Simultaneous identification of parameter,initial condition,and boundary condition in groundwater modelling

In this paper, we perform an inverse method to simultaneously estimate aquifer parameters, initial condition, and boundary conditions in groundwater modelling. The parameter estimation is extended to a complete inverse problem that makes the calibrated groundwater flow model more realistic. The adjoint state method, the gradient search method, and the least square error algorithm are combined to build the optimization procedure. Horizontal two‐dimensional groundwater flow in a confined aquifer is exemplified to demonstrate the correlation between unknowns, the contribution of observation, as well as the suitability of applying the inverse method. The correlation analysis shows the connection between storage coefficient and initial condition. Besides, transmissivity and boundary conditions are also highly correlated. More observations at different location and time are necessary to provide sufficient information. A time series of unsteady head is requested for estimation of storage coefficient and initial condition. Observation near boundary is very effective for boundary condition estimation. The observation at pumping well mostly contributes to the estimation of transmissivity. According to all observations, it is possible to identify parameters, initial condition, and boundary condition simultaneously. Furthermore, the results not only illustrate the traditional assumption of known boundary condition but also initial condition, which may cause an incorrect estimation. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Discovery of a new blue quasar: SDSS J022218.03–062511.1

We report the discovery of a bright blue quasar: SDSS J022218.03–062511.1. This object was discovered spectroscopically while searching for hot white dwarfs that may be used as calibration sources for large sky surveys such as the Dark Energy Survey or the Large Synoptic Survey Telescope project. We present the calibrated spectrum, spectral line shifts and report a redshift of z = 0.521±0.0015 and a rest‐frame g‐band luminosity of 8.71×10¹¹ L_⊙. (© 2015 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

天然气水合物的上界面——硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面

定义了海域天然气水合物成矿带的上界面。指出在地球深部存在最原始的、从根本上不依靠光合作用来生存的生命系统。根据对ODP岩心样品中微生物数量的统计,海底以下沉积层中的生物数量可能占据全球原核生物总量的70%,其生物总碳量和地球表面所有植物的碳总量相当。地球内部如此巨大的生物总量应该在地壳中的气体分布等方面起着重要作用。甲烷在地壳层中广泛存在,并主要是微生物成因的。微生物产甲烷的途径主要有两个,一是二氧化碳还原,另一个是醋酸盐发酵。相应地,参与产甲烷的微生物菌群主要是产甲烷菌和食醋酸菌。甲烷在沉积层中的厌氧氧化是一个不争的事实。该过程发生在海底以下一个非常局限的区带,称为硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带。通常,这个区带很窄,仅为一个面,因此,硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带又称硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面。这是一个基本的生物地球化学界面,在功能上它起到屏蔽甲烷向海底和大气逸散的作用,是一个巨大的甲烷汇。甲烷的厌氧氧化同样是一个由微生物介导的过程,参与此过程的微生物主要是食甲烷古菌和硫酸盐还原菌。硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面在海洋沉积层中一般深可达海底以下上百米,浅可至海底。此界面为天然气水合物的上界面,该界面以上没有甲烷水合物存在。     

解耦的海洋性层积云顶边界层湍流与云微物理特征

基于POST观测计划中获得的海洋性层积云顶边界层内高频气象资料和云微物理资料,在选取解耦个例基础上研究解耦边界层湍流和云微物理特征及成因。结果表明,过渡层的大气静力稳定度较强,抑制向上浮力做功,使得湍流动能迅速消耗殆尽,实现边界层解耦。湍流动能最大值出现在云内,主要与云顶降温、大云滴下落沉降拖曳带来的下沉气流增强及云底之上附近凝结增长潜热释放产生向上浮力作用有关。近地面层的浮力项和切变项对湍流动能都起到增强作用,并以切变项的贡献更为显著,云内的湍流动能是以浮力项贡献为主。过渡层附近存在向下的热通量,抑制了热量向上输送和向上浮力项的增强,促进解耦发生。云内存在向上感热通量,其最大值及其出现高度主要与云顶冷却和云中下部的凝结潜热加热有关。云顶之上湿层促进了潜热通量的向下输送,增强了云内水汽含量,为解耦边界层云的发展起到正反馈作用。云顶浮力倒转引起的云中湍流混合呈现非均匀性,并进一步导致绝热或超绝热液滴出现,促进凝结和碰并增长的增强,同时云顶之上湿层进一步对云中的微物理增长起到了重要的推动作用。云底因夹卷混合表现为均匀混合特征。     

非均匀动压冲击和停止后产生的瞬时重联过程

在非均匀动压冲击期间和冲击突然停止,可引起等离子体边界层的局部瞬时重联过程．本文用二维可压缩ＭＨＤ数值模拟方法研究了这两个过程．结果表明：当大尺度的均匀横向流从一侧边冲击边界层时,磁力线不弯曲,也不发生磁场重联,只是边界层被推着向下游运动;当局部的非均匀动压（特别是横向剪切流）冲击边界层时,被冲击的同向磁场区磁力线逐渐弯曲,在弯曲的反磁场区,出现磁岛,然后在电流片区发生磁场重联,且逐渐形成准稳态的“反Ｋ型”重联结构;当横向剪切流冲击停止后,边界层区变为非常不稳定的系统,产生多种流体涡旋和流型,并相应地产生多种类型的磁场重联结构,直到涡旋消失变为湍动状态时,磁场拓扑才逐渐恢复到未扰动状态。我们提出,外力作用的突然停止,可能是驱动重联的一种新机制,并对这种重联过程在磁层物理中可能的应用进行了讨论．     

流体饱和多孔介质波动方程的有限元解法

讨论了流体饱和多孔介质中波传播问题的有限元解法,首先在Ｂｉｏｔ理论的基础 上,概述了数学问题的提法,然后提出了一种新型简便的人工边界上的无反射边界条件,同时 给出了有人工边界时流体饱和多孔介质波动方程的有限元计算公式．数值试验的结果表明, 本文提出的无反射边界条件和数值方法均很有效．     

关于正确处理对流－弥散方程和渗流方程中源汇项的若干问题

对流─弥散方程和渗流基本微分方程中的源汇项，分别是决定含水层中任一内点上水质量和溶质质量时变率的重要因素之一。而关于源汇项不适当的乃至是错误的表述，在文献中却不乏其见，其影响之大是显而易见的．本文深入分析了某些表述的不当或错误之处，给出了正确的处理与表述方法。     

金川二矿区充填体稳定性的影响因素分析

充填采矿法以其高回收率、低贫化率的优点, 尤其在矿体赋存条件复杂、地表环境需要保护以及容易发生岩爆的矿床开采中具有不可替代的作用。金川二矿区数十年充填开采实践表明, 影响充填体稳定性的主要因素包括矿山工程地质条件、充填体强度、回采工艺以及围岩边界条件等, 其中充填体强度特性往往事关充填采矿工程的成败, 矿体回采进路尺寸是影响充填体承载层稳定性的关键因素, 充填体与围岩体的不规则边界可以转移充填体的部分自重力到围岩体中, 减小作用在承载层上的作用力, 从而达到提高充填体稳定性的目的。