大都市区城市扩展模型- 以北京城市扩展模拟为例

在分析大都市区城市扩展特征的基础上,从宏观外部约束性因素和局部城市单元自身扩展能力变化共同作用影响城市发展演变的角度,构建了一个模拟和预测大都市区城市发展演变过程的城市扩展模型 (City Expanding Model in Metropolitan Area; CEM)。首先对北京1975~1997年的城市发展过程进行模拟重建,然后在此基础上从城镇用地数量最优和位置最佳相结合的角度对北京2005~2015年的城市发展格局进行了预测。结果表明,在对各种影响因素进行严格标准化并利用自适应Monte-Carlo方法多次模拟确定最佳影响权重的基础上,该模型可以在一定程度上反映城市发展,尤其是大都市区城市发展演变的特征和规律。     

Implicit integration under mixed controls of a breakage model for unsaturated crushable soils

This paper discusses a series of stress point algorithms for a breakage model for unsaturated granular soils. Such model is characterized by highly nonlinear coupling terms introduced by breakage‐dependent hydro‐mechanical energy potentials. To integrate accurately and efficiently its constitutive equations, specific algorithms have been formulated using a backward Euler scheme. In particular, because implementation and verification of unsaturated soil models often require the use of mixed controls, the incorporation of various hydro‐mechanical conditions has been tackled. First, it is shown that the degree of saturation can be replaced with suction in the constitutive equations through a partial Legendre transformation of the energy potentials, thus changing the thermomechanical state variables and enabling a straightforward implementation of a different control mode. Then, to accommodate more complex control scenarios without redefining the energy potentials, a hybrid strategy has been used, combining the return mapping scheme with linearized constraints. It is shown that this linearization strategy guarantees similar levels of accuracy compared with a conventional strain–suction‐controlled implicit integration. In addition, it is shown that the use of linearized constraints offers the possibility to use the same framework to integrate a variety of control conditions (e.g., net stress and/or water‐content control). The convergence profiles indicate that both schemes preserve the advantages of implicit integration, that is, asymptotic quadratic convergence and unconditional stability. Finally, the performance of the two implicit schemes has been compared with that of an explicit algorithm with automatic sub‐stepping and error control, showing that for the selected breakage model, implicit integration leads to a significant reduction of the computational cost. Such features support the use of the proposed hybrid scheme also in other modeling contexts, especially when strongly nonlinear models have to be implemented and/or validated by using non‐standard hydro‐mechanical control conditions. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

春季天气变率对华北沙尘暴频次的影响

利用欧洲中期数值天气预报中心再分析资料及地面台站观测资料,分析华北春季沙尘暴日数与500 hPa月平均环流及与近地面环流天气变率长期变化的关系,分析时段为1962~2000年。研究发现华北地区春季沙尘暴频次与东亚地区中高纬度500 hPa高度场有显著的负相关,相关中心区在蒙古国及西伯利亚一带,这可能说明高空环流场在这种形势下易于造成高纬度冷空气南下,因此使得华北沙尘暴频次增加。天气过程是形成沙尘暴的直接原因,东亚地区天气变率存在明显的年际和长期变化,研究发现天气变率与沙尘暴频次之间有非常显著的关系：当天气尺度变率增大 (减少) 时,沙尘暴频次也增加 (减少)。其中具体分析了850 hPa低压和地面冷高压活动与沙尘暴的关系,发现东北低压及自蒙古和西伯利亚南下的冷空气活动都对华北沙尘暴频次有明显的影响。近40年来东亚天气变率有显著的减弱趋势,这也在很大程度上解释了沙尘暴频数的显著减少。另外,北极涛动对东亚天气变率和华北沙尘暴频次的年际变化也有一定的影响,北极涛动强的年份华北沙尘暴次数偏少。     

Relation between void ratio and contact fabric of granular soils

Acta Geotechnica - Void ratio is one of the key engineering properties of granular soils. It reflects how well the grains are packed and hints whether the soil is contractive or dilative upon...     

重大自然灾害监测评估空间数据共享研究

近年来,我国自然灾害风险呈现空间上扩大和强度上增加的趋势,随着国民经济持续高速发展、生产规模扩大和社会财富的积累,灾害损失呈现日益加重的趋势。空间信息技术在重大自然灾害领域的应用深度不断扩大和延伸,灾害管理对空间技术应用的需求也日益迫切。本文基于目前我国空间数据共享现状,重点研究了重大自然灾害监测评估对空间数据的需求,结合近些年来应对重大自然灾害的实践,论述了基于空间信息的自然灾害监测评估技术框架,提出了重大自然灾害监测评估中空间数据共享存在的问题和解决途径,为提高重大自然灾害监测评估水平、增强重大自然灾害管理和应对能力提供思路。     

Measurement of ecological capital of Chinese terrestrial ecosystem based on remote sensing

The biosphere of the Earth is the material founda-tion of human survival and development.With the increasing problems of the resources,the environment and population,most countries in the world have paid special attention to the measurement and evaluation of ecological capital,which refers to the sum of the direct natural resources value and the indirect ecosystem services value.Ecological capital depends on not only the quality of the national ecological environment,butalso the social recogni…     

龙游沐尘岩体中岩石包体的特征及成因

浙江龙游沐尘晚侏罗世石英二长岩体中包裹了大量暗色微细粒二长闪长质—辉长闪长质岩石包体，它们大小不一，形态各异，分布不均匀，以微细粒结构、具冷凝边构造并发育环斑长石为特征。应用岩浆动力学理论和岩相学、岩石地球化学研究表明，该岩体中的岩石包体是在层状岩浆房中不同成分岩浆大规模对流、不均一混合机制驱动下形成的，在成因类型上属淬冷包体。     

基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型

随着全球气候变化的加剧和城市化进程的快速发展,洪涝灾害的影响和复杂性日益加剧。洪涝灾害风险评估是一项复杂的系统工程,在防洪减灾工程理论与实践中具有重要意义;作为洪涝灾害风险管理和应急处置的基础和核心,风险评估模型直接影响洪涝灾害风险评估结果的可靠性。洪涝灾害风险是洪涝灾害复杂系统组成部分相互作用的结果,综合考虑洪涝灾害系统的特点以及智能体建模的优势,提出了一种基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型。首先从复杂系统建模的角度出发,对洪涝灾害复杂系统进行分析建模,构建基于多智能体的洪涝灾害风险动态评估框架模型;其次,对所构建的框架模型中单个智能体模型进行研究,分别建立基于反应型的孕灾环境智能体模型和基于慎思型的致灾因子、承灾体和风险分析智能体模型,并对以上单个智能体的流程进行研究;然后以风险分析智能体联盟为例对模型框架中所涉及到4类智能体联盟的内部结构和流程进行分析,对构建的框架模型中涉及到的智能体通信协调和作用规则进行探讨;最后,在Netlogo平台上,基于30 m DEM数据和构建的模型,对淮河流域的暴雨型洪涝孕育发生发展全过程的人口风险进行动态评估。结果表明,构建的模型能有效评估洪涝灾害全过程中人口风险的动态。研究结果对洪涝灾害人口灾情评估、应急救助和应急管理都具有较强的指导意义。     

应用人工干预措施减缓冰川消融试验研究——以达古冰川为例

自20世纪90年代以来,受全球气候变暖的影响,中国冰川呈现全面、加速退缩的趋势。冰川变化引发的水资源时空分布和水循环过程的变化无疑将给中国西部,尤其是西北干旱区的社会经济发展带来深刻影响。为了减缓冰川消融速率,提高中国适应气候变暖的能力,开展了一系列人工减缓冰川消融试验研究。具体是在2020年8月5日—10月17日,以达古17号冰川为研究标靶,进行人工干预减缓冰川消融试验,即在冰川表面覆盖光热阻隔物——土工织物,并在试验期间,观测了试验区域与非试验区域的冰川消融情况。结果表明：试验期内,试验区的冰川消融速率为0.011 m w.e.?d^-1,非试验区冰川消融速率为0.017 m w.e.?d^-1,试验区冰川消融速率明显低于非试验区;500 m²的土工织物使达古冰川试验区域减少了204 m³ w.e.的冰川消融,使得总消融量减少了34%;覆盖光热阻隔物虽能有效减缓冰川消融过程,但受成本、环境及人力等因素制约,仅可以向西北部小冰川或冰川旅游景点推广。本次人工干预减缓冰川消融试验在一定程度上填补了中国应对冰川消融工程措施方面的空白,为以后进行工程类减缓冰川消融的试验奠定了基础,但是目前还处于初步研究阶段,需要更多的控制性试验来验证其在未来更大的时空尺度上的有效性。