Approaches to analyse and model changes in impacts: reply to discussions of “How to improve attribution of changes in drought and flood impacts”*

ABSTRACT

We thank the authors, Brunella Bonaccorso and Karsten Arnbjerg-Nielsen for their constructive contributions to the discussion about the attribution of changes in drought and flood impacts. We appreciate that they support our opinion, but in particular their additional new ideas on how to better understand changes in impacts. It is great that they challenge us to think a step further on how to foster the collection of long time series of data and how to use these to model and project changes. Here, we elaborate on the possibility to collect time series of data on hazard, exposure, vulnerability and impacts and how these could be used to improve e.g. socio-hydrological models for the development of future risk scenarios.     

岩石爆破损伤模型的比选与改进

归纳了目前应用较为广泛的爆破损伤模型关于损伤变量的定义方法,基于FORTRAN与LS-DYNA自定义接口,将5种典型的爆破损伤模型成功导入LS-DYNA。根据具体的工程实例,对5种爆破损伤模型计算的精确性进行了对比计算和验证。结果表明,KUS模型与RFPA模型对应的结果与实测值更接近。选取计算结果较为准确的KUS模型进行改进,考虑压缩损伤,并修正了宏观弹性常数的确定方法,建立了拉压损伤模型,并对该模型的计算精确性进行验证,结果表明,该拉压损伤模型可以更好地定量描述岩体爆破损伤范围。     

富碱斑岩中超镁铁深源包体岩石的矿物学特征

在云南省鹤庆县六合乡富碱斑岩体中找到超镁铁深源岩石包体，这对于研究富碱斑岩的起源和演化及其成岩成矿作用具有重要意义。本文较系统地研究了深源包体岩石的矿物学特征，揭示该深源包体具有原始上地幔岩在地幔条件下受到一定程度富集地幔流体交代作用改造的特征，具有富集地幔低程度部分熔融属性，为富碱斑岩的成岩成矿演化提供了重要的矿物学依据。     

煤层气井压裂曲线和储层污染程度的响应关系

为了研究压裂曲线与储层污染程度的响应关系,以沁水盆地柿庄区块为例,在区块内选取储层敏感性强弱不同的井,通过比较各井压裂施工曲线中油压曲线到达破裂压力后下降行迹特征的差异,总结出油压曲线下降行迹与储层敏感性的响应规律。然后在同一区块内根据油压曲线下降行迹判定几口井的储层敏感性,根据储层渗透率损害比模型计算出几口井开发煤层段的储层渗透率损害比。结果发现,预测出的储层敏感性强井具有较高的储层渗透率损害比,储层受到严重污染;储层敏感性弱井储层受到轻度污染。研究表明油压曲线到达破裂压力点后的下降行迹能够反映储层污染程度,可以为后期工程开发提供依据。     

福建龙海土壤垂向剖面元素分布特征

基于福建省龙海市4类典型成土母质的垂向土壤剖面样品分析数据,研究了常量组分和微量元素含量及剖面分布特征。结果表明:研究区在温暖湿润气候条件下,化学风化作用强烈,Ca、Mg、Na、Si、K淋失贫化,含量明显低于全国均值,Al、Fe则相对富集,风化淋溶系数( ba)和硅铝铁率( Saf)值远低于全国土壤,土壤风化程度达到脱硅富铝铁阶段,花岗岩类成土母岩区风化作用尤为强烈;剖面土壤环境质量总体较好,微量元素含量与成土母质密切有关,九龙江口冲海积成因(剖面1)土壤重金属含量明显高于其他3个剖面;多数微量元素垂向分布受常量组分的控制,As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn与土壤中Fe等组分具有显著正相关性。因表层土壤中细粒黏质组分随地表径流淋失或下渗迁移,导致表层土壤低Fe、Al和重金属元素;在生物地球化学循环和人为污染的影响下,Hg、Cd、Pb、Zn等在表层土壤呈富集特征;多数重金属元素的相对富集系数小于1.0,且表层土壤无明显富集特征,认为除Hg、Pb等少数重金属元素外,其他元素受人为污染影响较小。     

桥梁沉井基础抗震性能研究现状及展望

随着国内外大跨桥梁特别是跨海桥梁建设的迅速发展,沉井基础在桥梁基础中所占的比例越来越大。虽然沉井基础作为1种刚性基础具有良好的力学性能,然而震害实践表明沉井基础在地震作用下也并非万无一失。通过分析国内外典型桥梁沉井基础的震害特征发现,沉井基础的地震破坏与桩基础有显著差异,且与埋置深度有直接关系;研究表明:地震作用下沉井基础的破坏机理及地基承载力与静力作用下明显不同,但目前在该方面的研究还较为欠缺;总结和对比了现有几种沉井基础-土相互作用研究方法,并分析了几种研究方法的优缺点和适用场合;同时也归纳和对比了各国抗震规范对桥梁沉井基础的基本规定、适用范围、计算方法和构造规定等方面的内容。最后结合现有的研究现状对沉井基础抗震性能研究的发展方向进行了展望,此外,随着我国跨海、跨江及跨库区大跨桥梁建设的发展,地震力和波浪力等多灾害因素共同作用下深水沉井基础桥梁破坏机理及设计方法的研究势在必行。     

一种基于二次灰关联分析的数列预测法

数列预测一直是评价决策中最常见而又信于把握的问题之一。本文在总结现有预测方法的基础上，结合前铛预报思想和灰色预测理论，依据数据求同原则，提出了运用二次灰关联分析，建立组合模型的预测方法，该方法易于计算机实现，并已实际应用于油气储量预测研究中。     

“7·22”云南盐津地震房屋震害分析

本文根据地震现场的考查情况,介绍了2006年7月22日云南盐津5.1级地震的灾害概况,归纳和分析了灾区生土墙结构、石结构、钢筋混凝土框架结构和木构架结构房屋的震害特征及其破坏原因,并对我国村镇房屋的防震减灾研究提出了若干建议。     

Impact of explosive eruption scenarios at Vesuvius

In the paper the first attempt at the definition of a model to assess the impact of a range of different volcanic hazards on the building structures is presented. This theoretical approach has been achieved within the activities of the EXPLORIS Project supported by the EU. A time history for Sub-Plinian I eruptive scenario of the Vesuvius is assumed by taking advantage of interpretation of historical reports of volcanic crises of the past [Carafa, G. 1632. In opusculum de novissima Vesuvij conflagratione, epistola isagogica, 2^a ed. Napoli, Naples; Mascolo, G.B., 1634. De incendio Vesuvii excitato xvij. Kal. Ianuar. anno trigesimo primo sæculi Decimiseptimi libri X. Cum Chronologia superiorum incendiorum; & Ephemeride ultimi. Napoli; Varrone, S., 1634. Vesuviani incendii historiae libri tres. Napoli], numerical simulations [Neri, A., Esposti Ongaro, T., Macedonio, G., Gidaspow, D., 2003. Multiparticle simulation of collapsing volcanic columns and pyroclastic flows. J. Geophys. Res. Lett. 108, 2202. doi:10.1029/2001 JB000508; Macedonio, G., Costa, A., Longo, A., 2005. HAZMAP: a computer model for volcanic ash fallout and assessment of subsequent hazard. Comput. Geosci. 31,837–845; Costa, A., Macedonio, G., Folch, A., 2006. A three-dimensional Eulerian model for transport and deposition of volcanic ashes. Earth Planet. Sci. Lett. 241,634–647] and experts' elicitations [Aspinall, W.P., 2006. Structured elicitation of expert judgment for probabilistic hazard and risk assessment in volcanic eruptions. In: Mader, H.M. Coles, S.G. Connor, C.B. Connor, L.J. (Eds), Statistics in Volcanology. Geological Society of London on behalf of IAVCEI, pp.15–30; Woo, G., 1999. The Mathematics of Natural Catastrophes. Imperial College Press, London] from which the impact on the building structures is derived. This is achieved by an original definition of vulnerability functions for multi-hazard input and a dynamic cumulative damage model. Factors affecting the variability of the final scenario are highlighted. The results show the high sensitivity of hazard combinations in time and space distribution and address how to mitigate building vulnerability to subsequent eruptive phenomena [Baxter, P., Spence, R., Zuccaro, G., 2008-this issue. Risk mitigation and emergency measures at Vesuvius].     

双轴应力下非贯通节理岩体压缩损伤本构模型

针对目前节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理长度、倾角等几何性质,而未考虑节理抗剪强度等力学性质的不足,基于断裂力学中的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学中的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了在双轴应力下含单条非贯通闭合节理岩体的损伤变量计算公式,并根据断裂力学理论对双轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用,给出了单组单排及单组多排非贯通节理尖端应力强度因子计算公式,由此建立了相应的节理岩体双轴压缩损伤本构模型,并利用该模型进行了相应的算例分析。结果表明：对含单条非贯通闭合节理的岩体而言,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为0,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小;对含单组单排非贯通闭合节理的岩体而言,当节理总长度一定时,随着单条节理长度的减小及节理条数的增加,岩体损伤则逐渐减小,但其减小幅度与节理条数并不呈线性关系。