Interactions and connectivity between runoff generation processes of different spatial scales

Monitoring runoff generation processes in the field is a prerequisite for developing conceptual hydrological models and theories. At the same time, our perception of hydrological processes strongly depends on the spatial and temporal scale of observation. Therefore, the aim of this study is to investigate interactions between runoff generation processes of different spatial scales (plot scale, hillslope scale, and headwater scale). Different runoff generation processes of three hillslopes with similar topography, geology and soil properties, but differences in vegetation cover (grassland, coniferous forest, and mixed forest) within a small v‐shaped headwater were measured: water table dynamics in wells with high spatial and temporal resolution, subsurface flow (SSF) of three 10 m wide trenches at the bottom of the hillslopes subdivided into two trench sections each, overland flow at the plot scale, and catchment runoff. Bachmair et al. ( 2012 ) found a high spatial variability of water table dynamics at the plot scale. In this study, we investigate the representativity of SSF observations at the plot scale versus the hillslope scale and vice versa, and the linkage between hillslope dynamics (SSF and overland flow) and streamflow. Distinct differences in total SSF within each 10 m wide trench confirm the high spatial variability of the water table dynamics. The representativity of plot scale observations for hillslope scale SSF strongly depends on whether or not wells capture spatially variable flowpaths. At the grassland hillslope, subsurface flowpaths are not captured by our relatively densely spaced wells (3 m), despite a similar trench flow response to the coniferous forest hillslope. Regarding the linkage between hillslope dynamics and catchment runoff, we found an intermediate to high correlation between streamflow and hillslope hydrological dynamics (trench flow and overland flow), which highlights the importance of hillslope processes in this small watershed. Although the total contribution of SSF to total event catchment runoff is rather small, the contribution during peak flow is moderate to substantial. Additionally, there is process synchronicity between spatially discontiguous measurement points across scales, potentially indicating subsurface flowpath connectivity. Our findings stress the need for (i) a combination of observations at different spatial scales, and (ii) a consideration of the high spatial variability of SSF at the plot and hillslope scale when designing monitoring networks and assessing hydrological connectivity. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Numerical prediction of ground vibrations induced by high-speed trains including wheel–rail–soil coupled effects

A simplified analytical model including the coupled effects of the wheel–rail–soil system and geometric irregularities of the track is proposed for evaluation of the moving train load. The wheel–rail–soil system is simulated as a series of moving point loads on an Euler–Bernoulli beam resting on a visco-elastic half-space, and the wave-number transform is adopted to derive the 2.5D finite element formulation. The numerical model is validated by published data in the literature. Numerical predictions of ground vibrations by using the proposed method are conducted at a site on the Qin-Shen Line in China.     

甘肃金塔地区大气对太阳射电辐射吸收的测量研究

2008年8月1日,在我国西北的新疆、内蒙、甘肃等地区可以观测到一次日全食的天象,紫金山天文台太阳射电团组在甘肃省金塔用两架太阳射电望远镜对这次日全食进行了观测,并成功地取得了观测资料.为了科学分析观测资料,在日全食的前两天,实测了当地的大气吸收.着重分析这些观测数据,结合太阳射电方法,测得在λ=2.4 cm和λ=8....     

经济发展对城市宜居性的影响——基于中国40个大中城市的实证分析

在中国经济和城镇化都逐步迈入高质量发展阶段的背景下,厘清经济发展对城市宜居性的影响规律具有重要的学术价值和应用价值。本文将宜居性作为一项“要素”引入生产函数研究框架,构建了经济发展对城市宜居性影响的理论模型,并基于2005—2019年中国40个大中城市的面板数据,利用系统GMM、面板门槛模型等方法对其进行实证检验。结果表明：① 2005—2019年中国大中城市的宜居性水平总体呈上升态势,但存在明显的维度分异和空间分异特征。② 总体上经济发展对城市宜居性的提高具有抑制效应,但这种效应在不同时间阶段和不同城市规模中呈现出明显的异质性。对于进入经济新常态阶段前,以及规模较大的直辖市和部分经济发达的省会城市,这种抑制作用比较显著;而进入新常态阶段后,经济发展对城市宜居性提升具有明显的促进作用。③ 经济发展对城市宜居性的影响还存在门槛效应,随着居民收入水平的提高,其影响效应呈现出显著的倒“N”型门槛特征。当经济发展使职工平均工资处于6万元至8万元时,经济发展能明显提高城市宜居度。经济发展本身对城市宜居性的影响表现出显著的单一门槛抑制效应,但其负向影响呈现出边际效率递减规律。最后,根据本文的研究发现从“宏观指引”和“微观行动”两个层面提出相应的政策启示。     

外资效应、经济复杂度与内资企业出口市场拓展

外资企业对内资企业出口能力提升和出口市场拓展具有重要影响。本文基于2000—2016年中国地级市出口数据,分析中国内资企业出口市场拓展格局,研究外资效应对内资企业进入新出口市场和出口额增长的影响,并依据经济和技术复杂度检验外资效应的区域和产业异质性。描述性分析发现：① 内资企业出口在国内呈多级连片格局,逐渐向非洲和拉丁美洲等新兴市场拓展。② 处于低复杂度城市/产业的内资企业更倾向于拓展新出口市场,处于高复杂度城市/产业的内资企业则倾向于提升出口额。计量模型结果表明：① 外资企业推动了内资企业出口额增长,但抑制了其进入新出口市场,分别表现出溢出效应和竞争效应。② 从区域和产业异质性来看,外资企业仅在高复杂度城市/产业阻碍了内资企业出口市场拓展,表现出竞争效应;而在低复杂度城市/产业则表现为溢出效应。③ 相较于低经济复杂度城市,高经济复杂度城市的内资企业受到的竞争和溢出效应均更强。     

空化水射流热效应影响煤体渗透率试验研究

对空化水射流空泡溃灭瞬间和空化噪声声场作用产生的热效应进行了分析,得到了热效应作用下的煤体渗透率表达式,并开展了不同空化条件(泵压、空化腔围压)下的煤体温度和瓦斯渗流试验。结果表明:空化腔围压一定时,温度随泵压的增大而升高;而泵压一定时,温度随空化腔围压的增大而减小。当热应力大于平均有效应力时,煤体热膨胀出现微变形,产生的张应力使裂隙变宽、数量增多;热效应使得游离瓦斯内能增加,分子自由程大大缩短,同时吸附瓦斯解吸使得煤基质发生收缩效应,导致微孔隙及微裂隙结构产生膨胀变形,从而影响煤体渗透率。试验得到渗透率随温度升高呈指数规律增大,与理论得到的渗透率表达式描述的规律相符。     

基于核混合效应回归模型的地震数据预测

针对地震观测数据难以准确预测的难题,提出基于核混合效应回归模型。为验证该算法模型的可行性,结合湖北地震台站地球物理仪器产出数据开展仿真实验,并与传统的神经网络算法作对比。结果表明,该模型能准确预测地震地球物理观测数据且性能优于其他神经网络算法,对水温、水位数据的预测相对误差低于0.05%及0.48%。该研究为地震监测预报人员积累、分析地震基础数据提供了全新思路,同时也为较复杂的深度学习类算法框架模型的构建提供了实践基础。     

浅谈地图符号及其色彩应用

地图符号及其色彩是现代地图必不可少的基本要素。分析了地图符号的分类,色彩的类别,阐述了地图(地质)符号的色彩设计及其应用。     

钼同位素的MC-ICP-MS测定方法研究

本文报道了运用多接收器等离子体质谱进行Mo同位素组成测定的方法, 测定过程中的仪器质量歧视校正采用样品－标样交叉法。实验对Mo同位素测定过程中的谱峰干扰、基体效应、浓度效应、酸度效应和重现性等问题进行了详细研究。结果表明Zr的存在对Mo同位素测定不会产生影响; Sr不适合作为Mo同位素测定的元素内标; 当m(Ag)/m(Mo)≤1时, Ag的存在不会对Mo同位素测定产生影响; 当样品相对于标样的Mo浓度变化不大于50%时, Mo同位素分析不受浓度影响; 以HNO3为进样介质时, HNO3的浓度(0.1 mol/L~0.2 mol/L)对Mo同位素分析没有影响。CAGS-Mo相对于Alfa-Mo的δ100/95Mo、δ98/95Mo和δ97/95Mo分别为－0.34‰±0.10‰(2sd)、－0.22‰±0.05‰(2sd)和－0.13‰±0.08‰(2sd), 在95%的置信区间内, 该方法的外部精度不大于0.06‰/amu。     

基于经验模式分解的滤波去噪法及其在GPS多路径效应中的应用

经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是一种新的信号处理技术,它是基于数据本身的,且能在空间域中将信号进行分解,从而可以区分噪声和有用信号。根据EMD分解白噪声而得到的本征模式函数(IMF)分量的能量密度与其平均周期的乘积为一常量这一特性,建立一种新的基于EMD滤波去噪方法,并将该方法应用于GPS多路径效应的研究中。通过对模拟数据与GPS实测数据的处理分析,得出以下主要结论:①EMD滤波去噪法与小波方法都能最大限度地削弱测量的随机误差,但EMD滤波去噪法比小波方法更直接,且不受测不准原理及小波函数选择的影响;②相比小波方法,EMD能够更有效地剔除瞬时强噪声,从而能够提取更精确的多路径效应重复性误差改正模型。