库水升降条件下考虑饱和渗透系数空间变异性的白水河滑坡渗流变形分析

堆积层滑坡的岩土体渗透系数具有一定的不确定性,且渗透系数是饱和-非饱和渗流分析的重要参数,开展考虑其空间变异性的库岸堆积层滑坡渗流变形分析具有重要意义。以三峡库区中的白水河滑坡为研究对象,基于地面核磁共振技术获取的岩土体渗透系数,分析滑坡体渗透系数的空间变异特征,采用半变异函数方法求得滑坡体渗透系数的竖直波动范围,在此基础上建立渗透系数的非平稳随机场模型。以非侵入式随机有限元的方式开展库水升降两种工况下不确定模型与确定模型的流固耦合模拟,分析两种模型的渗流场、位移变形特征及其差异。结果表明:相比于确定模型,不确定模型孔压改变的滞后性更为明显,且库水下降工况下整体的变形更大,若忽略滑体渗透系数的非平稳空间变异特征将会低估滑坡的实际变形。     

先验概率分布及似然函数模型的选择对边坡可靠度评价影响的定量评估

受工程勘察成本及试验场地限制,可获得的试验数据通常有限,基于有限的试验数据难以准确估计岩土参数统计特征和边坡可靠度。贝叶斯方法可以融合有限的场地信息降低对岩土参数不确定性的估计进而提高边坡可靠度水平。但是,目前的贝叶斯更新研究大多假定参数先验概率分布为正态、对数正态和均匀分布,似然函数为多维正态分布,这种做法的合理性有待进一步验证。总结了岩土工程贝叶斯分析常用的参数先验概率分布及似然函数模型,以一个不排水黏土边坡为例,采用自适应贝叶斯更新方法系统探讨了参数先验概率分布和似然函数对空间变异边坡参数后验概率分布推断及可靠度更新的影响。计算结果表明:参数先验概率分布对空间变异边坡参数后验概率分布推断及可靠度更新均有一定的影响,选用对数正态和极值I型分布作为先验概率分布推断的参数后验概率分布离散性较小。选用Beta分布和极值I型分布获得的边坡可靠度计算结果分别偏于保守和危险,选用对数正态分布获得的边坡可靠度计算结果居中。相比之下,似然函数的影响更加显著。与其他类型似然函数相比,由多维联合正态分布构建的似然函数可在降低对岩土参数不确定性估计的同时,获得与场地信息更为吻合的计算结果。另外,构建似然...     

内蒙古高原内流区土壤水溶盐空间变异特征及其影响因素

内蒙古高原东部处于中国二三级阶梯和半干旱、半湿润区的过渡区。近20年来,农业的快速发展显著改变了流域的地下水循环和土壤积盐条件。笔者选取安固里淖小流域为对象,基于多元统计学对流域土壤水溶盐空间分布特征、影响因素和生态环境变化进行了分析。结果表明：研究区土壤水溶盐阴阳离子以Cl-和Na+为主,处于土壤积盐的早期阶段;多数土壤水溶盐空间变异较为强烈,特别是溶解度高、迁移性强的Na+、Cl-、SO42-、CO32-沿地下水流向有明显的积聚效应,Na+、Cl-、SO42-贡献了全盐量约60%的含量;土壤积盐易发生于地下水位埋深小于1m、地下水矿化度大于1g/L、地下水水力梯度小于3×10-4的区域;受流域径流区地下水超采与农业灌溉影响,排泄区出现了湖淖干涸和生态环境退化问题,同时径流区有土壤次生盐渍化的风险。     

利用混合海气耦合模式的气候异常预报试验

用混合海气耦合模式长期积分的模拟结果, 分析了模式大气的年际变化性; 用1979~1994年间的“回报”个例, 探讨了该模式对ENSO引起的全球气候异常的预报。结果表明:模式能较好地再现与ENSO相关的全球大气环流的年际变化特征; 对预报而言, 模式较高的预报技巧主要分布在热带地区, 全球热带大气具有较稳定的1年左右的可预报时效; 基本上可预报中、高纬地区由ENSO引起的冬、夏季大气环流异常 (包括气温和降水), 超前时间可达9个月至1年。     

1961—2018年广东高温的气候变率及其与大气环流和海温异常的关系

利用1961—2018年广东86个国家气象观测站逐日最高气温资料,NCEP/NCAR月尺度再分析大气环流资料、海表温度资料(ERSST V5),国家气候中心大气环流指数资料,采用相关、合成、突变分析等方法分析了广东高温的气候变率及其与大气环流和海温的关系。结果表明,近58年来广东平均高温日数以3.0 d/(10a)的速率显著上升,并在1998年发生增加的突变。广东高温日数具有显著的年际和年代际变化并且其对应的大气环流和海温的异常特征基本相同,但年际差异比年代际差异更加明显。在6—9月,对流层中高层位势高度正异常是广东高温日数偏多的一个重要原因,同时南亚高压和西太平洋副热带高压偏强、影响华南的偏北气流偏强,大陆高压加强也对应高温日数偏多。在5—8月,热带印度洋、热带西太平洋、南海海温偏高有利于广东高温日数增多。     

Climate-Vegetation Interannual Variability in a Coupled Atmosphere-Ocean-Land Model

The coupled models of both the Global Ocean-Atmosphere-Land System (GOALS) and the Atmosphere-Vegetation Interaction Model (GOALS-AVIM) are used to study the main characteristics of interannual variations. The simulated results are also used to investigate some significant interannual variability and correlation analysis of the atmospheric circulation and terrestrial ecosystem. By comparing the simulations of the climate model GOALS-AVIM and GOALS, it is known that the simulated results of the interannual variations of the spatial and temporal distributions of the surface air temperatures and precipitation are generally improved by using AVIM in GOALS-AVIM. The interannual variation displays some distinct characteristics of the geographical distribution. Both the Net Primary Production (NPP) and the Leap Area Index (LAI) have quasi 1-2-year cycles. Meanwhile, precipitation and the surface temperatures have 2--4-year cycles. Conditions when the spectrum density values of GOALS are less than those of GOALS-AVIM, tell us that the model coupled with AVIM enhances the simulative capability for interannual variability and makes the annual cycle variability more apparent. Using Singular Value Decomposition (SVD) analysis, the relationship between the ecosystem and the atmospheric circulation in East Asia is explored. The result shows that the strengthening and weakening of the East Asian monsoon, characterized by the geopotential heights at 500 hPa and the wind fields at 850 hPa, correspond to the spatiotemporal pattern of the NPP. The correlation between NPP and the air temperature, precipitation and solar radiation are different in interannual variability because of the variation in vegetation types.     

我国褐煤资源及其利用前景

煤层厚度与煤质特征(包括发热量、挥发分、灰分与硫分)的变异性决定了煤炭价格的空间分布,准确表征煤层经济价值对于煤炭资源的合理开发利用有着重要作用。首先明确煤厚煤质等地质属性为区域化变量,使用块体模型的方法对研究区域地质实体进行离散化;其次利用地质统计学方法获取实测钻孔煤厚煤质的实验半变异函数,当变异性较小、实测数据丰度较大、能建立变程内实验半变异函数的数学模型时,使用普通克里金进行空间估值,反之则考虑使用距离幂次反比法进行空间估值,并使用交叉验证获取均方误差最小的幂次;然后使用动力煤计价方法计算每个块体单元上的煤炭价格,建立煤层价值块体模型;最后以准格尔煤田麻地梁煤矿5号煤层为例,考虑煤层价值模型对工作面开采接替顺序进行优化。结果表明：煤炭价格呈现出明显的空间异质性,变化范围从574元/t至1192元/t,平均834元/t,符合正态分布;工作面开采接替顺序优化后煤炭销售额净现值NPV (Net Present Value)增加4.16亿元,提升1.64%,显著提高了采矿收益。使用地质统计学方法可充分挖掘实测数据的空间相关性,建立的块体模型不仅获得煤厚、煤质与煤炭价格在宏观上的统计信息,还可以给出其精细化的空间分布,在后续的选煤、配煤及销售环节具有广泛的应用前景;使用地质统计学方法建立的块体模型精度受控于实测数据规模,可根据开采过程中的新生数据进行动态修正与预测。

     

印度洋赤道潜流年际变化特征及其与印度洋偶极子的联系

印度洋赤道潜流(equatorial undercurrent,EUC)是赤道流系的重要组成部分,对印度洋物质输运和能量交换有着重要意义.基于SODA 3.4.2海洋再分析数据,对印度洋EUC的三维空间结构和年际变化特征进行分析,并揭示其年际变率与印度洋偶极子(Indian Ocean dipole,IOD)的联系.结...     

大气准两年振荡的电离层效应

本文研究赤道异常逐日起伏程度的年变化规律,发现它与太阳活动及地磁活动呈微弱的负相关,但却受到QBO的明显调制,QBO东风相起伏加大,QBO西风相起伏减小.这一事实似乎表明,太阳爆发或磁暴不是产生赤道异常逐日起伏的主要原因;而上行行星波的扰动有可能是引起赤道异常逐日起伏的主要原因.     

费尔干纳盆地1950-2019年降水时空变化及其影响机制

基于1950-2019年费尔干纳盆地降水格点数据,利用线性回归法和经验正交函数（EOF）分析等方法,探究了费尔干纳盆地降水年际变化的影响因素及其空间分布模态,并研究了降水时空变化后的大尺度环流影响因素。结果显示：（1）1950-2019年,费尔干纳盆地降水总体呈下降趋势,为-2.20mm/10a,但并未通过显著性检验,同时对单个月份的降水进行检验也都未发现明显趋势。（2）费尔干纳盆地降水的主要模态有两个,解释了全区降水变化的70.52%,第一模态解释了全区降水变化的59.90%,空间向量场呈现全区一致型,表征研究区整体的降水变化情况,受到ENSO和西风带的影响;第二模态解释了全区降水变化的10.62%,空间向量场表现出从西北到东南的空间反相模态,表征研究区降水空间异质性,受到欧亚大陆北部输送的水汽影响。（3）厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）事件通过调整水汽输送路径和季风环流模式影响了费尔干纳盆地的降水变化;来自欧亚大陆北部的气流是造成费尔干纳盆地降水空间格局差异的主要原因。