大尺度水循环模拟系统不确定性研究进展(英文)

The regional hydrological system is extremely complex because it is affected not only by physical factors but also by human dimensions.And the hydrological models play a very important role in simulating the complex system.However,there have not been effective methods for the model reliability and uncertainty analysis due to its complexity and difficulty.The uncertainties in hydrological modeling come from four important aspects:uncertainties in input data and parameters,uncertainties in model structure,uncertainties in analysis method and the initial and boundary conditions.This paper systematically reviewed the recent advances in the study of the uncertainty analysis approaches in the large-scale complex hydrological model on the basis of uncertainty sources.Also,the shortcomings and insufficiencies in the uncertainty analysis for complex hydrological models are pointed out.And then a new uncertainty quantification platform PSUADE and its uncertainty quantification methods were introduced,which will be a powerful tool and platform for uncertainty analysis of large-scale complex hydrological models.Finally,some future perspectives on uncertainty quantification are put forward.     

基于BP神经网络的溶洞规模预测及应用

复杂岩溶地区的溶洞发育规模受地质构造、地区岩性、地下水动力系统等多种因素的影响,具有高度复杂性和非线性的特征。通过对岩溶区溶洞的赋存规律研究,确定影响溶洞发育规模的控制因素进行定量处理,收集已探明溶洞的样本数据。为克服已有研究对溶洞发育规模定性描述的模糊性,文章利用BP（Back Propagation）神经网络对自组织、自适应特性对数据样本的非线性关系揭示的能力,实现对溶洞发育规模的预测,并基于MATLAB实现BP神经网络结构的设计、训练、预测,其结果表明:BP神经网络模型对溶洞规模预测的精度高、收敛性能好。      

试论地层学的新体系与建立新一代年代地层表

全球层型剖面和点（ＧＳＳＰ）应尽可能在层序界面的整合部位,从而将地层的自然界线、层 ＧＳＳＰ有机地结合起来,使年代地层界线可在野外识别和追索,层序地层可以做为岩石地层和年代地层的而独立存在,构成新的三重地层分类,地层界线的优化应尽可能与层序界面相结合,以使其具有更强的可损伤性,随着层序地层学的发展及其在地层学和概念上取得了的创新和突破,有在新的地层学体系指导下建立新一代年代地层表,从而更加客观地反     

裂隙岩体地下水溶质运移的尺度问题

核废料的安全贮存、地下污染的预测控制等目前面临的许多重大问题要求对大尺度裂隙岩体地下水溶质运移问题进行研究,然而裂隙岩体地下水溶质运移问题的尺度效应给这项研究带来了极大的挑战.本文介绍了裂隙岩体地下水溶质运移的多尺度概念模型及其物理和数学模拟方法,并探讨了模拟尺度与观测尺度、预测尺度、裂隙介质尺度之间的关系及尺度效应的分形特征.     

筑坝粗粒料力学特性的缩尺效应研究

针对筑坝粗粒材料缩尺效应问题,统计分析三板溪、水布垭等大坝填筑料的级配特征,认为以Talbot曲线为原级配可作为高土石坝填筑料的“平均级配”,并将此原级配按现今粗粒料试验制样时最为常用的“混合法”进行缩尺,配制了最大粒径 为20～180 mm的试样。利用PFC2D软件,对各缩尺级配进行了多组、多种数值试验,揭示了各缩尺级配试样干密度极值、初始弹性模量及体积模量等关键物理量与各级配最大粒径的关系。结果表明：缩尺关系与密实度控制标准相关,在同一相对密度条件下各缩尺比试样力学参量为其最大粒径的单调函数,经推求可得原级配具备室内试验级配1.5～1.6倍的抗变形能力;而在同一干密度条件下,力学参量与各最大粒径呈先减小再增加的非单调关系。最后基于细观力学理论对造成缩尺效应的机制进行了解译。利用PFC2D数值试验从一定程度上拓展了仅靠实际三轴试验来研究粗粒料缩尺效应的粒径和思路。     

基于分形的城市体系经济规模等级演变研究

利用区域城市体系经济规模等级分形理论,选取长江三角洲1995~2009期间4个年份的县级以上行政单位经济发展数据,计算了经济规模等级分形维数。以该地区城市体系经济规模等级分形维数的演变特征为载体,探讨了长江三角洲地区城市体系经济规模等级演变规律。结果表明:①虽然当前长三角地区各城市的经济社会发展水平差异较大,中心城市垄断性仍然较强,但其均匀化趋势明显。②经济规模等级的空间梯度特征明显,经济规模等级的均匀性随着距离区域核心城市距离的扩大而降低。③产业空间布局层次化逐步分明,中心城市的第三产业比重不断提升,区域控制能力不断增强,与以第二产业为主导的中小城市形成有机整体,区域经济竞争力整体得到提升。     

多尺度土地利用与土壤侵蚀

土地利用能够通过改变一系列的自然现象和生态过程影响土壤侵蚀,尺度不同,土地利用与土壤侵蚀的作用机制也会发生变化。本文针对坡面尺度、小流域／流域尺度和区域尺度,综述了不同尺度上土地利用对土壤侵蚀的影响研究。其中,在坡面尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要包括土地利用方式和土地管理措施对土壤侵蚀的影响,相应尺度上的模型有USLE／RUSLE、WEPP等;在小流域／流域尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要涉及土地利用结构和土地利用格局对土壤侵蚀的影响,相关的模型有LISEM、AGNPS、EUROSEM和SEDEM等;在区域尺度上土壤侵蚀评价研究主要是通过尺度上推和宏观因子评价的方法进行。多尺度土地利用与土壤侵蚀研究作为自然地理学研究中的热点问题,在进一步的研究中需要关注多尺度综合与尺度转换、土地利用政策效应、土地利用格局与土壤流失过程等方面的研究内容。     

生态脆弱带的尺度与等级特征

生态脆弱带（ＶｕｌｎｅｒａｂｌｅＥｃｏｔｏｎｅ）的物质、结构和能量流动特征依赖于主观所划分的空间域,脆弱带的空间尺度不同其特征也不尽相同,空间域的大小决定着所研究生态脆弱带的复杂性和稳定性。在一定的空间尺度下,脆弱带的组成要素随时间尺度的变化而变化,变化的速率依赖于空间尺度的大小,空间尺度越大,变化速率越小。除界面物理特征外,生态脆弱带的其它特性具有等级结构,空间尺度决定研究单元的等级位置,研究单元的尺度越大,其等级位置越高     

基于VisIt的全球科学数据并行可视化——以大气温度场为例

针对当前大规模全球科学数据可视化中存在的单机可视化数据量有限、从底层开发并行可视化系统难度大等问题,该文基于分布式环境和VisIt,提出了一种简便、开放而又有效的大规模全球科学数据可视化方法。介绍了VisIt的体系结构及运行机制,给出了自定义数据的并行可视化方法;并基于NCEP数据集及全球空间格网,在小规模集群环境下实现了小粒度适应性球体退化八叉树格网(SDOG)下的全球大气温度场的并行可视化。VisIt的并行可视化性能测试结果表明:通过增加计算节点,VisIt能有效摆脱传统单机可视化对数据量的限制,可实现大规模全球科学数据的并行可视化。