Continuous real‐time analysis of the isotopic composition of precipitation during tropical rain events: Insights into tropical convection

To investigate stable isotopic variability of precipitation in Singapore, we continuously analysed the δ‐value of individual rain events from November 2014 to August 2017 using an online system composed of a diffusion sampler coupled to Cavity Ring‐Down Spectrometer. Over this period, the average value (δ¹⁸O_Avg), the lowest value (δ¹⁸O_Low), and the initial value (δ¹⁸O_Init) varied significantly, ranging from ?0.45 to ?15.54‰, ?0.9 to ?17.65‰, and 0 to ?13.13‰, respectively. All 3 values share similar variability, and events with low δ¹⁸O_Low and δ¹⁸O_Avg values have low δ¹⁸O_Init value. Individual events have limited intraevent variability in δ‐value (Δδ) with the majority having a Δδ below 4‰. Correlation of δ¹⁸O_Low and δ¹⁸O_Avg with δ¹⁸O_Init is much higher than that with Δδ, suggesting that convective activities prior to events have more control over δ‐value than on‐site convective activities. The d‐excess of events also varies considerably in response to the seasonal variation in moisture sources. A 2‐month running mean analysis of δ¹⁸O reveals clear seasonal and interannual variability. Seasonal variability is associated with the meridional movement of the Intertropical Convergence Zone and evolution of the Asian monsoon. El Niño–Southern Oscillation is a likely driver of interannual variability. During 2015–2016, the strongest El Niño year in recorded history, the majority of events have a δ¹⁸O value higher than the weighted average δ¹⁸O of daily precipitation. δ¹⁸O shows a positive correlation with outgoing longwave radiation in the western Pacific and the Asian monsoon region, and also with Oceanic Niño Index. During El Niño, the convection centre shifts eastward to the central/eastern Pacific, weakening convective activities in Southeast Asia. Our study shows that precipitation δ‐value contains information about El Niño–Southern Oscillation and the Intertropical Convergence Zone, which has a significant implication for the interpretation of water isotope data and understanding of hydrological processes in tropical regions.     

青藏高原强降水日数的时空分布特征

 根据青海和西藏48个气象台站近48 a（1961-2008年）的逐日降水和气温资料,分别以日降水量超过5 mm和25 mm作为冬半年（11月～翌年3月）和夏半年（5～9月）强降水的临界值,分析了青藏高原冬、夏半年强降水日数的时空分布特征。结果表明：（1）高原强降水日数与总降水量的空间分布型非常相似,夏半年均表现为由东南向西北递减,而冬半年则为由高原腹地向四周递减。（2）夏（冬）半年强降水主要集中在7月上旬～8月中旬（11月上旬和3月中下旬）。（3）夏（冬）半年强降水存在准6 a（5～6 a）的年际振荡以及准10～11 a（15 a）的年代际振荡。（4）强降水日数变化趋势的空间差异较大,夏半年高原北（南）部强降水日数普遍以增加（减少）趋势为主,而冬半年除雅鲁藏布江流域呈减少趋势外,高原大多数地区均表现出显著增加趋势。     

托素湖沉积物中重金属元素分析及地球化学特征研究

首次对托素湖沉积岩芯上部沉积物的重金属元素Cr、Cd、Cu、Zn和Pb的含量进行分析测试。精确测得沉积物中Cr,Cd,Cu,Zn和Pb的平均浓度分别为32.9 mg.kg-1,2.2 mg.kg-1,19.5 mg.kg-1,188.5 mg.kg-1和32.3 mg.kg-1。与区域背景值和标准值相比,托素湖沉积物样品中Cd和Zn都偏高。研究结果表明除了Cd污染程度比较严重,托素湖当前的Cr、Cu、Zn和Pb污染程度相对较轻。各元素经Ti校正后的分析结果显示,重金属元素含量在沉积剖面的10cm处出现波动性增大的明显转折,表明托素湖沉积物中Cd、Cr、Cu、Zn和Pb主要来源于流域侵蚀的造岩矿物元素,Cd污染可能源于人类活动所致。 关键词：托素湖;重金属元素;污染程度;地球化学特征     

舟山冬季暴雨的特征

文章分析了冬季暴雨发生时的环流形势和物理量场分布特征,揭示了冬季暴雨的发生与厄尔尼诺现象有着一定的相关。同时,分析了单站要素的变化,为以后的冬季暴雨预报提供参考。     

新疆库尔勒市道路积尘重金属污染及健康风险评价

为探究绿洲城市道路积尘重金属污染风险,在新疆库尔勒市采集54个代表性道路积尘样品,分析其中Hg、Cd、As、Pb、Cr和Cu等6种元素含量,基于GIS技术与地学统计法,采用污染负荷指数法和US EPA健康风险评价模型,对道路积尘中重金属污染及潜在健康风险进行评价。结果表明：库尔勒市道路积尘中Hg、Cd、As、Pb和Cu等元素含量的平均值均小于土壤环境质量—建设用地土壤污染风险管控标准（GB 36600—2018）中的筛选值,但Cr元素含量平均值为相应筛选值的9.90倍。污染评价结果表明,研究区道路积尘中Cr呈现重度污染,Hg、Cd、As、Pb和Cu呈无污染。道路积尘中重金属元素的污染负荷指数介于0.0142~0.0522,平均值为0.0266,处于无污染水平。从道路积尘重金属污染空间分布格局来看,库尔勒市东北部和北部区域出现污染高值区。健康风险评估结果表明,经手-口摄入途径是库尔勒市道路积尘重金属日均暴露量及健康风险的主要途径,儿童受到的健康风险高于成人。库尔勒市道路积尘中Hg、Cd、As、Pb、Cr与Cu等元素的非致癌风险及致癌风险处于安全范围内,As对非致癌风险的贡献最大,Cr对致癌风险的贡献最大。     

级配碎石填料大三轴试验及累积塑性应变预测模型

级配碎石作为重载铁路基床表层的主要填料,其受列车荷载的影响最大。因此,研究级配碎石在循环荷载作用下的动力行为及累积塑性应变演化特征变得尤为重要。首先,通过制备不同细粒含量的级配碎石填料,开展一系列大型动三轴试验,探究细粒含量、围压及动应力幅值对循环荷载作用下试样累积塑性应变的耦合影响机制。其次,基于塑性安定理论,确定不同应力水平下试样的动力行为,得到考虑围压及细粒含量参数的塑性蠕变状态临界动应力计算模型。最后,结合试验数据,建立考虑应力水平及细粒含量参数的塑性蠕变动力行为累积塑性应变预测模型,并明确各参数的物理意义。其研究成果可为既有重载铁路路基健康状态评估及考虑强度、变形综合控制的路基结构设计提供参考。     

基于GIS的土壤重金属数据库构建及应用

本文首先探讨了利用GIS技术构建上海市基本农田土壤重金属数据库的方法,该数据库集空间数据、采样点监测数据和元数据于一体,对于土壤重金属信息的管理、应用服务等具有重要的基础作用,是农产品安全生产环境认证和土壤环境长效管理的重要依据;接着,基于数据库进行了重金属元素的描述性统计、动态累积和Kriging插值分析;结果表明,除As外,其余重金属平均含量均高于该区域的背景值含量,尤其是Cd、Hg、Zn、Cu累积指数较高,是上海市农田土壤重金属污染的主要元素。     

竖向高荷载作用下大直径超长钻孔灌注桩承载性能试验

通过机场—西华高速大直径超长钻孔灌注桩大吨位竖向单桩静载试验,分析了该地区大直径超长钻孔灌注桩的承载性状以及荷载传递机理。试验结果表明:试桩的Q-S曲线呈缓变型,桩端承载力占总荷载的比例均<10%,即均表现为摩擦桩特性;试桩的侧摩阻力自上而下逐步发挥,侧摩阻力和桩端阻力异步发挥且互相耦合;大直径超长钻孔灌注桩桩侧摩阻力的发挥与土层性质、土层埋深及桩顶荷载水平有关;在高荷载作用下桩侧上部土层摩阻力具有不同程度的软化现象,而中下部土层侧摩阻力具有不同程度的强化现象,甚至即使在最大加载情况下,桩身下部土层的侧摩阻力也并未完全发挥,因此在根据规范计算超长桩承载力时,不同深度土层的侧摩阻力应乘以相应不同的修正系数。     

台风暴雨型浅层滑坡失稳机理研究

针对台风暴雨耦合作用下浅层滑坡的失稳机理进行研究。在总结福建台风暴雨型滑坡灾害特征的基础上,提出风荷载对斜坡变形失稳的影响机理是通过植被造成坡体开裂,从而影响坡体的入渗规律。应用GeoStudio软件计算台风暴雨入渗条件下裂隙坡体中暂态非饱和渗流场的变化,以及对斜坡稳定性的影响。计算结果表明:裂隙坡体由于在裂隙处形成集中入渗点,雨水的入渗速度大于无裂隙的坡体,坡体达到饱和状态所需要的时间大为缩短。裂隙深度、间距对滑坡稳定系数的影响较大,裂隙深度越大、间距越小,在相同的降雨条件下滑坡的稳定系数越小,滑坡失稳需要的降雨时长越短。裂隙宽度对滑坡稳定性的影响相对较小。