基于技术效率测算的京津冀城市土地集约利用潜力评价

现有城市土地集约利用潜力评价研究主要采用多指标综合评价方法,存在依据不充分、结果不可比、难反映动态变化等缺陷。针对此,基于集约潜力和技术效率的概念联系,把城市土地集约利用潜力定义为是城市土地利用技术效率的潜在提升所可能带来的土地节约量或产出增加量,构建了城市土地集约利用土地节约潜力和产出增长潜力定量评价模型,测算和分析了京津冀2006-2015年城市土地集约利用土地节约潜力和产出增长潜力的规模与占比情况。结果表明：① 京津冀城市土地集约利用潜力规模巨大且持续增加,土地节约潜力规模10年均值为709.80 km ²、净增量达543.96 km ²,产出增长潜力规模（2005年不变价）10年均值为4207.57亿元、净增量达3428.55亿元;② 京津冀城市土地集约利用潜力占比很高且持续提升,土地节约潜力占比10年均值为21.80%、净提高10.56个百分点,产出增长潜力占比10年均值为26.12%、净提高14.73个百分点;③ 京津冀13个城市土地集约利用潜力排名很稳定,且差距在扩大,显示出越发达城市集约挖潜越困难、越落后城市集约挖潜越容易的一般规律,以及集约挖潜容易者更加容易、困难者更加困难的马太效应。研究能够为城市土地集约利用实践与管理提供科学指导,有利于推进集约评价和效率测算研究之间的对话与交流。     

污水人工快速渗滤系统中氨氧化菌16S rDNA的DGGE分析

为了研究污水人工快速渗滤系统(CRI)中氨氧化菌的空间分布规律以及NH4-N在CRI中的迁移转化机理,从深圳运行中的CRI系统砂层填料中以5~10cm间隔垂直取12个样品,对其氨氧化菌的16SrDNA进行DGGE分析。结果表明,CRI系统中氨氧化菌菌群随着深度的增加先增多后减少,在表层至10cm处氨氧化菌约有4~5种组成,主要由某些以有机氮为降解底物的微生物和进水中被砂粒介质截流吸附的微生物组成;在20~90cm范围内氨氧化菌增加至9种左右,多样性最为丰富,是亚硝化作用发生的主要区域;而在100cm以下的范围,由于NH4-N浓度的降低或系统复氧不足,氨氧化菌迅速减少至5~6种。该研究结果证明了氨氧化菌在快渗池内分布范围的变化对NH4-N去除率的影响,即氨氧化菌在快渗池内分布的越接近中上层,对NH4-N的去除效果越好。关于CRI系统中氨氧化菌的空间分布规律及其与NH4-N去除率关系的认识,为工艺改进和效果提高提供了理论基础。     

全吸力范围内渗透系数快速测定方法研究

非饱和土渗透系数函数跨越多个数量级,传统的测量方法动辄耗时数月,且难以实现全吸力范围内渗透系数的测量。为了实现全吸力范围内渗透系数的快速测量,将湿润锋前进法与瞬时剖面法相结合（简称联合测定方法）,利用自行研制的土柱入渗装置,开展了不同干密度条件下青海粉质黏土全吸力范围内渗透系数测量试验。试验结果表明：在联合测定方法中,湿润锋前进法适用于高吸力段（基质吸力ψ > 25 kPa）渗透系数的测量,瞬时剖面法则适用于低吸力段（基质吸力ψ ≤25 kPa）渗透系数的测量,且两种方法在吸力重叠范围内渗透系数测量结果基本一致。联合测定方法可将全吸力范围内渗透系数的测量时长压缩至一周左右,且精度良好。此外,还对两种试验方法的误差来源进行了分析与讨论。研究结果表明：联合测定方法能够实现全吸力范围内渗透系数的快速测量,有望使得非饱和土渗透系数的测量成为土力学的常规试验。     

深海沉积与全球变化研究的前缘与挑战

海洋正在经历变暖和酸化等人类活动引发的全球变化的影响,而深海沉积储存着地球演变历史时期由自然因素驱动过去全球变化的详细档案,通过探究其现今和过去全球变化过程,能够揭示全球变化的特征和规律,为预测未来变化提供依据。近年来在该领域的突出研究进展,是针对社会选择的未来排放轨迹,在深海记录中都能够找到相应的类似情形,用于评估未来地球系统各种变化的过程和后果。其中,以Dansgaard-Oeschger变化为代表的千年尺度事件、以厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和北大西洋涛动(NAO)为代表的十年尺度气候变化事件,是最接近现今地球变暖的快速气候变化场景。地球系统的发展轨迹目前正处于人类排放温室气体的“热室地球”路径的起点上,如果地球超过了这个“临界点”,它将沿着一条不可逆的道路进入“热室地球”状态,另一种路径则是通向“稳定地球”状态。深海沉积档案中的类似情形能够为社会选择未来排放的轨迹提供重要参考。全球变化研究面临的重大挑战是重新认识其关键过程的理论机制。以海洋变暖和酸化影响硅藻和颗石藻的海洋生物泵过程为例,传统知识认为酸化有利于硅藻建造,但最新的围隔实验研究却发现酸化大幅减少全球硅藻输出;传统知识认为酸化导致海洋生物钙化危机,但近期针对中生代大洋缺氧事件的黑色页岩研究,发现颗石藻的碳酸钙输出在海洋酸化期间大幅增加。这些颠覆性的认识严重挑战了传统全球变化某些关键过程的理论体系。     

基于ECFLOW实现华中区域快速更新同化预报业务流程

为了进一步满足华中区域对高时空分辨率数值预报产品的业务需求,为短临预报和精细化格点预报提供技术支撑,华中区域快速更新同化预报模式系统于2015年7月完成系统搭建并开始业务试运行,2017年12月又根据业务需要完成了系统结构的调整。由于该系统具有流程复杂,步骤繁多的特点,为了使调度监控更加直观,故障定位更加准确,系统维护更加高效,运用ECFLOW技术对整个预报系统进行了流程化调度开发,设计并实现了华中区域快速更新同化预报业务流程监控系统。该系统图形界面美观友好,流程结构清晰明了,故障定位准确且处理操作简单,可大幅提升业务模式运行监控及维护的工作效率。     

Rapid repair of severely earthquake-damaged bridge piers with flexural-shear failure mode

An experimental study was conducted to investigate the feasibility of a proposed rapid repair technique for severely earthquake-damaged bridge piers with flexural-shear failure mode. Six circular pier specimens were first tested to severe damage in flexural-shear mode and repaired using early-strength concrete with high-fluidity and carbon fiber reinforced polymers (CFRP). After about four days, the repaired specimens were tested to failure again. The seismic behavior of the repaired specimens was evaluated and compared to the original specimens. Test results indicate that the proposed repair technique is highly effective. Both shear strength and lateral displacement of the repaired piers increased when compared to the original specimens, and the failure mechanism of the piers shifted from flexural-shear failure to ductile flexural failure. Finally, a simple design model based on the Seible formulation for post-earthquake repair design was compared to the experimental results. It is concluded that the design equation for bridge pier strengthening before an earthquake could be applicable to seismic repairs after an earthquake if the shear strength contribution of the spiral bars in the repaired piers is disregarded and 1.5 times more FRP sheets is provided.     

利用余震法快速判定宏观震中的研究

当前在震后快速响应阶段的盲场快速评估过程中,震中位置普遍采用速报震中,而速报震中与实际宏观震中之间存在客观的不一致性,会给震灾评估结果带来较大的误差。而在震后短时间内可用信息量极少的情况下,判断宏观震中的位置存在较大的困难,本文通过引入余震法,为震后快速判定宏观震中提出了新的思路。通过对1970年以来近40组破坏性地震的研究,利用余震法可在震后6h根据地震破裂性质推断宏观震中,其准确度、时效性都能为震后快速评估提供较为可靠的依据。     

海量遥感影像的存储与快速调度显示方法

随着计算机技术的发展,计算机的存储和处理的功能越来越强大,但是仍然无法满足日益增加的海量信息处理的需要。因此研究如何利用有限的计算机内存,处理无限大小的数据,成为研究的重点。本文根据海量遥感影像数据的特点以及对海量遥感图像进行处理的需要,研究了实现海量图像数据快速显示的方法以及其数据库存储结构。主要包括图像重采样、影像金字塔生成技术、图像快速显示技术等。     

Physical modelling of rainfall‐ and snowmelt‐induced erosion of stony slope underlain by permafrost

Physical modelling experiments have been carried out in a cold room to test on a small scale, the effects of water supply during the thaw of an experimental slope with permafrost. Permafrost was maintained at depth and a thin active layer was frozen and thawed from the surface. Data from the experiments relate to two different conditions, first with moderate rainfall, and second with heavy rainfall during the thaw period. When moderate rainfall is applied during thaw phases, the experimental slope is slightly degraded. At the scale of the experiment, erosion processes involve frost jacking of the coarse blocks, frost creep and gelifluction that induce slow and gradual down slope displacements of the active layer, but also small landslides leading to large but slow mass movements with short displacements. Changes in experimental slope morphology are marked by the initiation of a small‐scale drainage network and the development of a little crest line which shows a progressive upslope migration. With such boundary conditions, there is not enough water supply to evacuate downslope the whole of the eroded material and a topographic smoothing is observed. When heavy rainfall is applied during thaw periods, rapid mass wasting (small mud‐flows and debris flows) become prominent. Slope failures are largely controlled by the water saturation of the active layer and by the occurrence of steeper slopes. At the scale of the experiment, rates of erosion and maximum incision increase by about 100% leading to significant slope degradation with marked and specific scars comparable to gullying. These morphological changes are dependant on both the size and the frequency of catastrophic events. These experiments provide detailed data that could improve the knowledge of the physical parameters that control the initiation, at a small‐scale, of erosion processes on periglacial slopes with a thin active layer and/or with thin cover of mobilizable slope deposits. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.