华北北部不同构造单元地壳速度模型——均匀分层介质反射波走时反演的结果

从广义反演理论出发,对多层反射波的走时联合反演,可以同时获得所有的各层速度及厚度参数。其优点是在不需要把问题线性化过程的同时,统一考虑了各层反射波走时的离散对整个地壳模型的影响,又可兼顾观测数据的不同误差分布。本文将该方法进行了数值模拟并应用于华北北部的几个不同构造单元,反演得出了其反射P波速度结构,并与正演结果进行了对比。     

土地利用视角下城市交通事故驱动机理的研究进展

城镇化与机动交通的快速发展,引发了城市土地利用与交通系统的重塑,导致城市交通安全问题日益严峻。为了优化土地利用布局并改善交通安全,需要从土地利用视角开展交通事故的驱动机理研究。国内外该方面研究形成了以交通流量和交通速度为主要中介因素联系土地利用与交通事故的经典理论框架,却忽略了源于土地利用并深刻影响交通安全的交通需求因素,导致缺乏“土地利用—交通需求—交通事故”完整路径链的研究。论文通过综述该领域文献,在归纳总结城市交通事故影响因素的基础上,揭示土地利用视角下交通事故的驱动机理并探讨未来研究方向。研究指出,土地利用的多维属性特征对交通事故具有重要影响,土地利用与交通系统的动态匹配关系及其对出行行为的影响是揭示交通事故驱动机理的关键突破口,对于构建交通安全导向的城市土地利用模式具有重要的理论与实践意义。     

南海北部台风海浪谱的双峰性和成长性

本论文通过对南海北部三次台风过境期间基于浮标观测的海浪谱进行分析,发现虽然大部分成熟的台风海浪谱为单峰结构,但实际上在台风海浪的成长和衰减阶段,双峰谱占据了很大的比例。双峰谱的形成主要是由于风浪和涌浪的叠加以及不同波分量之间的非线性相互作用,我们可以通过能量密度的成长率对谱型变化进行高效的预报。此外,台风海浪的主要波向依赖于台风中心相对观测点的位置,而波向的分散情况在相距台风中心较远的区域无明显规律。本文提出了一个新的六参数波浪谱型拟合双峰谱,其拟合效果相较于前人的谱型更好。通过验证,形状参数和谱宽度之间的理论关系依然适用于单个谱峰。通过分析谱参量的变化特征,证明了谱参量不仅与台风强度和台风路径相关,还存在很强的交互相关。最后通过拟合海浪谱数据,本文得到了台风影响下海浪有效波高和有效周期之间的成长关系,这对海洋工程实际应用具有重要意义。     

海底爆破振动强度衰减规律及中华白海豚保护措施研究

为确保海底爆破施工所诱发的振动不对中华白海豚造成危害,基于量纲分析法对萨道夫斯基经验公式进行修正,建立适用于预测海底爆破质点峰值振动速度的相似准数方程。在此基础上根据现场试验数据进行非线性回归运算,得到相关参数并分析了海底爆破振动强度衰减规律。分析表明:海底爆破质点峰值振速主要由单段装药量、监测点距爆心水平距离、覆盖层厚度及海水深度等因素决定。将参数值分别代入萨氏公式及新建公式计算预测值并进行误差估计,其平均误差分别为20.3%和10.0%,新建公式提高了对质点振速预测的准确性。利用新建公式及超压内安全振速估算保护中华白海豚的安全距离并提出相应的保护措施,为同类工程施工提供理论参考依据。     

不同指标下的穗港城市走廊潜在通达性及其空间格局

本文以最短时间距离以及加权平均出行时间两种指标,其中后者以未来人口数为其加权因子,在对广州至香港之间廊道状区域的陆路交通网络现状通达性数据进行计算的基础上,对其潜在通达性及其空间格局进行预测分析。由此得出,穗港走廊内部的陆路网络潜在通达性呈现出同心环状态分布的空间格局,其潜在通达性水平以环心为最优,逐渐往外层递减;两种指标换算成通达性系数进行对比,发现利用未来人口数作为加权因子之后,走廊南部在整个网络的通达性地位得到了提升,但走廊北部的通达性地位却受到了削弱;穗港走廊潜在通达性空间格局比现状更加收敛,整体通达性水平得到提升,初始通达性水平越低的地方,提升的幅度越大。     

黄土河谷场地地形放大效应的研究

使用黄土河谷场地模型对地震动峰值加速度和频谱特征进行研究。结果表明,不同工况下各观测点PGA的放大比呈现出不同的变化规律。分析山顶和山谷各点的傅里叶谱以及谱比发现,在地形和土层共同作用下的放大效应是各自单独作用下放大效应的乘积。     

山东地区多台波速比研究

文中从多台计算波速比方法的原理入手,对不同公式计算的波速比差异进行了深入分析,认为在原理一致的条件下,波速比差异主要与拟合过程中自变量的选取及2组数据的相关系数有关。利用2002年1月至2005年7月山东省境内及江苏省北部共52个数字及模拟台站的地方震P波和S波到时资料,选取有4个以上记录台站的地震。整个研究区域的平均波速比为1.716,反映了这个地区的波速比相对于华北其他地区偏高。将研究区域划分为1°×2°的单元,并剔除距离震中过远的台站,以保证区域特征能得到反映。通过对比不同单元的平均波速比发现,34°~37°,115°~119°的平均波速比明显高于其他单元,而它们正好分布在郯庐断裂的两侧,应该与该地区上地壳的岩石性质及震源深度分布范围较宽导致的平均效应有关     

基于小波分析的场地波速测量方法

在场地波速测量中,由于噪声等因素的影响很难准确识别P、S波的初至时刻,致使波速结果存在很大的误差。本文给出了一种基于小波变换的波速测量的新方法。该方法利用波动信号的小波变换与弹性波群速度的关系准确识别弹性波初至时刻。弹性波小波变换的峰值时刻代表着以群速度传播的弹性波的初至时刻,使P波、S波的初至时刻的确定具有明确的物理意义,波速的结果准确、可靠、稳定。此外,波动信号的小波多尺度分析还可以确定地层中传播的弹性波的频散特性。最后,该方法在场地波速测量的实测信号的应用表明该方法可准确确定P、S波速。     

Impact of artificial subsurface drainage on groundwater travel times and baseflow discharge in an agricultural watershed,Iowa (USA)

Pollutant delivery through artificial subsurface drainage networks to streams is an important transport mechanism, yet the impact of drainage tiles on groundwater hydrology at the watershed scale has not been well documented. In this study, we developed a two‐dimensional, steady‐state groundwater flow model for a representative Iowa agricultural watershed to simulate the impact of tile drainage density and incision depth on groundwater travel times and proportion of baseflow contributed by tile drains. Varying tile drainage density from 0 to 0.0038 m^?1, while maintaining a constant tile incision depth at 1.2 m, resulted in the mean groundwater travel time to decrease exponentially from 40 years to 19 years and increased the tile contribution to baseflow from 0% to an upper bound of 37%. In contrast, varying tile depths from 0.3 to 2.7 m, while maintaining a constant tile drainage density of 0.0038 m^?1, caused mean travel times to decrease linearly from 22 to 18 years and increased the tile contribution to baseflow from 30% to 54% in a near‐linear manner. The decrease in the mean travel time was attributed to decrease in the saturated thickness of the aquifer with increasing drainage density and incision depth. Study results indicate that tile drainage affects fundamental watershed characteristics and should be taken into consideration when evaluating water and nitrate export from agricultural regions. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Travel time controls the magnitude of nitrate discharge in groundwater bypassing the riparian zone to a stream on Virginia's coastal plain

Groundwater that bypasses the riparian zone by travelling along deep flow paths may deliver high concentrations of fertilizer‐derived NO₃^? to streams, or it may be impacted by the NO₃^? removal process of denitrification in streambed sediments. In a study of a small agricultural catchment on the Atlantic coastal plain of Virginia's eastern shore, we used seepage meters deployed in the streambed to measure specific discharge of groundwater and its solute concentrations for various locations and dates. We used values of Cl^? concentration to discriminate between bypass water recharged distal to the stream and that contained high NO₃^? but low Cl^? concentrations and riparian‐influenced water recharged proximal to the stream that contained low NO₃^? and high Cl^? concentrations. The travel time required for bypass water to transit the 30‐cm‐thick, microbially active denitrifying zone in the streambed determined the extent of NO₃^? removal, and hydraulic conductivity determined travel time through the streambed sediments. At all travel times greater than 2 days, NO₃^? removal was virtually complete. Comparison of the timescales for reaction and transport through the streambed sediments in this system confirmed that the predominant control on nitrate flux was travel time rather than denitrification rate coefficients. We conclude that extensive denitrification can occur in groundwater that bypasses the riparian zone, but a residence time in biologically active streambed sediments sufficient to remove a large fraction of the NO₃^? is only achieved in relatively low‐conductivity porous media. Instead of viewing them as separate, the streambed and riparian zone should be considered an integrated NO₃^? removal unit. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.