Parallelization of the flow-path network model using a particle-set strategy

High-performance simulation of flow dynamics remains a major challenge in the use of physical-based, fully distributed hydrologic models. Parallel computing has been widely used to overcome efficiency limitation by partitioning a basin into sub-basins and executing calculations among multiple processors. However, existing partition-based parallelization strategies are still hampered by the dependency between inter-connected sub-basins. This study proposed a particle-set strategy to parallelize the flow-path network (FPN) model for achieving higher performance in the simulation of flow dynamics. The FPN model replaced the hydrological calculations on sub-basins with the movements of water packages along the upstream and downstream flow paths. Unlike previous partition-based task decomposition approaches, the proposed particle-set strategy decomposes the computational workload by randomly allocating runoff particles to concurrent computing processors. Simulation experiments of the flow routing process were undertaken to validate the developed particle-set FPN model. The outcomes of hourly outlet discharges were compared with field gauged records, and up to 128 computing processors were tested to explore its speedup capability in parallel computing. The experimental results showed that the proposed framework can achieve similar prediction accuracy and parallel efficiency to that of the Triangulated Irregular Network (TIN)-based Real-Time Integrated Basin Simulator (tRIBS).     

无居民海岛开发适宜性评价指标体系的构建和在厦门海域的应用

无居民海岛开发适宜程度取决于对其生态重要性与开发可行性的综合评价.本研究从表征生态重要性的物种、生境和自然历史文化遗迹,以及反映开发可行性的自然、资源和社会经济条件构建无居民海岛开发适宜性评价指标体系;采用专家咨询法和层次分析法确定指标权重,在评价指标量化与标准化处理的基础上,建立生态重要性-开发可行性互斥矩阵确定无居民海岛的开发适宜程度.对厦门海域的实际应用研究结果表明,其18个无居民海岛的开发适宜性总体偏低,中度适宜开发的海岛共有7个,低适宜开发的海岛有8个,不适宜开发的海岛有3个,评价结果与国家海洋局2011年发布的可供开发利用无居民海岛名录中厦门海域部分基本吻合.作者建议对厦门海域中度适宜开发的无居民海岛可据其资源特征进行适度开发;对低适宜开发的无居民海岛应优先保护海岛生态,维护海岛自然属性;对不适宜开发的无居民海岛应重点加强海岛生态保护,必要时进行生境的重建和修复.     

2017年洞庭湖特大洪水分析

2017年6月22日至7月1日,湖南省大部分地区发生了持续性强降雨过程。暴雨在湘水、资江、沅水及洞庭湖区来回摆动,三水(湘、资、沅)及湖区周边洪水接近于同时入湖,造成了洞庭湖历史罕见的特大洪水,入湖洪峰出湖洪峰均为1954年以来最大。     

近20年中国北方13省的耕地变化与驱动力

利用 1983年1月至1999年12月长时间序列NOAA/AVHRR NDVI 数据和2001年逐旬SPOT/VGT 数据,获取了中国北方13省1980s初期、1990s初期、1990s末期和2000s初期地表土地覆盖特征,阐述了中国北方13省的耕地变化过程,并重点讨论了人类活动对耕地变化特征的影响和耕地变化的驱动力。发现：(1) 裸地、耕地等弱生态用地面积持续增加,而林地和草地等生态功能用地和混合功能用地持续减少是我国北方1983~1999年土地利用/覆盖变化的主要特征,这在一定程度上影响着区域生态系统的调节功能。但在2000s初期,这种状况有所改观,表明国家自20世纪末期开始实施的退耕还林还草等一系列生态环境建设措施在一定程度上开始发挥作用;(2) 从1983~2001年,中国北方13省的耕地重心整体上表现出向西南方向偏移的趋势。此外,地形和交通状况对耕地的空间变化过程影响明显,区域耕地面积主要集中在海拔较低、坡度较小的平原和丘陵地带,耕地利用强度一般随着距交通干线距离的增加而减少;(3) 人们生活收入水平以及农业产量变化与耕地变化关系密切,其中人们生活收入水平与耕地面积成负相关,而农业产量与耕地面积呈正相关,表明经济的发展以及人们生活水平提高导致的非农用地量增加以及农业用地内部的结构调整是中国北方13省耕地变化的重要原因。     

普兰店市金厂沟红土型金矿基本特征及勘查评价工作建议

金厂沟红土型金矿在辽南地区属首次发现。该金矿为改造红土型金矿,产出于原生矿体之上或其附近的残坡积红土中,划分为三种类型:残积型、坡积型和残坡积型。矿体总体呈近东西向条带状分布,规模较大,品位较高,开发利用前景较好。根据矿体出露形态特征、地质特征及初步取得的基本数据进行分析和统计,对勘查评价工作手段、工程网度及工业品位指标的选取提出建议。     

低效用海评价指标体系构建研究——以浙江省普陀区填海用海为例

本文旨在针对当前海域节约集约利用的要求下,缺乏低效用海客观评价体系的现状。采用层次分析法和德尔菲专家打分法等技术,在DPSIR框架下,从指标选取、权重设立以及综合评价等方面构建低效用海评价指标体系,并在浙江省普陀区进行应用示范。结果显示,普陀区41个填海项目中,有17个项目评价等级为优,有4个评价等级为良好。等级为一般和较差的项目各10个,占评价项目48.7%。这表明普陀区填海项目中批而未填、填而未建或闲置用海情况较为明显。本研究在指标体系构建和实际应用方面具有创新性和先进性,对于低效用海的节约集约利用具有一定的实际意义和应用价值。     

A Numerical Model of Coastal Processes of Sand Beaches Based on Long-Term Wave Series

A numerical model of shoreline change of sand beaches based on long-term field wave data is proposed, the explicit and implicit finite difference forms of the model are described, and an application of the model is presented. Results of the application indicate that the model is sensitive to the order of the input wave data, and that the effects of long-term wave series and the effects of the mean annual wave conditions on the model are different. Instead of a single wave condition, the wave series will make the calibration and the verification of the model more practical and the results of the model more reasonable.     

表层雪中稳定同位素季节变化及其与水汽输送的关系——以天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区为例

根据2002年9月至2005年12月在天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区采集的表层雪样品,揭示了该区表层雪中δ<'18>O值的季节变化特征,讨论了水汽输送对降水中δ<'18>O值变化的影响.研究表明,天山乌鲁木齐河源1号冰川表层雪中δ<'18>O值季节变化显著,变幅可达12.59‰左右,其变化趋势和气温的变化趋势基本一致,...     

生态地理学概念界定及其经典案例分析

对生态地理学的概念进行了详细讨论和辨析,并将它与相近学科如生物地理学、生态地理区划、宏生态学等进行了比较分析,界定了生态地理学的概念。研究认为：生态地理学是生态学和地理学的交叉学科,是研究生态系统各组分关系和生态过程的地理空间分布格局或/和时间演变规律及其与地理环境耦合机制的学科。生态地理学的目的是揭示不同环境梯度下或不同时间尺度上生态系统各组分关系和生态过程的普适性规律及其成因。同时,结合国内外野外实验平台介绍,在全球变化等研究领域列举了经典案例进行分析：① 全球不同气候带森林凋落物分解和碳汇功能的研究;② 中国不同陆地生态系统碳通量和碳汇功能研究;③ 中国东北样带和南北样带陆地生态系统的脆弱性与适应性研究;④ 中国北方草地样带尺度的生态系统生态学研究。主要目的是在辨析生态地理学概念的基础上指出未来发展方向,推动生态地理学的发展。     

地图数字化位置误差的协方差函数

针对数字化地图的精度,利用平稳随机过程的理论来估计位置数据的不确定性,提出了一套计算方法,主要内容包括运用平稳随机过程的各态历经性,对任意点坐标的X、Y按距离拟合求定其协方差,其特点是应用了统计估计原理,使得到的结果更为合理和简便。