船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

结合工程实际,研究利用船闸泄水进行下游引航道清淤,对减少清淤成本、提高通航效率有着重要的工程价值。建立枢纽及船闸下游引航道的二维水沙数学模型,采用已有模型试验对水流场和泥沙场进行验证。研究引航道及口门区的泥沙淤积规律,在此基础上,分析船闸输水系统的水力特性,研究了不同冲刷流量、冲刷时间和初始淤积厚度下引航道及口门区的冲刷效果,得出船闸泄水量与引航道及口门区最大淤积厚度的关系。结果表明,在同一初始淤积地形和冲刷流量下,引航道及口门区的最大淤积厚度与冲刷时间呈线性变化,冲刷流量越大,泥沙厚度下降的斜率越大。淤积厚度低于一定值后,随冲刷时间的增加,冲刷效果开始减弱。     

月球冷海高铝玄武岩遥感识别及其地质特征分析

高铝玄武岩是美国Apollo和前苏联Luna任务采集的月球样品中极其特殊且具有重要意义的一类样品,对月幔的不均匀性分异和月球早期热演化活动具有重要的指示性意义.本文以地形和成因极其独特的月球冷海中小型撞击坑坑壁或者近端溅射物中新鲜裸露的岩石（岩石丰富>0.5%）为突破口,利用中心和临近像元之间的Al₂O₃含量和镁指数（Mg#）间的线性关系消除了月海-高地混合物影响,将实验室岩性分类标准应用于Lunar Prospector（LP）钍（Th）和Lunar Reconnaissance Orbiter（LRO）Diviner主要元素氧化物反演产品中,获得月球表面新鲜裸露的高铝玄武岩质（Al₂O₃>11 wt%）岩石位置信息.以此为基础,通过目视解译的方法识别了埋藏在冷海表面风化层以下的高铝玄武岩斑块（10个）和单元（1个）.在LRO宽角（WAC）相机和数字地形图影像（LOLA GLD100）中对高铝玄武岩形态学地质特征统计表明,冷海中的高铝玄武岩总面积和体积为3694 km²和1160 km³,岩层的最大埋藏深度和厚度为331 m和207 m.研究结果表明,冷海高铝玄武岩岩层一般具有不一致且不连续的厚度和较大的成分变化范围,并且不是广泛地分布于冷海之中,只是零散地分布于中西部,以及集中于东部的两个表层月海玄武岩地质单元之下.这些分布特征意味着月球冷海早期的高铝型火山活动可能以随机的小型（面积小于500 km²或者体积小于100 km³）喷发为主,偶尔会出现大型的喷发.

     

利用GOCE和GRACE卫星观测数据确定静态重力场模型

高精度静态卫星重力场模型在全球海洋环流研究、全球/区域数字高程基准面确定等领域有重要应用,本文研究仅利用GOCE卫星和联合GRACE卫星观测数据确定高精度高阶次静态重力场模型.利用GOCE卫星全周期高精度引力梯度分量(V_xx、V_yy、V_zz和V_xz)观测值基于直接最小二乘法构建300阶次的SGG(Satellite Gravity Gradiometry)法方程,并利用卫星跟踪卫星观测值基于点域加速度法构建130阶SST(Satellite-to-Satellite Tracking)法方程,然后利用方差分量估计联合SGG和SST法方程确定300阶次纯GOCE卫星重力场模型GOSG02S.利用全周期GRACE观测数据由动力学方法解算了180阶次的SWPU-GRACE2021S模型,并将其对应法方程与GOCE卫星法方程联合解算了GRACE和GOCE的联合模型WHU-SWPU-GOGR2022S.分别基于XGM2019模型和GPS水准数据对本文解算的三个模型GOSG02S、SWPU-GRACE2021S和WHU-SWPU-GOGR2022S在频域和空域进行了精度分析,结果表明,GOSG02S和WHU-SWPU-GOGR2022S模型与GO_CONS_GCF_2_DIR_R6、GO_CONS_GCF_2_TIM_R6、GO_CONS_GCF_2_SPW_R5、GOCO06s和Tongji-GMMG2021S等使用了GOCE卫星全周期数据的模型精度相当,精度差异基本都在毫米量级;SWPU-GRACE2021S模型在160阶次之前与国际主流GRACE卫星重力场模型ITSG-Grace2018s和Tongji-Grace02s精度相当.

     

基于重整化群方法的红层软岩损伤破坏逾渗阈值研究

逾渗现象广泛存在于大自然中,当物体中起决定性作用的关键变量变化至某一阈值时,其状态发生突变,此时关键变量的临界值称为逾渗阈值。岩石在水的作用下的损伤破坏过程中存在着逾渗现象,可通过重整化群的方法来研究。本文针对华南地区广泛分布的红层软岩,探讨了其在损伤过程中的逾渗现象与破坏的本质关联。通过对典型红层软岩的微观结构分析,概化出红层软岩的骨架构件和胶结物构件,建立红层软岩的重整化群模型的基本单元,将基本单元进行组合,建立出红层软岩的重整化群模型。根据重整化变换规则,推导计算出其逾渗阈值。研究表明:当红层软岩在荷载条件下的破坏临近逾渗阈值时,其内部结构发生大量破坏,软岩内部从无序损伤突变为有序损伤,继之损伤破坏加剧,由稳定破坏向非稳定破坏突变,最终导致其失稳破坏。研究对揭示红层软岩损伤破坏机理具有重要意义。     

对流尺度集合预报中模式地形扰动对其预报技巧的影响研究

基于ARPS3DVAR+WRF（Advanced Regional Prediction and 3-dimensional variational System）快速同化模式对西南地区近几年发生的4次强降水过程进行模拟试验,对12 h降水预报结果采用升尺度方法,计算邻域平均预报、站点概率预报,最终形成邻域概率预报,并细致分析了这三种预报的特点与效果,讨论了升尺度窗区尺度给不同量级降水带来的影响,最后结合AROC评分与邻域空间检验FSS讨论业务概率预报应用的最佳尺度。结果表明：升尺度邻域平均预报在小雨与大暴雨量级降水上表现不稳定,对中雨的预报提高不明显,但是对大雨与暴雨预报有较好的改善效果;站点概率预报具有一定的误导性,而邻域概率预报可以弥补其缺憾,越高分辨率的模式有更多的降水样本,在降水不确定性上能给出更好的概率分级信息;相对邻域平均的升尺度预报TS检验结果,基于邻域概率的FSS和AROC分析有更好的预报技巧指导意义;36 km升尺度窗区既能消除一定程度的强降水预报不确定性,同时也可以保留适当的对流尺度特征,为最佳升尺度窗区。

     

中国大都市区界定探讨——基于"五普"分县数据的分析

改革开放以来,中国城市化的快速发展为大都市区发展创造了条件,大都市区已成为我国城市化发展新的空间载体。对大都市区进行界定是大都市区研究的前提。本文提出以第五次人口普查数据为基础界定中国大都市区的简化方法,并对中国大都市区的发展情况进行了初步研究。     

多目标区域地球化学编图数据整理方法—以海河流域编图为例

多目标区域地球化学编图是科学表达区域土壤地球化学分布和特征的图示方法,大区域的编图一般可能涉及到对不同的工作区、不同实验室和不同时间的测试数据,以及不同景观条件和网度的表层、深层土壤元素数据或不同分度带的网格数据分别进行拼接合并,因此区域编图对原始数据的整理和网格化处理不可避免.而不同的数据整理方法及其计算参数所形成的结果是非常不同的,数据本身的特点也对编图具有很大的影响.为了真实客观地反映区域内元素的地球化学分布特征,数据整理和处理的方法及技术参数的选择是关键技术问题.作者就化探数据处理中常用的几种插值方法进行了对比评价,并分别从网格间距及搜索半径大小等方面做比较,提出了自己在编图中采用的数据处理方法及选用的技术参数.     

Design approaches for active, semi-active and passive control systems based on analysis of characteristics of active control force

In this paper,the characteristics of forces in active control systems connected to adjacent levels of a building are analyzed.The following characteristics are observed:(1) active control can provide signifi cantly superior supplemental damping to a building,but causes a small frequency shift;(2) the linear quadratic regulator(LQR)-based control force is composed of an elastic restoring force component and a damping force component,where the damping force is almost identical to the total control force,howev...     

Estimation of daily stream water temperatures with a Bayesian regression approach

Stream water temperature plays a significant role in aquatic ecosystems where it controls many important biological and physical processes. Reliable estimates of water temperature at the daily time step are critical in managing water resources. We developed a parsimonious piecewise Bayesian model for estimating daily stream water temperatures that account for temporal autocorrelation and both linear and nonlinear relationships with air temperature and discharge. The model was tested at 8 climatically different basins of the USA and at 34 sites within the mountainous Boise River Basin (Idaho, USA). The results show that the proposed model is robust with an average root mean square error of 1.25 °C and Nash–Sutcliffe coefficient of 0.92 over a 2‐year period. Our approach can be used to predict historic daily stream water temperatures in any location using observed daily stream temperature and regional air temperature data.     

Three-dimensional active earth pressure from cohesive backfills with tensile strength cutoff

Most of previous analyses on the active earth pressure were performed in two-dimensional cases using the Mohr-Coulomb (M-C) failure function to describe the soil strength. However, all failures of retained slopes indicate a somewhat three-dimensional (3D) feature, and the M-C function is found to overestimate the tensile strength of cohesive soil. In this work, a kinematic limit analysis–based approach is developed for computing the 3D active earth pressure resulting from cohesive backfills. The concept of tensile strength cutoff is adopted to implement the reduction or elimination of tensile strength from the strength envelope. An extended 3D horn failure mechanism that is associated with the modified strength envelope is developed to characterize the collapse of retained slopes. The resultant of active earth pressure is evaluated from the work rate balance equation and expressed as an unfactored coefficient. The obtained results indicate that less support provided by the wall is required when allowing the existence of soil cohesion and 3D effects and that eliminating the tensile strength can observably increase the active earth pressure, especially for the backfill with a great level of cohesion.