西风和印度季风协同作用对塔里木盆地极端暴雨影响的初步分析

针对2021年6月14—17日塔里木盆地极端暴雨过程(最大日雨量106.6 mm,新疆特大暴雨),选取盆地自动气象站降水资料、GRAPES-GFS分析场和ERA5(0.25°×0.25°、逐1 h)再分析资料,利用WRF-v4.2.2模式数值模拟和HYSPLIT-v4.0水汽后向轨迹模式,分析此次暴雨在“东高西低”环流背景和“两高夹一低”形势下西风和印度季风协同作用机制。水汽源于黑海-里海-咸海、印度洋北部、中亚地区和北疆,偏西、偏南和偏东3条路径水汽输送发生在850～300 hPa、500～400 hPa和650 hPa以下低层。印度季风环流对印度洋水汽向塔里木盆地输送起关键作用,阐明了印度季风携印度洋水汽北上流入盆地的物理过程,“南风窗”水汽输送消失是西风和印度季风协同作用的重要体现。     

城市化和西太平洋副热带高压增强对中国复合热浪的协同作用

基于黑球湿球温度识别了中国复合热浪,并定量分析了城市化和西太平洋副热带高压（简称西太副高）对中国复合热浪的协同作用。结果表明：1979—2019年中国复合热浪的发生天数、强度和影响范围都在逐步上升,尤其在2010年以后出现跃升,比20世纪80年代增大了4倍左右;城市化快速发展和西太副高增强协同加剧了中国复合热浪;较早发展的城市化对热浪天数、强度、范围增长的贡献分别是9.2％、12.5％、7.5％,而同期西太副高的增强对三类热浪指数有约30％的正贡献,甚至在考虑全球变暖对西太副高的加强作用时,西太副高的贡献增至70％左右。这表明,快速发展的城市化和全球变暖背景下增强的西太副高的协同作用可以解释80％以上21世纪初中国复合热浪的跃升。     

大尺寸三维电动-水力渗透协同固结淤泥能耗特性

为解决目前电渗应用的高能耗困境及大尺寸模拟困难等问题,提出针对低渗透性、高含水率土体的电动-水力渗流协同作用的三维固结方法。自行研制了一套阴极-集水-排水协同作用的多功能集排水系统,采用间歇式抽水代替连续抽水。采用三维电动-水力渗流固结系统对取自贡湖湾湿地和白旄堆场的2种不同太湖底泥进行了电渗试验研究,同时对白旄堆场太湖底泥进行了传统一维电渗固结试验,并对2种试验条件下的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗等关键指标进行了对比。结果表明：三维集水井设计可大大降低土体阴极附近电阻,间断性提高系统电流,提高排水效率,降低电渗总能耗;间歇式抽水可间歇性降低系统内总电流,利用电动-水力协同作用,保持系统渗流的连续性;三维电动-水力渗流固结系统的电流呈周期性减小—增大模式,并且降低速率较慢,尤其对于有机质含量较高的土体,电渗过程电流始终保持在一个较高的水平,提高了排水固结效率。三维电动-水力渗流固结系统的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗分别约为一维电渗系统的2/3和1/30。在高含水量软土固结排水中具有显著的节能效果。三维电动-水力渗流固结系统可以提高排水固结效率、大幅度降低能耗,为...     

砷、镉复合污染土击实特性及微观结构试验研究

重金属污染土不仅破坏环境健康,同时威胁岩土工程安全。通过控制变量法对砷（As）、镉（Cd）单一污染土和复合污染土的土壤化学、土体微观结构和击实特性对比分析,研究了不同重金属污染源、不同重金属浓度对污染土的击实特性影响规律及作用机制。结果表明：单一污染土中,As使土壤扩散双电层变厚,土颗粒呈絮凝状,小孔隙增加,小颗粒含量先增后减,最优含水率升高5.90%,最大干密度降低1.02%;Cd的作用效应截然相反,Cd压缩土壤扩散双电层,土体呈堆积状,小孔隙减少,小颗粒含量减少,最优含水率降低8.03%,最大干密度增加1.00%。Cd对土体击实特性影响大于As。复合污染土中,As、Cd对土体最优含水率的影响呈协同作用,而对最大干密度无明显相互作用关系。污染土宏微观联系桥梁可以通过分形维数与最大干密度建立,二者拟合结果为二次函数关系。研究成果可为重金属污染土环境与工程灾害防控提供关键参数和理论支撑。     

聚合物钻井液防塌机理的试验研究

在试验研究的基础上对比了无机聚合物硅酸盐和有机聚合物——聚乙烯醇（PVA）、部分水解聚丙烯酰胺（PHPA）、非水解聚丙烯酰胺（PAM）和聚丙烯酸钾防塌能力的大小；由试验得出吸附成膜速度的快慢和保护膜的致密程度是决定钻井液体系防塌能力的关键因素；钻井液体系的防塌能力是无机聚合物和有机物质协同作用的结果；部分水解聚丙烯酰胺钻井液体系的防塌能力较非水解聚丙烯酰胺钻井液体系的防塌能力强；Na-CMC和PHP的加入可提高吸附膜的致密性及体系的防塌能力。     

有机磷农药对扁藻的联合毒性研究

采用水生毒理联合效应相加指数法，比较了久效磷、辛硫磷、敌敌畏以及对硫磷的单剂和混合剂对扁藻的急性毒性和联合毒性。结果表明：久效磷和辛硫磷的联合毒性为协同作用；久效磷和敌敌畏的联合毒性为拮抗作用；久效磷和敌敌畏和对硫磷的48h联合毒性为协同作用，72h、96h则为拮抗作用。     

非适宜气温和PM2.5及其协同作用对不同年龄段老年人死亡的影响

老年人群是脆弱群体的主体,非适宜气温和PM_2.5对不同年龄段老年人的危险性、滞后期、收获效应、协同作用可能存在相关规律,但是尚缺乏非适宜气温和PM_2.5对细分年龄段老年人的影响研究。本研究以中国老龄化最严重的江苏省南通市为例,收集了2012—2017年256037位65—104岁死亡者信息,并按年龄分为6组,运用广义相加模型和分布滞后非线性模型分别研究了非适宜气温、PM_2.5对各组人群的相对危险度、死亡归因分值和滞后期,以及二者的协同作用。结果显示:（1）随年龄增长,非适宜气温的相对危险度和归因分值不断升高,并且低温升高的幅度远高于高温,在90岁以上组分别达到高温的1.46和6.49倍,PM_2.5的相对危险度先降低后升高,高龄老人的主要危险因素是低温。（2）低温、高温分别具有9—12和3—6 d的滞后期,但是滞后期与年龄无关;PM_2.5的滞后期随年龄增长而延长。（3）仅在78岁以下观察到高温的收获效应,说明高温对78岁以上高龄老人的影响并不局限于身体脆弱者和患病者。（4）非适宜气温和PM_2.5存在协同作用,死亡人数随气温降低、升高、PM_2.5浓度升高而增多,但不同年龄的变化幅度有差异。研究结果可为制定老年人群在各个年龄对大气环境中的危险因素应对策略提供参考,但由于南通是老龄化最严重的地区,未来还需在其他地区做进一步的研究,增加结论的适用性。      

中国北方蒸散-降水耦合度时空变化与水热因子的关系

中国北方气候过渡区作为陆-气耦合“热点”区域,水热条件空间梯度大,当前研究较少关注水分和热力因子对蒸散-降水耦合度时空变化的影响,尤其对水热协同影响考虑不足。基于多源融合蒸散、降水、气温和卫星遥感土壤湿度数据,分析中国北方地区蒸散-降水耦合度时空变化特征分别与水、热单因子及两者协同作用的关系。结果表明,中国北方地区蒸散-降水耦合度由西北区域的强正耦合逐渐过渡为东南角和东北角的负耦合。蒸散-降水耦合度随平均土壤湿度降低逐渐增大,随气温变率增大而增强。考虑水热协同作用时,平均土壤湿度和平均气温协同较土壤湿度和气温变率协同对蒸散-降水耦合度空间分布影响更大,起主导作用。时间变化上,耦合度呈春、夏、秋、冬季依次减弱的年内变化,且具有明显的年际波动特征。土壤湿度变率和平均气温是主导中国北方地区蒸散-降水耦合度年内变化的主要因素,平均土壤湿度和土壤湿度变率对蒸散-降水耦合度年际变化的影响突出。考虑协同作用时,平均土壤湿度和气温的年内循环共同决定了蒸散-降水耦合度年内变化,对蒸散-降水耦合度年际变化的影响仅在耦合度最大的半干旱地区显著。研究结果可加深认识陆-气耦合度对陆面状态时空变化的响应特征,为提...     

考虑空间协同作用框架式抗滑桩的计算方法

基于空间协同作用的框架式抗滑桩力学分析模型考虑了桩、梁、岩土之间的相互作用及桩间土拱效应, 运用空间协同分析机理对框架式抗滑桩结构的内力和变形规律进行分析, 较好的弥补了当前主要采用桩土效应对多排抗滑桩进行受力分析的局限性.根据框架式抗滑桩受力模型的基本假定, 采用分段计算方法, 以框架式抗滑桩的滑动面为分界将桩体结构分为两段, 综合运用土拱效应、平衡协调原理及弹性地基梁方法, 分别建立框架式抗滑桩上下部分的受力计算方程, 给出该模型受力计算的数学解析方程组求解法, 并采用MATLAB对方程组进行编程计算, 结合工程实例的实验结果进行对比分析该数学解析法的正确性.      

锚杆复合土钉支护协同作用的模型试验研究

通过室内模型试验,利用可视化追踪技术,对锚杆拉拔过程中土体位移场和对土颗粒孔隙率、颗粒轨迹的追踪等细观观测,研究锚杆和土钉的协同作用机制。研究发现,锚杆拉拔过程中颗粒的剪涨作用使土颗粒向土钉移动,由于土钉的边界约束作用,使颗粒移动发生转向,最终在锚杆和土钉之间形成压密区;压密区的形成不但减小了土体的位移,也使土钉和锚杆的极限抗拔能力得到提高,从而解释了锚杆复合土钉支护在基坑支护中能够减小土体位移的原因,可为完善锚杆复合土钉支护设计理论提供参考。