Damming of large river by debris flow: Dynamic process and particle composition

The frequency and extent of debris flows have increased tremendously due to the extreme weather and the Wenchuan earthquake on May 12, 2008. Previous studies focused on the debris flow from gullies damming the mountain streams. In this paper, an equation for the run-out distance of debris flow in the main river is proposed based on the dynamic equation of debris flow at different slopes given by Takahashi. By undertaking field investigations and flume experiments, a new calculation method of the volume of debris flow damming large river is obtained. Using the percolation theory and the renormalization group theory it was deduced that the large particles should comprise more than 50% for forming a stable debris flow dam. Hence, the criteria of damming large river by debris flow is presented in terms of run-out distance and grain composition which was then validated through the event of damming river by debris flow at Gaojia gully, the upper reaches of the Minjiang River, Sichuan, China, on July 3, 2011.     

Numerical simulation of wave-induced currents combined with parabolic mild-slope equation in curvilinear coordinates

Researches on breaking-induced currents by waves are summarized firstly in this paper. Then, a combined numerical model in orthogonal curvilinear coordinates is presented to simulate wave-induced current in areas with curved boundary or irregular coastline. The proposed wave-induced current model includes a nearshore current module established through orthogonal curvilinear transformation form of shallow water equations and a wave module based on the curvilinear parabolic approximation wave equation. The wave module actually serves as the driving force to provide the current module with required radiation stresses. The Crank-Nicolson finite difference scheme and the alternating directions implicit method are used to solve the wave and current module, respectively. The established surf zone currents model is validated by two numerical experiments about longshore currents and rip currents in basins with rip channel and breakwater. The numerical results are compared with the measured data and published numerical results.     

毛乌素沙区沙漠化土地防治区划

毛乌素沙区在自然条件、沙漠化程度和变化趋势及产业经济发展特征等方面具有明显的空间异质性,合理地进行区域沙漠化土地防治区划是因地制宜开展土地沙漠化防治工作的重要基础。选取自然条件、沙漠化发展过程及人类活动等方面12个指标,将毛乌素沙区划分为黄土高原与鄂尔多斯高原过渡区、毛乌素沙地腹地典型草原区和西鄂尔多斯荒漠草原区3个区、7个亚区、12个小区。在区域可持续发展战略的实施过程中,要根据亚区和小区的特点有针对性地进行沙漠化土地的防治,充分利用区域资源优势,优化产业结构,确保经济效益、社会效益和生态效益的稳步提升。     

基于深度学习的GF-1卫星WFV影像赤潮探测方法

赤潮是我国主要的海洋生态灾害,有效监测赤潮的发生和空间分布对于赤潮的防治具有重要意义。传统的赤潮监测以低空间分辨率的水色卫星为主,但是其对于频发的小规模赤潮存在监控盲区。GF-1卫星WFV影像具有空间分辨率高、成像幅宽大和重访周期短等优点,在小规模赤潮监测中表现出较大的潜力。然而,GF-1卫星WFV影像的光谱分辨率较低,波段少,传统面向水色卫星的赤潮探测方法无法应用于GF-1卫星WFV数据。而且赤潮具有形态多变、尺度不一的特点,难以精确提取。基于此,本文提出了一种面向GF-1卫星WFV影像的尺度自适应赤潮探测网络（SARTNet）。该网络采用双层主干结构以融合赤潮水体的形状特征与细节特征,并引入注意力机制挖掘不同尺度赤潮特征之间的相关性,提高网络对复杂分布赤潮的探测能力。实验结果表明,SARTNet赤潮探测精度优于现有方法,F1分数达到0.89以上,对不同尺度的赤潮漏提和误提较少,且受环境因素的影响较小。     

虚拟天文台数据访问系统(VO-DAS)任务调度设计与实现

为解决异地、异构、海量天文数据无缝透明地统一访问,中国虚拟天文台(China-VO)研究小组自主设计并开发了一套解决方案——虚拟天文台数据访问系统(VO-DAS)。着重从执行流程、设计模式、Session机制、生命周期、资源销毁、异常处理等模块详细阐述了该系统的任务调度设计。为了验证该系统的可行性和性能,最后描述了多个天文科学范例。     

1957-2014年库布齐沙漠地面风场特征

风对沙漠化过程具有重要影响,起沙风是塑造沙漠地貌格局的主要动力。根据1957-2014年库布齐沙漠周边4个基准气象站的地面风资料,从风速、风向和输沙势等方面分析库布齐沙漠的地面风场特征。结果显示：（1）库布齐沙漠的起沙风频率与平均风速有很高的相关性;（2）年平均风速为2.7 m·s^-1,全年盛行风向为WNW-NW,为中等变率锐双峰风况,合成输沙风向约为310°。4月风速最大,为中等变率环境;8月风速较小,为高变率环境;1月风速最小,为低变率环境。3-6月风速最大,风向集中度一般;11月至翌年2月风速较大,风向集中度高;7-10月风速最小,风向集中度差;（3）20世纪80年代中后期和2007年前后风速、起沙风频率和输沙势发生了较大变化,尤其是2007年前后由减小向增大发展;（4）大气环流和地表粗糙度的改变是库布齐沙漠地面风场变化的重要原因。     

台湾海峡上升流区底栖生物数量动态的初步研究

不同季节底梄生物数量的动态由其组成种的种群特点所决定。在一些生命周期短(一年左右)、生长速度快(新生个体当年可以长成)的种处于优势的情况下,生物数量的季节变化就比较显著;而生命周期长、其种群由多个年龄组的个体构成的种占优势的情况下，一年之中种群数量就相对稳定。另一方面,底栖生物数量的急剧改变又决定于经济种的捕食活动和优势种的生物学过程。台湾海峡系经济鱼、虾类的集中分布区,尤以上升流区范围内的集群最密集。为了便于深入研究上升流与经济鱼、虾类资源的关系,本文着重探讨上升流范围内底栖生物数量的动态特点。     

石笋记录的西南地区MIS4阶段夏季风的演化

基于重庆市丰都县羊子洞石笋Y-02的12个²³⁰Th年龄和503个氧同位素数据重建了中国西南地区60~73ka B.P.时段夏季风的演化历史。Y-02的δ¹⁸O记录显示中国季风区D/O18、D/O19a和D/O19共3个千年尺度夏季风增强事件与格陵兰间冰阶（GIS）18~19相对应。此外,Y-02记录显示：紧接着D/O18事件以后,夏季风强度突然减弱,而此时北半球高纬度地区正经历着明显的降温过程。Y-02记录捕捉到的这次东亚夏季风突然且短暂的一次减弱过程,可能是H6事件或者是H6事件季风最弱的时段。Y-02的δ¹⁸O记录显示,D/O18事件是一次较强烈的千年尺度季风增强事件,持续时间近千年,而D/O19事件在持续时间和强度上不如D/O18事件,这不同于格陵兰冰芯记录。中国季风区气候变化与格陵兰地区存在着如此紧密的联系进一步支持：东亚夏季风演化受到北半球高纬度地区气候变化的影响,但是对具体的气候事件响应可能存在不同的模式。

     

东山湾贝类养殖容量的估算

以初级生产力为基础，应用营养动态模式和沿岸海域能流分析模型，估算东山湾贝类年生产量分别为269331t和295767t，平均282549t。扣除潮间带、潮下带和吊养区浮筏、随着基及延绳上附着的非养殖滤食性附着动物自然现存量35760t，贝类可养殖量为246789t。应用统计分析和逻辑斯谛种群增长模型估计贝类可养面积为11839hm^2，其中缢蛏635hm^2，石蛎1160hm^2,吊蛎1525hm^2，翡翠贻贝633hm^2，菲律宾蛤仔1154hm^2，扇贝698hm^2，江瑶248hm^2，泥蚶601hm^2，巴非蛤4151hm^2，凸壳肌蛤1034hm^2。1998年实际养殖面积和养殖产量分别为10581hm^2和220564t。尚有1258hm^2,26225t的扩大开发潜力。文中还讨论了合理布局和优化养殖结构问题。     

海水循环水系统中环境因子对大西洋鲑体内土腥味物质含量的影响

为获知不同时期封闭式海水循环水养殖系统中水质因子、浮游植物和细菌群落结构对大西洋鲑(Salmo salar)体内土腥味物质含量变化的影响,于2018—2019年4次采集封闭式海水循环水养殖系统的水样和大西洋鲑。测定水体的氨氮、亚硝氮、硝氮、活性磷酸盐等指标,分析水体浮游植物群落结构并通过16S高通量测序测定水体中细菌群落结构,通过微波蒸馏-固相微萃取-气相色谱-质谱联用(MD-SPME-GC-MS)方法,分析大西洋鲑背肌中土臭素(Geosmin,GSM)和二甲基异冰片(2-methylisoborneol,MIB)的含量。研究发现:测定水质指标中温度、溶解氧、盐度、pH、氨氮、亚硝氮、硝氮、活性磷酸盐、总氮、总磷、总悬浮物和溶解性总有机碳在不同时期差异显著。共鉴定出浮游植物7门、13目、26属,蓝藻门(Cyanophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)和绿藻门(Chlorophyta)为优势门;不同时期细菌群落中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),但细菌群落结构存在差异,这主要是由水质差异引起的。在不同时期,鱼体MIB含量均高于GSM含量,MIB为鱼体中主要的土腥味物质,在7和10月MIB含量较高。鱼体土腥味物质含量受浮游植物和细菌群落影响,而水质因子可能通过影响浮游植物和细菌群落的结构,来影响养殖鱼体内土腥味物质的含量。