关于国家水安全学的设立及学科体系构建的探讨

国家安全是国家生存与发展的基本前提, 是维护国家利益的最根本保障。水安全是国家安全的重要组成部分, 既要保障国家经济社会可持续发展, 又要支撑国家粮食安全、能源安全以及生态安全等。水安全历来是治国安邦的大事, 研究国家水安全问题具有重要意义。本文在分析国家安全需求及水安全研究成果的基础上, 提出在"国家安全学"一级学科框架下设立"国家水安全学"二级学科(或分支学科)的思路, 界定国家水安全学的概念和学科定位; 提出国家水安全学的学科体系框架, 包括研究对象、理论体系、方法论及应用实践; 最后, 考虑学科发展需求, 对国家水安全学的未来发展进行了展望, 可为进一步完善和发展国家水安全学提供借鉴。     

城市下垫面空间格局对社区尺度内涝过程的影响模拟

为研究城市下垫面空间格局对社区尺度内涝过程的影响, 构建社区尺度下的8种不同城市下垫面空间格局, 并建立相应的城市内涝数值模型, 模拟6种不同重现期(2 a, 5 a, 10 a, 20 a, 50 a, 100 a)设计降雨条件下内涝过程; 基于不同下垫面和降雨情景下的内涝数值模拟结果, 分别从内涝淹没特征值、时空变化过程、水动力特性等方面开展分析。结果表明: ①城市下垫面空间格局对社区尺度内涝淹没特征值、淹没时空变化过程和内涝积水流速分布均有一定影响; ②设计降雨重现期为2 a、5 a、50 a和100 a时, 不同城市下垫面空间格局间的积水总量峰值、积水面积峰值、区域最大积水深差别显著, 重现期为10 a和20 a时, 无明显差别; ③内涝积水较大流速分布主要集中在道路交汇处, 在本研究构建的情景中, 最大流速的差值占比为31.9%;④在8种不同城市下垫面空间格局中, 环形放射型格局在应对内涝方面更具弹性。本研究可为城市下垫面空间管控和城市内涝形成机理研究提供科学参考。     

考虑风场影响的城市建筑区产流计算方法

风场作用下城市建筑物的遮挡作用直接影响区域产流过程,为提高城市雨洪模拟精度,需揭示风场作用下建筑区的独特产流机理并构建相应的计算方法。将建筑区的产流面划分为水平面和竖直面,基于计算流体力学理论求解降雨倾角,结合几何关系确定降雨在水平面和竖直面上的分布,通过产流理论分别计算2类产流面的产流,提出建筑区的产流计算方法,并将其耦合入SWMM模型在试验流域进行了验证。结果表明：(1)改动模型所模拟的径流的纳什效率系数整体高于原始SWMM模型,且洪峰模拟效果更好;(2)改动模型的土壤饱和导水率等关键参数取值更为合理;(3)改动模型对不同气象条件下建筑区产流模拟的稳定性更好。该方法可提高建筑区产流模拟精度。     

北山造山带南部奥陶纪—志留纪变质地层LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

北山造山带东南部梧桐井地区广泛出露一套奥陶纪-志留纪地层, 有关其形成时代和区域地层对比仍存在较大分歧,极大的限制了对区域地质演化的认识。为进一步确定其形成时代,本文对该地区奥陶-志留系c岩组中的角闪绿帘黑云斜长片麻岩、白云母石英片岩及侵入其中的长英质岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。获得206Pb/238U加权平均年龄分别为419.8±2.7 Ma、421.5±0.8 Ma和417.0±3.4 Ma,前两者年龄在误差范围内一致,侵入其中的脉体的年龄限定了该岩组年龄的下限;由此将前人划分的奥陶系-志留系c岩组确切的形成时代确定为约420 Ma,属晚志留世。结合原定为奥陶系-志留系b岩组获得2个锆石U-Pb单峰年龄分别为427 Ma和428 Ma, 属中志留世（Song Dongfang et al., 2016）,由此,将原奥陶纪-志留纪地层确定为志留纪地层,结合前人研究认为可能形成于早古生代古亚洲洋向敦煌地块俯冲相关的弧前盆地。     

鲁西北平原区地热资源开发对地下水环境的影响

地热资源是集热、水、矿为一体的新型能源,具有污染小、易开发、投资小和环保的特点。在鲁西北平原区地热井多集中分布在城区内,且同一地区地热井的取水区段基本一致,开发利用方式单一,没有较为完善的回灌措施,且尾水处理工艺简陋甚至直接排放,造成了地热资源开采区及排放流经区域水土污染,该文在对区内地热资源开发利用现状调查的基础上,对开发利用过程中可能引起的浅层及深层地下水污染情况进行了分析,并提出了一些防治措施与建议。     

警用地理信息系统的设计与实现

针对现有公安部门GIS系统缺少统一规划,无法形成系统的联动,以及数据存在重复建设的技术现状,提出并设计了以空间数据共享为基础的警用地理信息系统技术方案,将各类警务信息标准化、对象化、可视化,并以空间分析、数据统计为基础构建了公安部门的辅助决策系统,提高了公安部门的信息化水平和及时、准确的处警能力。     

不同类型烷基铵在蒙脱石中的吸附动力学特性北大核心CSCD

蒙脱石/烷基铵改性产物是一种重要的高附加值矿物材料,蒙脱石对烷基铵的吸附特性决定所制备的改性产物在各类溶剂体系中的凝胶性能和应用特性。本文以两种层电荷不同的膨润土为原料,在提纯、钠化的基础上,系统研究了80℃恒温条件下十八烷基三甲基铵(OTAC)、十六烷基三甲基铵(CTAC)及十四烷基三甲基铵(TTAC)在两种蒙脱石上的吸附动力学特性。研究结果表明:80℃的恒温条件下,烷基铵插层剂的浓度对等温吸附进程影响显著。当三种烷基铵用量较低(1.0CEC)时,在5min左右就可以达到饱和吸附;当烷基铵用量较高(2.0CEC)时,在30min^60min可以达到饱和吸附;两种蒙脱石对三种烷基铵吸附动力学数据均符合准二级反应动力学方程,相应三种烷基铵在两种蒙脱石中平衡吸附量的实验值和计算值qe基本相等;交换液中烷基铵浓度高低对吸附反应的速率常数影响显著,烷基铵在低用量(1.0CEC)下在蒙脱石中的吸附反应速率常数明显高于其在较高用量(2.0CEC)下的吸附反应常数;烷基铵在高层电荷Na-HLCM中的吸附反应速率常数总体上较低层电荷Na-HLCM的略高。     

现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题

在对国内外水问题进行科学识别的基础上,分析了水循环的"自然-人工"二元演变模式,明晰了水循环及伴生水化学、水生态和水沙过程的相互关系,初步阐述了现代水文水资源学科体系的构成。在对国际水文水资源研究发展趋势及热点和前沿问题进行阐释的基础上,结合中国水文水资源研究现状及水问题解决的实践需求,论述了中国水文水资源研究的学科体系的构成,并分析其重大研究方向。在变化环境和高强度人类活动影响下,水循环在驱动力、结构及参数等方面已呈现出显著"自然-人工"二元特征。现代水文水资源研究正由传统"还原细化"研究向综合交叉方向发展,并由传统基于单个水文环节的研究过渡到基于二元水循环过程的研究上来,原型观测与数学模拟的结合已成为其关键研究手段。中国水文水资源研究需要进一步强化水循环及伴生过程演变机理识别与定量模拟方面的基础研究,完善水资源评价、配置、调度、水权分配、水价定价理论和技术等方面的应用基础研究,服务于节水型社会建设、水环境保护与水生态修复、水资源综合管理、防灾减灾与应急管理、民生水利及现代水利建设与管理等实践需求。     

高强混凝土多重复合芯柱恢复力模型研究

基于8根高强混凝土多重复合芯柱在低周往复荷载作用下的试验结果，考虑轴压比、箍筋间距、配箍率等因素，提出骨架曲线特征点理论计算模型。同时，考虑加载历程对芯柱性能退化的影响，根据试验拟合结果引入刚度退化模型，以反映各试件滞回曲线卸载刚度退化规律，给出恢复力模型滞回规则，并将滞回曲线模拟值与试验值进行对比。结果表明:骨架曲线特征点计算方法具有较高精度，计算骨架曲线与试验测量骨架曲线吻合良好，可为高强混凝土多重复合芯柱非线性地震反应分析和工程设计提供参考。