南汇东滩圈围工程对长江口河势影响的数值模拟分析

基于验证的MIKE21软件长江口二维潮流数值模型,计算和重点分析了南汇东滩促淤圈围工程对长江口南槽、北槽和横沙通道的影响。结果表明:南汇东滩促淤圈围工程束窄了南槽下段河道,较大幅度地减小了该段的潮流量;但南槽中段以下河段流速增加幅度较大,河槽将会刷深,河势将得到发展;江亚北槽将会得到发展,北槽中段泥沙淤积现象将会加剧;横沙通道涨落潮流量大幅减少,横沙通道涨落潮流量与南槽涨落潮流量存在非常高的相关性,这对横沙通道作为航道开发和利用会带来较为不利的影响。     

21世纪初中国生态退耕的空间格局及黄土高原典型区退耕的生态位适宜性分析(英文)

自1999年我国开始试行以"退耕还林"工程为主的生态退耕以来,到目前已历时十年。特别是进入21世纪,工程实施强度较大,因此从国家尺度上进行宏观生态退耕格局的分析对于评估生态退耕政策和确定未来政策导向具有重要意义。本研究以TM遥感监测的土地利用变化数据库为基础分析2000-2005年生态退耕的时空格局。在此基础上,以黄土高原典型地区陕西中北部为研究区,采用生态位适宜度评价模型探讨了生态退耕工程实施的合理性。研究结果表明:(1)2000-2005年间,生态退耕主要集中在中国中部地区,尤其是在黄河和长江的中上游地区,生态退耕面积与建设占用面积基本持平。在各生态类型区中,黄土高原土壤侵蚀区生态退耕面积最大,达到了1162.50km~2,主要用于还林;(2)整体看来,研究区内生态退耕的空间格局是合理的,即适宜性越差的耕地退耕比例越大。从退耕区域的适宜性水平来看,有77.35%的地区属于勉强适宜区,其中退为林地的面积为603.32km~2,退为草地的面积为528.94km~2。整个研究区内前者大于后者。然而,退耕地中仍有19.38%属于中度适宜区,原因可能来自于退耕指标分配等管理因素,另外,当地农民外出务工从而将中等适宜度的耕地退耕。结果表明,当前仍有大面积不适宜和勉强适宜的耕地存在,在未来工程实施过程区应该首先考虑该类地区。     

Seasonal and spatial characteristics of seawater and sediment at Youngil Bay, southeast coast of Korea

The seasonal geochemical characteristics of the seawater and sediments and the major factors causing heavy metal contamination were investigated at the Youngil bay and the Hyungsan river estuary in the Southeast Coast of Korea, where a world-scale steel-industry complex (Pohang iron and steel industrial complex, POSCO) is located. The seasonal and spatial distribution characteristics of temperature, dissolved oxygen (DO), pH, and nutrients of the seawater were studied at 45 fixed stations, especially focusing on the river mouth area. Sediments at 27 stations were examined during winter and summer to determine the major controlling factors for the distribution of metals, using correlation matrix and R-mode factor analyses, and to evaluate the pollution status, using the modified geoaccumulation (I(geo)(')) index. Temperatures for the effluent from the POSCO located at the Hyungsan river mouth were 2-3 degrees C higher compared to other sampling areas, due to the thermal discharge from the POSCO. The DO concentration of the surface water at the Pohang old port was as low as 2-4 mg/L. In spring, the DO value at the Hyungsan river mouth was higher than 12 mg/L, by the mass multiplication of phytoplanktons at the river mouth where seawater temperature and nutrients concentrations were relatively high, resulting in the pH value of higher than 8.3. The nitrogen to phosphorus (N/P) ratios at the river mouth were 20-150 times higher compared to other areas, implying that the nitrogen loading into this semi-enclosed bay is significantly higher than phosphorus and the major nitrogen sources are not only the domestic sewage from the city but the industrial wastewater from the POSCO and other steel factories nearby. The phosphorus concentrations at the Pohang old port were shown 3-10 times higher than those at other stations, due to the inflow of pollutants generated from the nearby ships anchoring and the release of phosphate from the bottom sediment. Results from the sediment analysis showed that the major controlling factors for the distribution pattern of each metal are grain size and organic carbon (C(org)) content. Based on the factor analysis, Al, Fe, Cr, Li, and Pb were shown strongly correlated with the mean grain size (Mz), whereas Cd, Cu, Zn, and Sn with the C(org) content. Results from the fractionation of the sedimentary metals into lattice and labile fractions to characterize the mobility of sediment metals showed that the mineral lattice fraction was high in the order of Al=K>Cr>Li>Sr>Fe, while the labile fraction, which might be released to the overlying water, was in the order of Pb>Zn>Cd>Cu>Ca>Sn. Evaluation of the sediment pollution status by applying (I(geo)(')) of 13 metals showed Cd, Cu, and Zn as high as 1-3 range at the old port. Even though the overall marine pollution mainly by the world-class steel industrial complex in this semi-enclosed bay area studied does not currently pose a serious threat, due to the seawater circulation and the large influx of river discharge, the countermeasures to implement the sediments concentrated with heavy metals, especially at the old port with no seawater circulation, are still warranted for this coastal water environment.     

二维水质模型在武汉东湖引水工程中的应用

以"大东湖生态水网"工程的实施为契机,应用MIKE21软件对武汉东湖引水工程进行数值模拟.利用东湖2008年6月和7月实测的水深、TN和TP数据率定了模型参数(床底摩擦力和涡粘系数),并利用2010年7月实测数据建立水动力学模型和对流扩散模型,模拟了四种引水工况下模型运行35 d之后东湖水体中TN、TP浓度分布情况,并比较四种工况的模拟结果.结果表明:在设置两个引水口以及考虑风速影响的情况下,东湖水体中TN、TP浓度分布最均匀.对"大东湖生态水网"工程的实施具有一定的指导意义.     

面向21世纪的地质找矿方向

21世纪地质找矿既是地质技术问题,又是当代地质经济问题。为保障人类资源可持续利用,拓宽地质找矿的空间,不断增长科技含量,提高地质找矿效益,是面向21世纪的地质找矿方向。     

21世纪西北太平洋台风变化预估

对近年多个气候模式考虑不同的人类排放情景作了总结,并对21世纪西北太平洋台风变化作了预估。研究表明,集成多个气候模式考虑人类排放情景,预估到21世纪后期,西北太平洋年总编号台风数可能减少,但强台风数及其降水和风速可能增强。需要强调的是,台风的长期预估是极其困难的,存在极大的不确定性,有待作更深入的研究。     

预报异常极端高影响天气的 “集合异常预报法”：以北京2012年7月21日特大暴雨为例

对罕见极端高影响天气,既使一个模式有能力预报它,其数值预报也至少有以下难点:一是有多大把握确定所预报的天气是极端事件？二是其具体的定时、定量、定点预报可靠吗？本文介绍了集合预报和气候资料相结合的 “集合异常预报法”,并通过北京2012年7月21日（7.21）特大暴雨事件揭示出“集合异常预报法”和集合预报可以提供比单一模式预报更可靠和更准确的信息,从而可有效地缓解上述两大难点。作者建议中央气象台和其他有条件的台站可采用这种办法提高重大灾害性天气的预报能力。文中具体讨论了如下三方面:（1）标准化异常度（SA）的定义以及它同集合预报相结合提高对罕见极端高影响天气预报的可靠性,并由此可导出一个“社会影响矩阵”来定量地表达一个预报对社会的潜在影响;（2）利用集合预报,特别是多模式集合预报可以克服单一模式前后预报的跳跃性或不连续性问题,由此可延长实际可预报时效,如北京7.21事件超过100 mm大暴雨的实际可预报时效提前了2天;（3）SA还有助于认识异常天气发生的原因:从SA的分布看,造成北京7.21 大暴雨事件的短期天气尺度背景因素是从西北方向移来的冷锋和台风倒槽的相遇;从SA的演变看,该事件的中期大背景因素是在北京东北方向有阻塞高压发展并导致北京以西地区的低槽加强和发展（地面强冷空气堆积）,在高纬度形成了一个高、低压系统相间的波列,发展并维持,同时诱导热带系统北进。     

新矿物丁道衡矿-（Ce）：珀硅钛铈矿的同质多象体和硅钛铈矿亚族C（1）位上的钛类似矿物

丁道衡矿-(Ce):(Ce,La)4Fe2 (Ti,Fe2 ,Mg,Fe3 )2Ti2Si4O22,理想的结构化学式Ce2Ce2Fe2 Ti2Ti2Si4O22单斜晶系,α=1.34656(15)nm,b=0.57356(6)nm,c=1.10977(12)nm,β=100.636(2)°,V=0.84239(46)nm3,空间群P21/a(假C2/m),Z=2.作为硅钛铈矿(chevkinite)族矿物的新成员,它产于举世闻名的白云鄂博铁.稀土.铌矿床镁夕卡岩中,多数单晶体长0.2～1.0 cm,最大者长大于1.5 cm.共生矿物有透辉石、透闪石、钠透闪石、褐帘石-(Ce)、磁铁矿、尖晶石、烧绿石、氟金云母、氟磷灰石、石英和萤石等.矿物具有褐色条痕和半金属一金属光泽的黑色,其褐黑色碎片半透明.性脆、具有贝壳状断口、无解理和裂开.显微硬度(VHN25g)为606.0～717.4 kg/mm/12(相当于摩氏硬度约5.9).矿物实测密度4.83(7)g/cm3,计算密度值4.88(0)g/cm3.丁道衡矿-(ce)的反射色为带灰色的浅黄色,多色性为不同色调的灰色.平均反射率(λ=589nm)为11.4%～12.5%.矿物为二轴晶负光性.作过结构精测的丁道衡矿-(Ce)晶体的电子探针测值:SiO2:19.29,TiO2:18.26,A12O3:0.04,FeO:8.49,Fe2O3,:1.67,ThO2:0.16,MgO:1.32,CaO:2.17,Nb2O5:0.47,Ta2O5:0.00,La2O3:19.53,Ce2O3:28.08,Y2O3:0.00,Na1O:0.01,总量99.46%;其中Fe3 /Fe2 的比值依穆斯堡尔谱换算.根据结构精测每个单位分子式中O=22和C(1)位上Ti优先占位,计算的矿物晶体化学式为(Ce2.13,La1.49Ca0.48Th0 01)Σ4.11Fe2 (Tin0.88Fe2 0.47Mg0.41 Fe0.0)Σ2.03(Ti1.96Nb0 04)Σ2.00(Si2O7)2O3.分别用P21/a和C2/m对丁道衡矿-(Ce)的晶体结构作了精测.结果表明,丁道衡矿-(Ce)的真空间群是P20/a.换言之,它才是真正珀硅钛铈矿[perrierite-(Ce)]的同质多象体.显而易见,硅钛铈矿族矿物既可以有P21/a空间群,又可以有C2/m空间群.     

第四纪科学发展展望

第四纪科学是地球科学的一个分支.20世纪中国第四纪研究的发展历史,可以分为两个阶段:1909～1949年,强调理论研究与实际应用的结合,适当地采用"全盘西化"的办法,将中国与世界先进的差距,由100年缩短为50年,跨越了一大步;1950～2000年,在完成国家需求的鼓励下,适当地越过经典研究范畴,参与环境问题和全球变化的研究,使得中国第四纪科学追赶了50年的差距.在21世纪开始之时,中国与国际第四纪研究的步伐有前有后,但基本上是站在同一起跑线上.对21世纪的第四纪研究,作者提出了以"研究过去只是为了未来"和"地学的文艺复兴在呼唤未来"为题的两个思路,从1)以人为本--务实社会需求;2)地球和人类共同的历史--人与自然和谐;3)我们需要自己提出理论--一种科学文化;4)群众需要第四纪--极大地提高人民的素质等4个方面展望了中国第四纪研究的新形势.     

21世纪中叶中国需水展望

随着人口的增长和经济的高速发展,水资源短缺日益严重。利用基于宏观经济的分行业需水预测模型,对21世纪上半叶中国的需水形势进行展望。进入21世纪以后,在相当长的一段时间内,水资源紧缺仍然将困扰着我国社会经济的发展,供需矛盾有可能进一步加剧。2030年前后预计将会出现缺水的高峰,2030年后供需缺口有望减缓,到21世纪中叶实现水资源总供给和总需求的基本平衡。