城镇化与资源环境的耦合过程与解耦分析——以北京为例

探索城镇化与资源环境之间的相互作用与复杂关系具有重要意义。从可持续城镇化视角,构建城镇化发展指数和资源环境压力指数,分析评估了2003-2015年北京市城镇化发展对资源环境压力的影响,借鉴解耦模型进一步研究了北京市城镇化与资源环境压力的耦合关系。结果表明：① 北京城镇化进入了后期成熟阶段,人口、经济和社会城镇化均呈现出较高水平且增速放缓的特征,人口城镇化率从79.05%上升到86.51%。② 资源消耗总量仍在不断增加,而环境污染的治理效果相对较为明显,工业废水、工业固体废物等污染物排放量趋于降低,城镇化发展的资源环境压力总体处于中等水平且呈波动性逐步上升趋势。③ 12年间,北京市城镇化发展与资源环境压力呈现由弱解耦—强解耦—弱解耦—扩张性耦合—扩张性负解耦—强解耦—弱解耦—强解耦的演变轨迹,耦合与解耦关系反复,这种反复体现了城镇化发展与资源环境之间复杂关系及其动态演化特征。资源环境可持续性将是北京建设国际一流的和谐宜居之都的关键瓶颈因素之一。     

辽宁省区域碳排放-经济发展-环境保护耦合协调分析

基于三阶段DEA模型测算2004~2015年辽宁省14市的碳排放效率,将碳排放效率分解成技术效率、纯技术效率和规模效率,并将3种效率作为碳排放系统的评价指标,继而构建区域碳排放-经济发展-环境保护（3E系统）耦合协调评价体系。结果显示：辽宁省三大系统耦合协调度处于较低水平,空间上呈“递进式”进步规律,表现为沈阳、大连领先;鞍山、抚顺、丹东、锦州、营口、辽阳、盘锦、阜新、铁岭、葫芦岛处于中等水平;本溪、朝阳最低的空间分布规律。最后通过灰色GM(1.1)预测模型得到2016~2020年辽宁省3E系统耦合协调度有所提升。研究发现,将碳排放效率作为碳排放系统的评价指标适用于三元系统耦合协调研究,结果与辽宁省实际情况相符。     

1990~2013年河南省县域人口、经济和粮食生产重心的迁移轨迹与耦合特征——兼议与社会剥夺的关系

基于社会剥夺理论,利用重心计算及空间耦合分析模型,研究了1990~2013年河南省县域人口重心、经济重心、粮食生产重心动态迁移及其空间耦合,并探讨其与社会发展水平之间的关系。结果表明：23 a来河南省经济、人口及粮食生产重心均在省域几何重心北部变动,空间错位格局日趋显著,变动一致性波动剧烈;2000年前人口重心与粮食重心耦合度较高,2000年后粮食重心与经济重心明显呈东南-西北路径背向偏离,粮食生产对经济重心迁移的影响持续下降,而人口重心与经济重心耦合度逐步提升;传统农区社会发展严重滞后于经济增长水平,粮食主产县区的“粮食与民生倒挂”特征显著。     

基于FLUS模型和SD模型耦合的中巴经济走廊土地利用变化多情景模拟

中巴经济走廊的规划和建设离不开对走廊沿线土地资源、生态环境空间格局及变化过程的科学认识。未来土地利用变化模拟研究,可为区域土地资源管理、生态环境可持续性和潜在风险评估等研究提供可靠的预测数据。本文通过耦合系统动力学模型（SD）和未来用地模拟模型（FLUS）,并结合中巴经济走廊建设和区域的生态环境政策等设置多种情景对中巴经济走廊进行土地利用模拟,充分发挥2个模型在宏观土地需求模拟以及微观土地分配上的优势。首先根据2009—2015年的历史数据构建并验证了区域土地利用SD-FLUS模型,然后模拟了2016—2030年中巴经济走廊区域惯性发展、投资优先以及和谐发展3种不同情景下的土地利用变化。结果表明：① 历年的总量模拟相对误差均小于9.00%,2015年喀什和巴基斯坦模拟的总体精度均达到90.00%以上、Kappa系数达到0.90以上,说明SD和FLUS耦合模型能有效模拟中巴经济走廊土地利用变化格局,适用于其土地利用变化的情景模拟;② 到2030年,不同情景之间的土地利用存在明显的差异。在3种情景下建设用地均扩张,和谐发展情景扩张速度居中,该情景下喀什建设用地增加了235.17 km²,巴基斯坦增加了4942.80 km²,而扩张最快的投资优先情景下,喀什建设用地增加了265.23 km²（惯性发展情景仅增加163.71 km²）,巴基斯坦建设用地增加了5918.91 km²（惯性发展情景仅增加2861.84 km²）;巴基斯坦和谐情景下的耕地增量（4768.60 km²）不到增长最多的惯性发展情景的一半,喀什耕地在和谐发展情景增加了604.44 km²,不到投资优先情景的3/4;3种情景中只有和谐发展情景下的林地得到了有效的恢复。总体而言,和谐发展情景兼顾了社会经济发展和生态环境保护,是3种情景中最理想的情景。模型模拟结果可为中巴经济走廊的可持续性研究和生态环境评估等提供一定的数据和方法支撑。     

辅助模型辨识方法(4):基本思想与梯度辨识

辅助模型辨识思想是针对系统存在一些不可测变量的辨识问题提出的,它是研究含有未知变量的线性系统、非线性系统辨识的重要手段.本文阐述了辅助模型辨识思想,针对白噪声干扰的输入非线性有限脉冲响应系统,研究辅助模型梯度辨识方法、辅助模型多新息梯度辨识方法、变递推间隔辅助模型多新息梯度辨识方法,以及派生的变递推间隔辅助模型梯度辨识方法、等递推间隔辅助模型梯度辨识方法和等递推间隔辅助模型多新息梯度辨识方法.     

海洋电场采集电极极差自动补偿方法设计

针对海洋电磁勘探的低频、微弱电场信号采集中电极与放大采集电路的耦合问题,提出了一种支持直流耦合的电极极差自动补偿放大采集电路设计方法,给出了系统设计实现,详细介绍了电极极差自动补偿放大采集电路和自动补偿控制算法.测试结果表明,所设计的电极极差自动补偿方法可将0.1～0.7 mV的电极极差自动补偿至0.043～0.074 mV,均控制在0.1 mV以内,满足了海洋电场采集直流耦合的需求,降低了电场采集电路对不极化Ag/AgC1电极的极差设计要求,可有效应用于海洋低频电场信号采集.     

改进的斜坡降雨入渗与坡面径流耦合算法研究

大气降雨时坡面径流与非饱和入渗的耦合计算,是降雨诱发滑坡及水土流失等研究中的重大问题之一。从坡面径流和降雨入渗控制方程着手,建立了基于有限元方法的耦合方程求解模型,实现了耦合问题的直接求解。该耦合计算模型与求解方法避免了坡面径流和降雨入渗间的迭代计算,也不需计算两者间的流量交换,较大程度地提高了计算效率和计算精度。算例表明,该方法正确可行,计算效率高,稳定性好。     

土钉支护稳定分析的模拟退火-随机投点耦合算法

充分地考虑土钉支护的特殊性,建立了一个比较精确的基于一般破裂面的土钉支护稳定性分析方法。对土钉支护内部稳定分析和外部稳定分析分别建立其优化数值分析模型;然后导入模拟退火算法和随机投点法,结合两者的特长建立了一种可有效求解该模型的耦合算法,并编制了相应的计算程序;通过工程实例证明了基于一般破裂面的土钉支护稳定性分析方法的有效性,并得出了若干对土钉支护稳定分析具有参考意义的结论。     

核废料储库周边介质热力耦合数值分析

以热力学和热弹性理论为基础,分析热-力相互耦合作用及其对热特性参数和力特性参数的影响。建立了非等温条件下的耦合作用控制方程,给出了相应的空间离散和时间离散形式。利用有限元法对一核废料储库的平面问题进行了计算,讨论了储库周围粘性土介质内温度场、应力场等的动态发展变化规律,并分析了耦合效应对计算结果的影响。研究表明,随时间的增长,热能由储库边壁不断向远处传导和扩散,而在空间上又处于不断变化的非等温状态,这一动态变化过程必然会诱致周围土介质内应力的产生和发展,并随温度的变化而不断变化。     

变形介质流固耦合渗流的数值模型及其应用

在地下流体的开采过程中,随着地下流体的不断采出,必然造成孔隙流体压力的逐渐降低,由此导致储层岩石骨架的有效应力增大,地层产生变形或压实,甚至造成地表沉陷.针对饱和土固结问题,利用可变形多孔介质中流体渗流的流固耦合有限元数值模型,对该问题进行了数值模拟.同时,对油井开采过程进行了模拟.