A diagnostic modelling framework to construct indices of biotic integrity: A case study of fish in the Zeeschelde estuary (Belgium)

We propose a coherent regression model building framework to construct fish-based indices. More specifically, we concentrate on the selection of an optimal set of metrics which remains a difficult problem. The paper departs from the observation that an index of biotic integrity (IBI) is analogous to a diagnostic model in medicine assessing the health condition of a patient from a series of biomarkers. In the same vein, an IBI is a diagnostic model predicting the ecosystem condition of a site from a set of (scored) metrics. Metrics are community attributes sensitive to anthropogenic pressure and their scores express the “distance to target” to a reference condition. In a medical context, Receiver Operating Characteristic (ROC) curves are commonly used to assess the diagnostic accuracy of laboratory tests. An ROC curve plots the sensitivity of a test (Se; the capacity to detect a disease or degradation) as a function of its false positive fraction (FPF) which is the complement of the specificity (Sp = 1 - FPF; the capacity to recognise a healthy person or a reference condition). The ROC curve represents the strength of the index to discriminate between degraded and reference sites. Higher curves correspond to stronger tests as then a higher sensitivity can be combined with a lower false positive fraction. Hence, it is intuitively clear to use summary statistics of the ROC curve as criteria to optimise medical tests or biotic indices. In this paper, we illustrate the value of this modelling framework with a case study in the Zeeschelde estuary in Belgium. In essence, a “traditional” IBI is an average of metrics scoring relevant properties of the ecosystem. We demonstrate this average score model (AVG) is a special member of the more flexible predictive logistic model (PLM) family. The selection of a set of metrics becomes equivalent to variable selection in statistical model building. We apply model building techniques as best subsets regression to facilitate the search for an optimal suite of metrics from a candidate set and use cross-validation to avoid overfitting. The results show that a few metrics suffice to discriminate between most-impacted and least-impacted sites.     

循环荷载下饱和粉土地基单桩水平承载特性试验研究

在饱和粉土地基中进行了单桩水平静力和循环加载室内模型试验,实测得到静载和循环荷载下桩身弯矩与深度的关系、桩身最大弯矩与循环次数之间的关系等,推导出静载和循环荷载下粉土的p-y曲线,并结合API规范给出了针对粉土地基的相关参数。单桩循环加载试验结果表明,在一定深度内随着循环次数增大,粉土极限抗力显著减小,文中给出了不同循环次数和深度下粉土地基极限抗力的折减系数建议值。     

热释光在南黄海、东海表层沉积物研究中的应用

提出了海洋沉积物热释光的测量方法。对南黄海和东海350个表层沉积物样品进行了热释光测量,研究了它们的热释光强度和发光曲线特征,探讨了沉积物热释光强度与其他指标之间的关系,讨论了热释光作为海洋沉积物的一个研究参数的原理和可行性。研究发现,沉积物热释光强度与砂、粘土和平均粒径有很好的相关关系;根据发光曲线的特征对研究海区进行了分区,发光曲线有明显的区域特征,这与各区的沉积环境有关。因此,热释光特征有可能成为研究海洋沉积物和沉积环境的一个替代指标。     

溢油模型与SSD曲线法评估渤海溢油事件的海洋生态风险

海上溢油事故不仅会造成大面积的海水污染,还会对海洋生态系统造成严重破坏。为此,采用有效的方法评估溢油事件引起的生态风险,对防灾减灾工作具有重要意义。本文以发生于2011年6月的渤海蓬莱19-3溢油事故为例,使用两种溢油模型(GNOME轨迹模型与ADIOS风化模型)模拟了事故初期油膜的运动轨迹与风化过程。基于模拟结果,利用CAFE模型(Chemical Aquatic Fate and Effect)拟合了相应的物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)曲线,首次结合三种模型工具对渤海进行了生态风险评估研究。结果显示,随着原油的持续泄漏,其主要有毒物质(苯系物)浓度达到了1 300μg/L,超过了1%危害浓度值(Hazard Concentration 1%,HC1)。结果表明,在事故初期所产生的生态风险不可忽视,并且风险(多个物种的潜在影响分数)会在96 h内以每日约1%的趋势增长。本文结合溢油运动轨迹和SSD曲线,绘制出了事故期间的生态风险时空分布图。经过定量化的评估,首次发现事故的整体生态风险随时间呈近似二次函数增长,同溢油轨迹一样,向西北方向扩散,越靠近溢油源的海域生态风险概率越高。     

青藏高原东缘龙门山构造带晚第四纪构造隆升作用的河流地貌响应

基于ASTER GDEM数据,提取了青藏高原东缘龙门山地区12条基岩河道纵剖面,通过河流纵剖面形态的数学函数拟合、坡度-面积双对数函数关系以及基岩水力侵蚀模型的分析,探讨了龙门山北、中、南段不同河流水系地貌对其晚第四纪构造隆升运动的响应过程。研究表明：1）龙门山地区的河流纵剖面拟合形态中段多为对数型、指数型,南段多为指数型、直线型,北段均为对数型,表明了龙门山中段和南段的河流受构造运动的控制作用强烈,隆升较快,而北段隆升相对较慢。2）河流水力侵蚀模型中段多呈直线型和上凸型,南段均为上凸型,北段则呈直线型,表明了龙门山地区的河流水系地貌具有由SW向NE逐渐从前均衡状态向均衡状态转换的特征,指示了其构造隆升速率也由SW向NE逐渐递减。3）河流地貌的参数值表明了龙门山北段的河流地貌处于均衡状态,而龙门山中、南段的河流地貌则受构造隆升运动的影响较强;反映了青藏高原东缘向东扩展的时空格局。

     

无法向荷载推剪试验的解析与应用

推剪试验常在滑坡现场勘探中采用,获取抗剪强度。工程地质手册中推剪试验的现有数据分析处理方法存在一些缺点,应加以改进。研究无法向荷载刚体模型的推剪试验数据处理方法,假设模型受压面在Y轴方向不受约束。推导出该模型推剪试验的微分方程,解析出求c、? 值与破坏面曲线方程组公式。根据原位试验发生的压缩现象,分析了试体受压面附近存在局部先期破坏。对新公式进行了算例与实例的分析,解释了影响破坏面曲线变形的原因是：推剪受压面必须满足Y方向不受约束,该面应安装能垂直滑动或转动的承压板。对受压面被约束的试验,可根据局部破坏面斜率推测破坏体长度,进行c、? 值计算。此外,还提出了推剪试验必须注意的几个问题。     

用曲线积分法计算洪水流量的分析

用曲线积分代替算术平均法来计算洪水流量演算中的时段平均流量,减少了时段△t对流量值的影响,使计算流量更接近实测值.     

天津地区海积软土结构强度及其对力学特征的影响

海积软土是一种结构性土，具有结构连结强度。其压缩曲线呈现出超固结土的压缩的曲线形式。强度曲线为二段折线，在应力小于σ'k时表现出超固结土的力学特征。而当应力水平高于这一临界值时，表现出正常固结土的力学特性。对其结构连结的成因进行了简单探讨。     

台风暴雨型滑坡降雨阈值曲线研究以福建地区为例

台风暴雨型滑坡具有群发性、规模小、爆发性强的特点,容易造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。本文应用极值理论分析,以极端降雨重现期的极大值作为标准并计算有效的降雨区间,通过统计分析,确定触发暴雨型滑坡的降雨阈值曲线。应用模型对福建地区台风暴雨型滑坡进行了分析,福建省3个灾害高发区为：南平三明地区、泉州地区和宁德地区。南平三明地区降雨阈值较高,但发生的滑坡数量较多,主要以3d的降雨为主;泉州地区小于3d的连续降雨和大于8d的连续降雨是触发该地滑坡的主要降雨区间;宁德地区对短期降雨较为敏感,滑坡主要由1d的降雨引起。比较分析研究表明,台风地区触发滑坡的降雨阈值要高于非台风地区。降雨型滑坡阈值主要受气候,地质和土壤厚度影响,气候因素为主控因素。     

地震瑞利面波测深应注意的问题

本介绍了面波测深原理，探讨了面波测深数据处理过程中存在的问题，分析了面波测深的影响因素，为进一步改善测量结果提供了依据。