结果的可靠性。空间分析发现重建序列对于采样点周边较大范围地区6~8月最低温度变化特征都具有很好的代表性;与海温数据空间分析显示,温度重建序列与太平洋海温呈显著正相关;多窗谱分析（MTM）分析表明,重建的最低温度序列存在2.5 a和5.7 a的显著周期（p < 0.01）;与此同时,6~8月最低温度与ENSO、PDO在年际和年代际尺度的对比上也具有较好的对应关系。综上表明,ENSO和PDO对研究区6~8月最低温度有较大影响。

     

新疆冰川近期变化及其对水资源的影响研究

新疆的冰川水资源居全国第一,在新疆水资源构成和河川径流调节方面占有重要地位。最近30多年来,随着气温升高,冰川出现了剧烈的消融退缩,冰川融水径流量普遍增加,并对气温的依赖性增强。文章基于最新冰川观测研究资料,阐述新疆冰川的近期变化,分析对水资源的影响。研究表明,所研究的1800条冰川,在过去26～44年间,总面积缩小了11.7％,平均每条冰川缩小0.243km2,末端退缩速率5.8m/a。冰川在不同区域的缩小比率为8.8％～34.2％,单条冰川的平均缩小量为0.092～0.415km²,末端平均后退量为 3.5～10.5m/a。由于新疆各流域中冰川的分布、变化特征,以及融水所占河川径流的比例不同,因此,未来气候变化对新疆各个区域水资源的影响程度和表现形式是不同的。分析表明,在塔里木河流域,冰川水资源具有举足轻重的作用,但是,一旦冰川消融殆尽,对该地区将产生灾难性影响,现今该区冰川消融正盛,估计在今后30～50年,只要保持升温,冰川融水量仍会维持。未来20～40年,天山北麓水系中,1km²左右的小冰川趋于消失,大于5km²冰川消融强烈,因此,以小冰川居多的河流受冰川变化的影响较大。东疆盆地水系中的冰川数量少,并处在加速消融状态,河川径流对冰川的依赖性强,冰川的变化已经对水资源量及年内分配产生影响,水资源已经处在不断恶化之中。对于伊犁河与额尔齐斯河流域,未来冰川变化对水资源的影响在数量上可能有限,但会大大削弱冰川融水径流的调节功能。而气候变化对积雪水资源的影响和可能造成的后果应该予以特别关注。     

深基坑降水与沉降的非线性耦合计算

结合润扬长江公路大桥南锚基坑工程,基于不同水文地质层水流运动特征的差异,对基坑降水过程中的地下水流计算,提出了双层结构数学模型,由此可以同时求出各分层地下水位。在土层降水-固结过程中,考虑到渗透系数和贮水系数随土层物理力学参数的非线性变化,提出了深基坑降水与沉降的非线性耦合计算方法。这为基坑土体变形预测、控制,指导工程施工和设计提供了新的途经。     

太湖蓝藻水华暴发机制与控制对策

湖泊蓝藻水华暴发由于引发水生态系统的灾害和饮用水安全风险而成为国内外研究的热点之一.太湖蓝藻水华暴发原因多样,其中蓝藻自身的特性是水华暴发的内因,太湖的地理、水文和气象特征为蓝藻水华暴发提供了合适的温度和水动力条件,是蓝藻水华暴发的外因,湖泊草-藻型生态系统的转变以及氮、磷营养盐的高负荷输入更利于蓝藻生长,湖泊氮、磷营养盐四重循环是蓝藻水华不断暴发的维持机制,蓝藻水华暴发与氮、磷营养盐浓度之间存在交互作用关系.太湖蓝藻水华的控制应以陆源控源截污为基础,增加湖泊营养盐输出为重点,实现疏堵有机结合,其中恢复水生植被,重建草-藻结合型水生态系统是太湖湖泊生态修复的关键所在.     

应用3DGIS实现三维地籍：实践与挑战

人口的聚集和城市的建设使城市内形成许多复杂的三维空间,如跨街建筑、地上下一体化设施等。面对集约化土地利用和城市空间管理的需求,三维地籍应运而生。3DGIS提供3D目标建模技术,可以有效地进行3D目标几何表达与管理,并将其与空间对象的属性、语义或社会交易关联,为三维地籍的系统实现奠定技术基础。从三维地籍管理的需求和特征出发,探讨应用3DGIS实现三维地籍的产权体表达、建模、可视化等几个方面的实践和挑战。     

华南飑线升尺度增长过程中的多尺度能量相互作用分析

采用WRF模式对华南飑线的升尺度增长过程进行模拟,利用Barnes滤波将模式数据分解为三个尺度,分别代入相应的能量方程中进行计算,从能量角度研究飑线升尺度增长过程中动能和位能的变化,以及三个尺度系统能量的相互转化。研究表明：动能的变化与飑线过程中各尺度系统的演变有较好的对应,β中小尺度对流的发展对应β中小尺度系统动能的变化,而在飑线升尺度增长过程中,α中尺度系统动能快速增长。在飑线发展过程中环境场通过位能向动能的转化使得β中小尺度对流快速发展加强,而β中尺度飑线的快速发展与合并加强导致了飑线的升尺度增长。在飑线的升尺度增长过程中,β中小尺度动能大量转化为α中尺度动能使得α中尺度飑线迅速增强,而环境场对飑线升尺度增长过程的直接影响较小。     

商业建筑安全疏散设计的探讨

应急疏散标识是逃生人员能否安全逃生的关键因素之一,但其布局的合理性需要进一步的定量优化研究。以办公楼为实验区,借助虚拟眼动实验,分析了实验区指向型应急疏散标识布局的不合理之处;同时设计有效的修改优化方案,提升了应急疏散标识的指向作用。设计了两组虚拟眼动疏散实验,每组实验由两个实验构成,其中实验组1使用真实疏散标识布局,实验组2作为验证实验,使用修改后的疏散标识布局。对比实验结果可得,实验组2的两个实验较实验组1的疏散时间分别缩短了30.28%和30.99%,期望疏散距离分别缩短了42.67%和40.06%,疏散时间和期望疏散距离均明显改善。实验结果与数据分析证明了实验区域内指向型应急疏散标识修改方法和修改方案的有效性。同时创建了一套新的指向型应急疏散标识布局优化方法和流程。     

动载作用下混凝土细观损伤的CT图像分割和灰度共生矩阵特征值研究

动载作用下混凝土随应力变化的系列CT图像完整地记录了混凝土内部破损过程,在CT图像中能直接观察到细观裂纹时混凝土往往已发生宏观破坏,挖掘混凝土材料损伤的细观信息是混凝土细观力学分析的核心。本文基于混凝土单轴动态压缩CT试验,获得不同应力阶段的横断面CT图像,分别应用图像分割技术和灰度共生矩阵法提取孔隙率和4个特征值,研究孔隙率和4个特征值随应力的变化规律。结果表明孔隙率随应力的增加显示出单调增加的总趋势,个别部位在应力水平较小时孔隙率随应力增加变化不大,反映出混凝土的压密效应。受压密效应影响,对比度在低应力水平时随应力增加有升有降,能量对应力变化不够敏感,相关性和同质性随应力的增加单调增加,对应力变化较为敏感,能反映混凝土整体损伤过程。对混凝土CT图像进行分区后再研究孔隙率、同质性和相关性随应力的变化,可以更好地反映动载作用下混凝土的细观损伤过程。     

直角梯形截面型钢混凝土巨型柱抗震性能试验

某超高层建筑巨型框架采用了直角梯形截面型钢混凝土巨型柱,为研究这种不对称截面型钢混凝土巨型柱的抗震性能及混凝土强度对抗震性能的影响,进行了2个较大尺度的不同混凝土强度的直角梯形截面型钢混凝土巨型柱模型的低周反复荷载试验。比较了2个试件的水平承载力、滞回性能、骨架曲线、刚度、耗能及变形,分析了正、负两向加载下试件抗震性能的差异及混凝土强度对试件抗震性能的影响,采用条带法对试件正截面承载力进行了计算。结果表明：两试件均呈现以弯曲为主的破坏形态,滞回曲线均较饱满,滞回耗能性能良好;由于试件截面配钢和配筋不对称、骨架曲线不对称,正向加载下,截面直角边基本均匀受压,抗震性能相对好,负向加载下,截面斜边尖角部位受压较大,抗震性能相对差;混凝土强度较高的试件,滞回曲线更为饱满,水平荷载达峰值前刚度退化较慢,表现出了良好的抗震性能,但达到峰值点后承载力下降相对快些;用条带法计算所得正截面承载力与试验符合较好;构造合理的直角梯形截面型钢混凝土巨型柱可用于巨型柱框架抗震设计。