Well-balanced numerical modelling of non-uniform sediment transport in alluvial rivers

The last two decades have witnessed the development and application of well-balanced numerical models for shallow flows in natural rivers.However,until now there have been no such models for flows with non-uniform sediment transport.This paper presents a 1D well-balanced model to simulate flows and non-capacity transport of non-uniform sediment in alluvial rivers.The active layer formulation is adopted to resolve the change of bed sediment composition.In the framework of the finite volume Slope Llmiter Centred(SLIC) scheme,a surface gradient method is incorporated to attain well-balanced solutions to the governing equations.The proposed model is tested against typical cases with irregular topography,including the refilling of dredged trenches,aggradation due to sediment overloading and flood flow due to landslide dam failure.The agreement between the computed results and measured data is encouraging.Compared to a non-well-balanced model,the well-balanced model features improved performance in reproducing stage,velocity and bed deformation.It should find general applications for non-uniform sediment transport modelling in alluvial rivers,especially in mountain areas where the bed topography is mostly irregular.     

土工动力离心模型试验中物理破坏模拟比较及关键问题

针对土工动力离心模型试验中模型与原型在动力响应和动力破坏模拟两个不同层次的相似程度。首先分析总结离心模型试验在动力响应模拟、动力破坏模拟两个方面的研究发展现状;然后分析这两种模拟模型中的相似比尺的实现要求、特点和区别;最后,针对抗滑模型桩和地铁模型,分析推导动力离心模型在动力响应模拟和动力破坏模拟中具体的模型理论比尺关系和关键问题,进一步指出目前土工动力离心模型试验研究存在的一些问题和发展方向。分析结果表明,针对模型与原型的相似比尺关系,动力破坏模拟模型的相似条件远比动力响应模拟模型的相似条件要求更为严格,这也是动力破坏模拟模型能够揭示岩土结构原型破坏的根本原因。     

雾霾的“前世”与“今生”

进入2013年,在不到一个月的时间,人们在深受PM2．5其害的同时,认识了这个字“莛”。接着,一个叫“雾霾”的热词迅速在全国疯传。2013年全国两会期间,会场内外,无处不见雾霾治理的讨论。“你认为雾霾天怎么治？”几乎已经成为每位代表委员都会被问及的问题,空气污染治理已成为中国全民热议的最大内政之一。     

傅里叶变换在深州井资料处理中的应用

深州井水位日常观测中,经常会因为仪器供电不稳、雷击等原因出现一些幅度很大的脉冲、突跳及数据缺测,严重影响了观测资料的内在质量。本文采用数字信号处理技术[1]对深州井水位资料进行分析处理,首先使用分段线性插值法对缺测数据进行插值处理,然后用快速傅里叶变换对水位数据进行频谱分析,绘制振幅谱,分析水位数据中的不同周期成分,选取恰当的截止频率进行滤波处理,去除了干扰,获得了井水位的变化动态,提高了资料质量。最后应用滤波后的水位数据做一些震例分析。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡高度变化特征及其对径流的影响

利用天山乌鲁木齐河源1号冰川1980-2010年的物质平衡、水文气象实测资料, 分析了1号冰川1980-2010年的各高度带物质平衡特征, 进而分析了1984-2010年纯积累和纯消融的变化特点及其与气象要素、冰川融水径流变化的关系. 结果表明: 1号冰川物质平衡处于持续的负平衡, 纯积累量与年降水的相关系数为-0.16, 纯消融量与年均温的相关系数为0.61, 与夏季(6-8月)气温的相关系数为0.78. 2010年1号冰川为有观测记录以来的最强消融年(b_n=-1 327 mm), 整个冰川处于消融区(平衡线高度大于海拔4 484 m, 积累区面积为0), 同时东、西支冰川各高度区间的物质平衡变化也与往年度显著不同, 说明2010年是1号冰川物质平衡变化的特殊年份, 也有可能1号冰川的物质平衡变化进入了一个新的亏损变化阶段. 对其径流数据的分析还表明, 温度对径流的影响大于降水对径流的影响.     

基于CMIP5的东亚地区降雪量变化特征分析

利用JMA的JRA-55降雪量及CMIP5的6个模式模拟的降雪量资料, 分析了东亚地区降雪量年变化特征及年际变化特征. 结果表明: 东亚地区降雪量在1958-2004年期间具有明显的年际变化特征及区域分布特征; 降雪主要集中在11月至翌年的4月, 这6个月中降雪量占年总降雪量的82%; 年际变化特征呈现出一种波动变化略有增加的趋势, 但是增加的幅度有所不同. 从区域分布特征来看, 东亚地区降雪主要分布在东北亚、青藏高原及新疆等3个区域. CMIP5的6个模式对东亚区域及其子区域东北亚、青藏高原、新疆1850-2004年降雪量年际变化特征的模拟差异较大. 多模式集合预报的结果表现为, 在过去155 a(1850-2004年)东亚区域降雪量呈现明显减小趋势, 东北亚和青藏高原降雪量为波动略有减小趋势, 新疆降雪量为明显增加趋势.     

基坑工程平面竖向弹性地基梁法中土的水平抗力比例系数反分析研究

提出了一种结合Ucode反分析软件和Abaqus有限元分析软件,并根据围护墙实测变形来反分析基坑工程平面竖向弹性地基梁法中土的水平抗力比例系数的方法。重点讨论了反分析的原理和实现流程,给出了反分析过程中迭代控制参数的确定方法及待估参数取值的确定方法。通过参数敏感分析可找到对围护结构变形影响较大的土层,针对起主导作用的土层m值进行反分析,既可提高迭代效率,又能保证反分析结果的准确性。实际工程反分析的结果表明,计算值与实测围护墙变形吻合得很好。在此基础上,根据多个测孔的反分析结果给出了各层土的水平抗力比例系数的建议取值。     

川西坳陷新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量主控因素及其定量预测模型

页岩气是一种重要的非常规天然气,其中相当一部分的天然气以吸附态存在。吸附气含量是页岩气资源评价和目标区优选的关键性参数,也是评价页岩是否具有经济开采价值的一个重要标准。为了探讨川西坳陷新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量主控因素,选取了该井须五段泥页岩样品进行同一温度下的等温吸附实验,获得页岩等温吸附特征曲线及Langmuir体积和Langmuir压力值,分析压力对页岩吸附气含量的影响程度,利用Langmuir模型计算地层压力条件下的吸附气含量。利用实验数据分析了新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量与比表面积、孔隙度、密度、成熟度、湿度和压力各单因素之间的相关关系,然后运用SPSS软件对吸附气含量的几个影响因素进行了主成分分析。结果表明：比表面积、湿度和压力是影响新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量的主要因素。最后建立了同时考虑这3个主控因素的页岩吸附气含量计算新模型。通过新模型可以计算出新页HF-1井须五段未知泥页岩的吸附气含量,计算结果与实测值之间相关系数高,结果准确可靠,是一种评价等温条件下页岩吸附气含量的好方法,对页岩吸附气含量评价具有一定的指导意义。     

南海琼东南盆地崖13-1气田古近系陵水组海陆过渡带沉积特征及演化*

南海北部琼东南盆地中的众多凹陷均有海陆过渡相沉积,沉积相类型包括海湾辫状河三角洲和河口湾-潮坪。本次研究以高分辨率层序地层学理论为指导,将崖13-1气田古近系渐新统陵水组三段及二段各划分为1个长期基准面旋回,并在其内部进一步识别出10个中期基准面旋回(S1-S10)。在等时地层格架内,对陵水组三段及陵水组二段发育的沉积相特征及演化进行深入的探讨。陵水组三段沉积时期,研究区主要发育海湾辫状河三角洲沉积,其具有独特的层理构造、富含泥质纹层以及遗迹化石丰富。该沉积体系自下而上潮汐作用越来越强,早期以河流作用为主(S1-S4),中期为河流和潮汐混合作用(S5-S6),晚期逐渐过渡到以潮汐作用占主导(S7-S8)。陵水组二段沉积时期,研究区发生全面海侵,沉积作用方式及沉积特征更加复杂,生物成因构造更加独特,本次研究将其解释为河口湾-潮坪沉积(S9-S10)。研究表明,区域海平面的不断上升是研究区沉积相从海湾辫状河三角洲演化到河口湾-潮坪的主要控制因素。     

黑河下游绿洲植被优势种生物量空间分布及蒸腾耗水估算

基于典型样点试验,建立了研究区植被优势种柽柳、胡杨与苦豆子地上生物量与其生态参数关系模型;利用高分辨率遥感影像Geoeye-1对植被优势种进行分类得到生态参数,实现了其地上部分生物量空间分布估算;最后利用生物量与蒸腾系数关系,估算植被优势种蒸腾耗水。结果显示：植被优势种总生物量为2.53×10⁶t,河流距离对生物量影响显著。根据试验测得的植被优势种蒸腾系数估算出总蒸腾耗水量为10.89×10⁸t,柽柳、胡杨与苦豆子所占比例分别为12.94%,82.93%与4.13%。