Analytical solutions for advective–dispersive solute transport in double‐layered finite porous media

Analytical solutions for advection and dispersion of a conservative solute in a one‐dimensional double‐layered finite porous media are presented. The solutions are applicable to five scenarios that have various combinations of fixed concentration, fixed flux and zero concentration gradient conditions at the inlet and outlet boundaries that provide a wide number of options. Arbitrary initial solute concentration distributions throughout the media can be considered via explicit formulations or numerical integration. The analytical solutions presented have been verified against numerical solutions from a finite‐element‐based approach and an existing closed‐form solution for double‐layered media with an excellent correlation being found in both cases. A practical application pertaining to advective transport induced by consolidation of underlying sediment layers on contaminant movement within a capped contaminated sediment system is presented. Comparison of the calculated concentrations and fluxes with alternative approaches clearly illustrates the need to consider advection processes. Consideration of the different features of contaminant transport due to varying pore‐water velocity fields in primary consolidation and secondary consolidation stages is achieved via the use of non‐uniform initial concentration distributions within the proposed analytical solutions. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

复杂地形城市多尺度气流对大气污染影响的研究进展

复杂地形城市一般建立在山地、丘陵、沿海地带。复杂地形下的大气污染传输、扩散机制是一个复杂的问题。本文依据城市地形地貌将复杂地形归类为河谷地形、三面环山临海地形、盆地地形、马蹄型地形和峡口地形。结合国内外对这五类地形下城市污染物传输扩散及污染形成机制的研究成果,介绍了不同地理位置、不同复杂地形城市多尺度气流相互或交替作用的特点及其对污染传输扩散的影响,期望能够为其它复杂地形城市污染形成机制研究和大气污染防治提供一些借鉴。     

两方程湍流模型对内背风波数值模拟的影响

为了深入理解非静力近似下的波-湍相互作用问题,本研究在σ坐标的海洋环境研究和预报模型(MERF)中引入常用的Mellor-Yamada两方程湍混合参数化方案(MY2.5),评估垂向湍混合对小尺度背风波传播过程的影响.瞬时状态场的模拟结果表明,无论是否为非静力近似条件,上述湍参数化方案的引入都会减弱背风波传播的模拟效果.从时间平均场的试验结果来看,垂向湍混合过程会显著减小非静力近似和静力近似之间的差异.此外,能量收支分析的诊断结果表明,MY2.5方案会显著抑制陆坡地形下的背风波传播过程,进而将更多的潮能转化到不可逆的湍混合过程中.     

Revisiting the death of geography in the era of Big Data: the friction of distance in cyberspace and real space

Many scholars have argued that the importance of geographic proximity in human interactions has been diminished by the use of the Internet, while others disagree with this argument. Studies have noted the distance decay effect in both cyberspace and real space, showing that interactions occur with an inverse relationship between the number of interactions and the distance between the locations of the interactors. However, these studies rarely provide strong evidence to show the influence of distance on interactions in cyberspace, nor do they quantify the differences in the amount of friction of distance between cyberspace and real space. To fill this gap, this study used massive amounts of social media data (Twitter) to compare the influence of distance decay on human interactions between cyberspace and real space in a quantitative manner. To estimate the distance decay effect in both cyberspace and real space, the distance decay function of interactions in each space was modeled. Estimating the distance decay in cyberspace in this study can help predict the degree of information flow across space through social media. Measuring how far ideas can be diffused through social media is useful for users of location-based services, policy advocates, public health officials, and political campaigners.     

全风化花岗岩地层中高固相离析浆液灌浆机理研究

全风化花岗岩地层稳定性差、遇水易发生崩解,工程上使用常规材料防渗加固注浆时效果较差。针对这一情况,依托湖南省郴州市莽山水库防渗加固灌浆项目,通过自主设计的全风化花岗岩地层注浆室内模拟试验装置,进行模拟注浆试验,实现了浆液在整个注浆过程中的扩散情况模拟,对不同注浆压力、不同位置点所取试样开展单轴抗压、抗剪强度及渗透率测试试验,对不同注浆压力下完整结石体取样观察,研究以全风化花岗岩颗粒为配方主体材料的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层的防渗加固效果及浆液扩散模式。结果表明:该浆液在全风化花岗岩地层扩散过程中经历了渗透扩散、挤密压缩、劈裂扩展三个阶段,是一种复合注浆形式;以全风化花岗岩颗粒为主体的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层注浆中效果显著,随着注浆压力提升,单轴抗压强度显著提升为原土体的3.25～13.67倍,抗剪强度在不同法向压力情况下提升为原土体的1.63～2.69倍,渗透系数从10?4 cm/s下降至10?5 cm/s甚至10?6 cm/s。     

冰核观测中两种滤膜采样方法的比较

大气冰核观测是研究自然冷云降水和人工影响天气的一项基础性工作,滤膜—扩散云室法是观测冰核浓度的主要方法之一。为检测分析两种滤膜采集方法对冰核观测结果的影响,2011—2015年用自制的大气颗粒物采样器和FA-3型撞击式9级采样器开展了平行采样试验,采集的滤膜样本均在同一静力扩散云室中进行冰核活化显现分析。结果表明：自制采样器较9级采样器观测的冰核浓度高数倍甚至数十倍,但两者随季节和不同气象条件的变化表现出一致的起伏特征。自制采样器适用于对大气中总的冰核浓度分布及理化特征研究;9级采样器适用于对PM₁₀中不同粒径段大气冰核浓度和尺度分布以及理化特征的研究。滤膜法对冰核数量的低估与采样体积成正比,改变采样器气泵的抽气流量和控制采样体积对改进“体积效应”影响均有明显效果。     

各向异性扩散在电磁测深曲线平滑中的应用

电磁类地球物理方法由于极易受到各类噪声的干扰,使得估计的视电阻率曲线或相位曲线发生畸变,严重地影响了反演解译精度,如何对这类观测曲线进行合理有效地平滑,是目前数据处理中的重点,也是难点.本文把各向异性扩散（anisotropic diffusion AD）引入到曲线平滑中,提出了各向异性扩散的曲线平滑方法,以平滑点梯度值的降函数作为扩散速度,在梯度较大的位置予以较小的扩散速度以保护特征,在梯度较小的位置予以较大的扩散速度平滑噪声引起的扰动.同时为了减小“飞点”(outliers)对平滑的干扰,采用局部单调扩散进行预处理.实验结果显示,本文提出的平滑方法有效地平滑了噪声与“飞点”的干扰,恢复了曲线的基本形态,有效地保持了曲线基本特征.     

中国北方晚更新世人类的适应变迁与辐射

晚更新世是现代人在全球建立全面的生态优势的时期。中国北方有比较丰富的发现,但现有的材料和研究没有能够回答人类此时的生计状态、适应模式和环境联系。文章从行为重建和生态学的角度考察,将中国北方晚更新世的人类适应置于欧亚大陆整体人类演化框架中来考虑,重新审查已有的发现,提出中国旧石器时代晚期可以分为两个阶段:以骨角工具、装饰品和更精制的石器组合为代表的早段(EUP)和以细石叶工艺为代表的晚段(LUP);并确定中国北方晚更新世人类适应至少经历两次革命性的变化,同时存在至少4种适应模式;而且其地域化的特征是从早到晚加强。人类的适应辐射则主要表现于人口的扩张,特别是向极端环境的殖民,技术模式的迅速转换和地域化特征的加强。     

中国台商农业技术时空扩散的格局、路径与机制——以福建省漳浦县为例

结合统计数据及实地调研、访谈数据,研究中国台湾青枣种植技术透过台商直接投资渠道在福建省漳浦县落地、发散与传播过程,分析其时空扩散路径、格局与机制,以期揭示中国台商农业技术在中国大陆地区独具特色的扩散规律与机制,为加速两岸农业合作交流、制定技术应用政策提供理论与实践依据。研究发现,在时间维度,中国台商农业技术扩散过程呈现典型的S型曲线,但其扩散迅速、周期较短,扩散阻力小且示范效应显著;在空间维度,形成多核心、多强度、梯度扩散体系（中国台湾扩散源与本地扩散节点）,扩散场相互叠加,以就近扩展扩散为主、等级扩散为辅的特色扩散格局。     

上海洋山建港后港域夏季水文泥沙状况分析

对2007年9月17-26日在上海洋山港海域固定观测点(平均水深13 m)观测得到的水文泥沙要素,以及悬沙和底质样品分析.分析结果为:1)港域有效波高0.21-1.37 m(风速0.6～14.0 m/s),平均0.61 m(平均风速5.5 m/s).平静天气(平均风速小于5.0 m/s)下,波高随水深变化,两者的相关系数为0.899;而在强风天气下,波高受风况控制.2)最大表层流速超过2.00 m/s.大潮涨潮流占优势,小潮时落潮流占优势;与北岛链汉道封堵前相比,大潮涨、落潮平均流速分别减小15%和30%,小潮涨、落潮平均流速均减小30%～40%.各层余流均为西北方向,与涨潮流方向一致;垂向平均余流速0.11 cm/s,表层达0.25 m/s.3)离底高程1.35 m层和0.35m层最大悬沙浓度均大于3 kg/m3,两层平均悬沙浓度分别为0.89和0.95 kg/m3.无论大潮还是小潮涨潮悬沙浓度均大于落潮,这种现象在大潮时更为显著,潮周期中最大悬沙浓度出现在涨急.与工程前相比悬沙浓度明显降低,大、小潮降低均达20%.4)港区底质平均粒径9.0μm,工程后有变细的趋势.