土钉支护结构优化设计的有限元分析

考虑土钉-土体的相互作用,建立三维有限元模型,分析计算土钉支护结构的内力和位移,提出了变形控制和应力控制相结合的优化设计方法。采用遗传算法,以应力和位移为约束条件,以工程造价为目标函数,建立了土钉支护结构的优化设计数学模型,并编制了相应的计算程序,通过算例分析,并基于规范法的优化设计结果相比较,得出本文的设计方法更为合理的参考结论。     

An integrated procedure to evaluate hydrological models

The growing concern for health‐related problems deriving from pollutants leaching is driving national and international administrations to support the development of tools for evaluating the effects of alternate management scenarios and identifying vulnerable areas. Cropping systems models are powerful tools for evaluating leachates under different environmental, social, and management conditions. As percolating water is the transport vehicle for pollutants transport in soil, a reliable evaluation of water balance models is a fundamental prerequisite for investigating pesticides and nitrate fate. As specific approaches for the evaluation of multi‐layer evolution of state variables are missing, we propose a fuzzy‐based, integrated indicator (I_SWC: 0, best; 1, worst) for a comprehensive evaluation of soil water content (SWC) simulations. We aggregated error metrics with others quantifying the homogeneity of errors across different soil layers, the capability of models to reproduce complex dynamics function of both time and soil depth, and model complexity. We tested I_SWC on a sample dataset where the models CropSyst and CERES‐Wheat were used to simulate SWC for winter wheat systems. I_SWC revealed that, in the explored conditions, the global assessment of the two models' performances allowed identification of CropSyst as the best (average I_SWC = 0·441, with a value of 0·537 obtained by CERES‐Wheat), although each model prevailed for some of the metrics. CropSyst presented the highest accuracy (average agreement module = 0·400), whereas CERES‐Wheat's accuracy was slightly worse, although achieved with a simplified modelling approach (average Akaike Information Criterion = − 230·44), thereby favouring large‐area applicability. The non‐univocal scores achieved by the models for the different metrics support the use of multi‐metric evaluation approaches for quantifying the different aspects of water balance model performances. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

渤海湾盆地石炭纪-二叠纪煤中基质镜质体飞行时间二次离子质谱研究

利用飞行时间二次离子质谱仪（简称ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）对渤海湾地区Ｃ－Ｐ太原组和山西组煤中基质镜质体进行了对比研究,结果表明,在接收到的正二次离子中都含有一定的烯基和烷基碎片,这些脂族碎片离子的出现说明它们具有富氢及较好的生烃性质。同时,该仪器的实际应用结果表明,它对研究煤及源岩中有机显微组分的化学成分和结构具有独特的优势。     

城市陆面过程与边界层结构研究

通过城市边界层观测、卫星遥感以及城市边界层数值模拟等途径,获取对城市陆面过程特性的认识,研究建立精细城市边界层模式,引入合理城市区陆面过程参数化方案,并进行城市边界层结构影响研究。研究结果表明：①城市下垫面能量平衡过程迥异于自然地表,引入合理的参数化方案是改善数值模拟性能的关键。②高分辨卫星观测信息是认识城市地表参数状况及其变化的有效途径。 ③人为热排放参数化方案的合理引入是准确描述地表能量平衡过程的又一重要课题。需根据实际情况确定人为热排放的引入方案及量值变化。④应从合理描述城市建筑物下垫面对热力输送及大气动力场的影响出发,研究建立了多层城市冠层模式。⑤应建立更完善的多尺度城市边界层模式系统并引入更新的城市效应参数化方案和数据同化处理,以增强并完善城市边界层数值模拟能力。     

城乡结合部土壤质量变化特点 与可持续性利用对策 ——以开封市为例

运用自然地理学、土地资源学和生态学等多学科的基本理论,以开封市为例,通过可对照的土壤采样分析,选取ｐＨ、全氮、有机质、速效氮、速效磷、速效钾、阳离子代换量等养分因子,经标准化处理,运用经修改的内梅罗公式,尝试性地评价了城乡结合部土壤的总体质量,并对比分析了典型的、不同的土地利用方式及其变化条件下的土壤质量变化,定量地说明了城乡结合土壤质量的变化,证实了目前的维持、提高土壤质量、高产出的方法只能是高     

1959-2017年天山乌鲁木齐河源1号冰川流域径流及其组分变化

冰川是气候变化的指示器,气候变化对冰川及其径流的影响研究是目前国内外关注的热点和前沿领域之一,目前的研究以模拟为主,实测资料十分有限且不确定性很大。以新疆天山乌鲁木齐河源1号冰川（简称“1号冰川”）流域为例,基于中国科学院天山冰川观测试验站1959-2017年观测数据,研究了中国西部典型小型冰川流域径流及其组分长期变化以及对气候变化的响应,为冰川径流长期变化过程的认识提供重要参考。结果表明,1号冰川流域径流主要由冰川径流和非冰川区降水径流组成,分别占70%和30%。其中冰川径流又可分为冰川区降水径流和冰川融水径流,分别占44%和26%。59年间,冰川径流整体呈上升趋势,在1992年之后出现了一个阶梯式的上升,与气温升高和降水的增加有关,1997-2007年达到高峰,2008年以后出现波动下降趋势,其原因除了与该时段的降水有所减少有关之外,冰川面积减小的影响也不可忽视。另外,还利用实测径流和冰川物质平衡值,通过水量平衡模型,检验了模型使用的冰川区和非冰川区径流系数。     

塔里木河中游输水堤防的修建对地下水化学特征的影响

通过对塔里木河中游输水堤防修建后,沙子河口、乌斯满和阿其河口三个断面地下水化学特征自2001—2003年的时空变化的监测与分析,初步揭示了在输水堤防影响下地下水化学特征变化的初步规律,结果表明：在空间上,沙子河口断面地下水化学变化规律完全被颠倒过来,乌斯满断面,地下水化学变化规律受输水堤防的影响不十分明显,但地表积盐严重,阿其河口断面,则呈现复杂的变化;在时间上,丰枯期地下水化学特征的正常变化规律在沙子河口被彻底改变,在乌斯满和阿其河口呈现出复杂变化。由于地下水循环具有潜在性和迟滞性,要彻底揭示在输水堤防影响下地下水化学特征时空变化的规律,需要进一步跟踪监测研究。     

芷江雪峰矿泉水的水文地球化学机制

利用矿泉水的水文地质、水化学特征、环境同位素水文地质学和国际WATCH水/岩平衡计算机程序等新理论、新方法,可以推算出雪峰矿泉水的形成年龄和补给与迳流条件,计算出水的循环深度,以及主要成分的迁移系数,从而有机地研究矿泉水的水文地球化学机制,探讨矿泉水形成的水文地球化学成因模式。     

南海温跃层基本特征及一维预报模式

根据现有1907—1990年南海大面调查资料,按1°×1°网格进行逐月的标准水层的温度统计。在此基础上采用3次样条函数的插值方法计算出整个南海温跃层的深度、厚度和强度并予以相应分析。分析表明,南海温跃层主要分为两种类型:第一类为辐射型,主要分布在南海北部的陆架区内,季节变化显著;第二类为不同水体叠置型,主要分布在广大深水区,它长年存在,季节变化较小。一种温跃层的一维积分预报模式,该模式是基于忽略热平流作用和水平热扩散的前提下,从局部热平衡方程出发,建立了受海面热收支及风混合作用下求解温度垂直分布及温跃层的时空变化。在南海北部水深约300m处进行了单站温跃层后报,结果表明,温跃层的深度、厚度和强度的相对误差均在30％以下。     

陕西省子午岭生态功能区水源涵养能力研究

应用InVEST模型和SCS模型,计算得出研究区多年平均水源涵养量约为3×108 m3,涵养深度69.79 mm,表明研究区具有比较突出的水源涵养服务功能,特别是在森林和灌丛分布相对集中的子午岭自然保护区内,水源涵养能力处于较高水平。不同土地利用类型的水源涵养能力有较大差别。由于灌丛具有较好的降水截留能力和较小的蒸腾作用,水源涵养能力最强;而森林由于蒸腾旺盛,加之冠层截留的大部分降水用于蒸发而无法积累,使其水源涵养能力稍低于灌丛;草地和农田覆盖地区,降水极易流失,因而草地和农田的水源涵养能力较差,对区域总水源涵养量的贡献也最小。此外,研究区多年平均产水深度139.4 mm,整体趋势是从东南向西北方向减小,与区域降水量空间变化趋势一致,在土地利用类型的影响下,这一趋势更加明显;多年平均径流深度71.1 mm,空间上大致由南向北减少,同时,由于径流深度还受到降水时间分配、土地利用类型、土壤质地的影响,因此呈现出较为复杂的空间分布特征。