Static and dynamic conceptual model of a complexly fractured crystalline rock aquifer

A conceptual model of anisotropic and dynamic permeability is developed from hydrogeologic and hydromechanical characterization of a foliated, complexly fractured, crystalline rock aquifer at Gates Pond, Berlin, Massachusetts. Methods of investigation include aquifer‐pumping tests, long‐term hydrologic monitoring, fracture characterization, downhole heat‐pulse flow meter measurements, in situ extensometer testing, and earth tide analysis. A static conceptual model is developed from observations of depth‐dependent and anisotropic permeability that effectively compartmentalizes the aquifer as a function of foliation intensity. Superimposed on the static model is dynamic permeability as a function of hydraulic head in which transient bulk aquifer transmissivity is proportional to changes in hydraulic head due to hydromechanical coupling. The dynamic permeability concept is built on observations that fracture aperture changes as a function of hydraulic head, as measured during in situ extensometer testing of individual fractures, and observed changes in bulk aquifer transmissivity as determined from earth tides during seasonal changes in hydraulic head, with higher transmissivity during periods of high hydraulic head, and lower transmissivity during periods of relatively lower hydraulic head. A final conceptual model is presented that captures both the static and dynamic properties of the aquifer. The workflow presented here demonstrates development of a conceptual framework for building numerical models of complexly fractured, foliated, crystalline rock aquifers that includes both a static model to describe the spatial distribution of permeability as a function of fracture type and foliation intensity and a dynamic model that describes how hydromechanical coupling impacts permeability magnitude as a function of hydraulic head fluctuation. This model captures important geologic controls on permeability magnitude, anisotropy, and transience and therefor offers potentially more reliable history matching and forecasts of different water management strategies, such as resource evaluation, well placement, permeability prediction, and evaluating remediation strategies.     

气候变化与多维度可持续城市化

全球大规模城市化和气候变化已是不争的事实,这是全人类需要共同面对和关注的突出问题。当前对于两者之间的复杂关系以及城市化进程如何科学应对气候变化并不清晰,从科学、管理到实践都需要进一步加强探究,以实现全球和区域可持续发展。本文首先给出全球大规模城市化和气候变化发生的基本事实,综述归纳城市化与气候变化的相互影响以及可能机制,城市化导致热岛效应、降水分配不均以及极端天气,并具有局地—区域—全球多尺度叠加效应,加剧了全球气候变化问题;气候变化对城市化的影响主要表现为能源消费变化、死亡率与传染病传播、海平面上升、极端天气对基础设施的破坏、水资源短缺等方面。简要梳理相关的国际研究和行动联盟,从城市化的4个关键维度：人口、土地、经济和社会视角出发,提出适应与减缓气候变化的多维度可持续城市化的分析框架。呼吁加强自然与人文学科交叉,将城市化等人类活动纳入地—气系统,探究人—地—气复杂耦合过程,从城市化为代表的人类活动角度的适应与减缓,或许是应对气候变化的最关键和最现实的路径。     

基于可调功效函数容量耦合生态经济协调发展评价模型

依据功效函数和熵值赋权法的原理,改进min-max功效函数和熵值赋权法的计算基础,提出可调可比可预测的功效函数与基于均值功效的熵值赋权法;讨论生态经济协调发展的等级标准,阐明容量耦合系数模型与生态经济协调发展的评价算法;以精简评价指标和鄱阳湖生态经济建设战略思想为指导,建立生态经济协调发展评价指标体系。将生态经济协调发展评价的等级标准、模型算法和指标体系在江西省九江市庐山区加以实际应用,验证模型的适用性。     

中国城镇化与耕地变化时空耦合研究

利用全国(港澳台地区除外)1985—2013年的面板数据,分析各省份城镇化水平的演进态势及耕地数量的动态变化,并分不同时段测算各省份城镇化发展水平与耕地资源变动的耦合协调程度。结果表明:(1)1985年以来,全国大部分地区的城镇化水平整体上都呈现上升的变化趋势,东三省城镇化水平稳定上升但活力不足,西北多省份上升中波动较大,西南地区水平偏低。(2)全国耕地资源在20世纪80年代普遍减少,后期多省份有所增加,但京、津、沪、苏、粤等地的耕地面积一直在以一定的速率减少。(3)全国城镇化与耕地资源关系的协调度呈现西高东低、北高南低的空间格局。较多地区在快速城镇化进程中城镇化发展与耕地资源的协调度呈恶化趋势。     

战略耦合的研究脉络与问题

在回顾经济地理学中较为前沿的战略耦合概念的起源、发展与研究现状的基础上,对战略耦合研究的优点与问题展开评述,认为当前研究在战略耦合模式的探讨中,主要基于经验总结而缺乏对影响变量,特别是空间变量的阐述,存在一定的模糊性。为理解该问题的根源,追溯了全球生产网络和全球价值链两个学派的争论和最新进展。在认可全球价值链理论解释力的同时,认为当前全球生产网络2.0版本的研究框架仍然没有解决模糊性的问题,而且全球生产网络的分析框架主要侧重于主导企业视角来构建战略耦合的发生机制,忽略了后发地区和企业的主动性。因此,借鉴传统经济地理学研究,充分考虑主导企业和后发地区的行为逻辑,提出经济活动的空间粘性和区域的区位优势这两个变量,重构了战略耦合的分析框架,并进行理论阐述。该项理论构建有助于更好地厘清战略耦合的发生机制,帮助发展中国家和地区判读发展机遇,确立产业发展与升级战略。     

土地利用生态服务价值与经济发展的协调及空间分异——以西洞庭湖区为例

土地利用生态服务价值体现了土地通过集约利用与空间优化所发挥生态效益的大小,可在一定程度上反映土地利用与与经济发展的协调关系。以西洞庭湖区为研究对象,在ArcGIS软件支持下,通过评价与分析生态服务价值变化,分析生态经济协调发展水平及其空间差异,探讨土地利用生态服务价值与区域经济发展的互动响应与耦合协调关系。研究表明：① 2000年以来西洞庭湖区土地利用生态服务价值呈下降趋势,2000年西洞庭湖区生态服务价值为1292.13×10⁶元·a^-1,2011年为953.03×10⁶元·a^-1,损失339.10×10⁶元。② 从整个研究区来看,整个研究阶段处于低度冲突的县有6个,分别为常德市辖区、安乡县、汉寿县、澧县、临澧县、津市市,只有桃源县处于潜在危机状态。从数量上看,整个区域内大多为冲突状态,区域在经济发展中存在的潜在危机较大。③ 从空间分异来看,2008年与2011年土地利用生态经济协调度基本上为低度冲突状态,需采取生态服务供给恢复与重建措施,控制生态服务消费需求的过快增长。整个区域只有桃源县与汉寿县由不协调转换为协调状态,主要原因是森林覆盖率相对较高,林地类型面积大,水土保持与水源涵养生态服务功能较强,提高了生态服务价值。     

哈大巨型城市带空间开发-经济发展-环境演变的耦合分异机制

通过构建空间开发、经济发展、资源环境水平的评价指标体系,引入耦合度概念,并应用变异系数、趋势面分析、回归分析等定量模型研究2000~2014年哈大巨型城市带空间开发-经济发展-环境演变的耦合分异特征及其影响机制,主要得到以下结论：① 2000年以来哈大巨型城市带各城市空间开发-经济发展-环境演变的耦合度均处在不同程度失调状态,且整体表现为“西高东低-南高北低”的空间格局,但耦合度水平总体趋于上升。哈长次区域和辽中南次区域以及哈大巨型城市带整体的耦合度波动性均先升高后下降,总体趋势不断向好;② 政府投入强度是2000年影响哈大巨型城市带各城市耦合度差异的重要作用因素,资本投入强度与科技投入规模是2007年、2014年2个阶段的主导影响因素,且城市发展能级差异与2007年各城市间的耦合度差异表现出一致性;③ 在政府投入强度、科技投入规模、资本投入强度等因素的共同作用下,哈长次区域空间开发-经济发展-环境演变的耦合程度出现空间分异。辽中南次区域耦合度分异的影响因素由人力资本效率和行政等级逐渐演变为以资本投入强度主导。     

丝绸之路经济带中国段旅游资源与旅游发展耦合研究

在对丝绸之路经济带中国段各省份旅游资源与旅游发展综合评价的基础上,运用耦合协调模型计算旅游资源与旅游发展的耦合度与协调度,运用障碍因子模型确定影响旅游发展的旅游资源障碍因子。结果显示：各省份旅游资源与旅游发展的耦合程度普遍较高,主要为高度耦合和中度耦合2种类型;协调程度包含良好协调、中度协调、勉强协调和失调4种类型,以中度协调和勉强协调为主;旅游资源和旅游发展的耦合度与协调度还没有完全在空间上达到良性共振。除陕西外,其他各省资源条件都是主要障碍因素,因此,要提高旅游发展水平,首先需要加大对各省份旅游资源整合力度,提高旅游资源的质量;出现频率最高的障碍因子分别是资源条件（C₁）、年平均气温（C₂）、年平均降水量（C₃）、空气质量（C₇）、GDP（C₁₀）。     

中等传输距离下的无线功率传输链路第1部分:实现工作状态最优化

中程无线功率传输（WPT）可以采用几种不同的方式实现,如通过电感或电容耦合、谐振或非谐振网络实现.本文主要研究了通过感应耦合谐振器实现的WPT链路,而且只着重研究了利用2个谐振器的链路（直接链路）并工作在主谐振频率下的情况.研究结果表明,当工作在主谐振频率下,可以根据网络参数来对传输效率或负载功率进行优化.     

黄河上游内蒙古河段平滩流量对人类活动和气候变化的响应

冲积河流平滩流量既反映了河道尺度上的水文-地貌耦合关系,又与流域因素密切相关。从这一概念出发,以黄河上游内蒙古河段为例,研究了平滩流量的变化,并在流域层面与河道层面上对其成因进行了研究。结果表明：上游水库调节改变了出库流量过程,使汛期流量大幅度减小,泄流过程均匀化,因而平滩流量减小。在龙羊峡水库修建后洪水流量减小导致漫滩机遇降低的情形下,泥沙淤在主槽内,也是平滩流量减小的重要原因。泥沙冲淤对于平滩流量的影响存在着某种累积或滞后效应,巴彦高勒平滩流量Q_bf,BY不仅与当年的冲淤量有关,还与以前冲淤量有关,前4 a平均淤积量对平滩流量的影响最大。建立了平滩流量与前4 a累计淤积量、年均流量、年最大日流量的多元回归方程,该方程表明平滩流量既与当年的流量特征相联系,也与一定时间尺度上河道冲淤造成的后果相联系,反映了某种水文地貌耦合关系。研究还表明,存在着以下因果关系链：龙羊峡水库修建→汛期来沙系数增大→河道淤积加强→平滩流量减小。因此,通过改变龙羊峡水库的运用方式,增大汛期下泄流量,可以减小河道淤积、增大平滩流量,从而增大下泄洪水的能力,降低凌汛期间的防洪压力。平滩流量的变化是流域因素变化的结果,所建立的多元回归方程表明,在50 a的时间尺度上,暖干化指标的增大、引水率的增大、水库总库容的增大和天然径流系数的减小,是黄河上游平滩流量减小的原因。