黄河万家寨水库流域降雨径流的分布式模拟及率定

应用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)模型,研制了黄河万家寨水库流域分布式降雨径流模拟系统,并对万家寨水库流域进行了10年（2000-2009年）径流模拟。其中,以2000-2006年为系统参数的敏感性分析期和模型率定期,以2007-2009年为模型的验证期,模拟结果显示,万家寨站点上模拟径流与实测径流过程线的相关系数达到0.97以上。在此基础上还将数值预报模式与模拟系统相耦合,对万家寨水库入库径流进行了预报和检验分析,结果较好。因此,该模拟系统能够较好地反映万家寨水库入库径流量的变化过程,具有一定的适用性,为进一步进行降雨径流预测提供了技术支撑。     

兰州市城区河道表层沉积物地球化学元素分布特征

通过对兰州市河道表层沉积物地球化学元素分析发现,兰州市河道表层沉积物41种地球化学元素富集因子多小于1,Cl、S、P、Bi、Cr、Cu、Pb、Sn、U、W、Zn富集因子值均大于2,显示了较高的污染水平。对单个采样点总富集因子的分析研究发现,R值均大于2,显示出较多的富集。其中水磨沟下游和鱼儿沟下游富集因子出现高值,显示出严重污染。元素来源研究结果显示,兰州市河道表层沉积物地球化学元素的来源可分为3类:①生活污水排放以及雨水对地面或街道的冲刷作用;②工业污染,包括冶金、电镀、农药和化肥等污水的排放;③本地土壤类型灰钙土中元素的贡献。通过粒度与元素相关性分析可知,元素P、Cl主要分布于细颗粒物质中,反映了兰州市河道表层沉积物污染物质在细颗粒中有较大量的富集。     

北京市大兴区大气降尘环境磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对北京市大兴区大气降尘环境磁学特征进行了系统研究,并通过与北京市朝阳区、兰州市大气降尘环境磁学特征的对比,对环境磁学在污染物来源解析及扩散条件研究中的应用机理进行了探讨。结果表明,大兴区大气降尘磁性矿物含量明显高于本区表土,人为源影响显著;降尘样品磁学特征主要受磁铁矿控制,并含有一定数量的磁赤铁矿,磁性矿物为准单畴和多畴颗粒;大兴区降尘样品的磁性矿物含量明显低于朝阳区,且样品颗粒相对较细,表明人口密度、车流量、城市发达度对大气污染程度存在显著影响;大兴区与兰州市大气降尘磁性矿物含量的季节变化差异表明,燃煤取暖对北京大气质量的影响显著减弱,燃煤锅炉改造是大气污染防治的重要措施之一。气象因素对大气颗粒物浓度变化有重要影响,降水、低气压和高风速利于大气颗粒物的清除和扩散,低气温对大气颗粒物污染的负面影响显著。     

季节性冻融对盐荒地水盐运移的影响及调控

季节性冻融是干旱区土壤盐碱化形成的主要驱动因子,但冻融过程中土壤水盐耦合关系及热量调控机理仍不清楚。通过分析2009年11月～2010年5月新疆玛纳斯河流域典型盐荒地季节性冻融过程中土壤剖面160 cm以内的水分、盐分和温度动态变化,探讨了不同土层冻融过程中水热盐的耦合关系。结果表明：土壤最大冻结深度为150 cm左右,表土层（0～40 cm）温度与气温关系密切;土壤剖面水分呈现“C”型垂直分布,表土层和底土层（100～160 cm）含水量较大,而心土层（40～100 cm）含水量不足10%,土层平均含水率在冻融前期增加了12.91%,而在初蒸期减少了10.01%;土壤剖面盐分在冻结期和初蒸期表聚作用明显,心土层和底土层含盐量稳定,土壤剖面含盐量表现为“积盐-脱盐-再积盐”的变化过程。水热盐之间具有高度协同性,心土层和底土层表现为水盐相随、而表土层为水去盐留的耦合特征,热量传输是调控水盐运移的关键因素。     

盾构隧道地震响应分析方法及工程应用

盾构隧道在地震作用下可发生接头螺栓剪断、管片开裂、管片端部混凝土脱落、大变形及错台等震害,将影响隧道的安全与正常使用,因此,建立合理的分析模型与计算方法来研究隧道可能的震害具有重要的工程防震减灾意义。采用嵌入梁单元模拟接头,厚壳单元模拟管片,无限元作为动力人工边界,同时在管片之间及管片与地层间设置非连续接触关系,更好地模拟了管片厚度方向应力及管片与地层间的相互作用,建立了厚壳-接触-无限元地震响应分析模型。并将该模型运用于某大直径越江盾构隧道的抗震分析中,计算结果与盾构隧道震害特征较为吻合,表明该模型可反映盾构隧道的真实地震动响应。并应用该模型分析了壁后注浆层材料参数及结构与土体相互作用对管片动力响应的影响。所建模型对于研究盾构或TBM施工隧道的震害分析具有很好的推广价值。     

重复压裂转向机制流-固耦合分析

重复压裂已成为油田老井挖潜、稳产增产的重要技术手段,而地应力转向机制与压裂时机选择一直是制约该技术增产效果的关键问题。对ABAQUS有限元软件平台进行了二次开发,考虑储层孔隙度和渗透性随岩石体积应变的动态演化,实现了流体压力变化与岩石物性参数的全面耦合,并分析了重复压裂转向机制。结果表明,地应力转向现象普遍存在,人工裂缝对地应力的影响范围有限,而孔隙压力变化是造成地应力转向的主要因素;随着生产的持续进行,地层压力下降变缓,岩石体积应变变化趋缓,导致渗透率下降趋于平稳,应力转向距离逐渐增大并最终趋稳;应力差越大、应力转向距离越小,越难形成重复压裂转向裂缝。其研究结果实现了流-固耦合作用下地应力转向的可视化描述,直观地模拟结果有利于指导重复压裂的应用实施。     

非饱和渗流问题的自适应欠松弛变量变换方法

在使用有限元方法求解非饱和土渗流问题时,土-水特征曲线和渗透率函数的强烈非线性经常会造成计算中出现迭代不收敛、计算误差大等问题。基于变量变换的思想,结合时间步长自适应技术提出了一种求解非饱和渗流问题的新方法--欠松弛RFT变换方法（ATUR1）。ATUR1方法通过变量变换,大大降低了Richards方程中未知数在空间和时间上的非线性程度,从而改善这种非线性所带来的计算收敛困难和精度差等问题。欠松弛技术的引入减少了迭代过程中的振荡现象,进一步提高了非线性迭代计算的效率。时间步长自适应技术则有效地控制整个计算过程的误差。数值算例结果说明,ATUR1可以有效地提高计算效率和精度,是一种准确有效的计算方法。     

Cold events of Holocene indicated by primary elements distribution of the high-resolution sand dunes in the Salawusu River Valley

The components of the primary elements in the dune sands for the MGS1 subsec-tion of the Milanggouwan section in the Salawusu River valley, compared with those of mod-ern dune sands, show that they were caused by East Asian winter monsoon in the Mu Us desert during Holocene. The examined ages for the 11 layers of dune sands, based on the average sedimentary rate, are: 0 to 960, 1350–2240, 2470 to 3530, 4000 to 4180, 4290 to 4350, 4380 to 4760, 5040 to 5920, 6570 to 8270, 9020 to 9700, 9880 to 10160 and 10580 to 11080 a BP, respectively. The climatic events indicated by these dune sands are consistent with those records in the Huguangyan volcanic lake, Zoige peat bog, Hulu cave and Dunde ice core, particularly with the climatic fluctuations of the North Atlantic since 11 000 a BP. Among them, patterns from B0 to B8 correspond to the peak values of 0MD, 2D, 4D, 6D+8D+10D, 12D, 14D, 16D, 18D and 20D respectively. It might be caused by the North Atlantic ice age induced by the heat circulation, which strengthened the polar high pressure and Siberian-Mongolian high pressure and further led to the dominance of the winter mon-soon over China’s desert area.     

A sedimentary record of the rise and fall of the metal industry in Bergslagen,south central Sweden

Detailed stratigraphic analyses of sediments deposited in Lake Botjärnen, a small boreal forest lake in the shield terrain of central Sweden, clearly reflect progressively increasing human impact on terrestrial and aquatic ecosystems following settlement and establishment of an iron industry in the 17th century. Rising frequencies of pollen and spores from light-demanding plants provide evidence of extensive forest clearance for charcoal and timber production, which peaked in the early 20th century. An associated increase in catchment erosion is reflected by changing carbon and nitrogen elemental content and carbon–isotope composition of sediment organic matter and by increased magnetic susceptibility of the sediments. Records of air-borne pollutants (lead, zinc and sulphur) can be correlated to the development of local and regional mining and metal industry as inferred from historical accounts. Rapid recession of the iron industry led to re-forestation and recovery of the aquatic nutrient status to pre-industrial conditions over the past 100 years. The chronology of the sediment succession, which is based on ²¹⁰Pb and ¹³⁷Cs radionuclide data in combination with radiocarbon dating, is confirmed by historical lead pollution trends established for the region.     

江苏数字地震台网地震速报软件

介绍江苏数字地震台网地震速报软件功能及在江苏数字地震台网地震速报工作中的应用,该软件实现了实时数据的收集,对地震三要素快速准确地处理,提高了工作效率,在地震监测工作中发挥了重要作用。