亚热带典型森林下垫面大气层结变化规律及其对潜在蒸散发估算的影响

为评估忽略大气稳定性对潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration,PET)估算的影响,本文以亚热带森林下垫面为例,结合涡动相关观测及莫宁-奥布霍夫相似原理,探讨了冠层上方大气层结变化规律,比较了基于中性假设和考虑大气稳定性影响的PET之间的差异。结果表明:①中性、稳定和不稳定3种大气层结具有明显的日内与季节变化特征,不稳定层结在中午居多,稳定层结在早晨和傍晚居多,而中性层结在昼间均有分布;同时,春夏两季的不稳定层结高频时段较长,而秋冬两季相对较短;总体上,观测期内不稳定、中性和稳定3种层结平均占比分别为41.4%、34.7%与24.0%。②基于中性假设的空气动力学阻力估算方法在一定程度上高估了空气动力学阻力,导致PET存在低估现象(RMSE=25.82 W/m^(2)),且误差偏离随着PET增大而愈加明显。③在当地条件下当量空气动力学阻力r_(a)与风速呈显著的指数关系(r_(a)=7.83u^(-2.92)+32.66,R^(2)=0.50,P<0.05,N=394),基于该关系估算的PET相对于中性假设而言具有更高的精度(R^(2)提高了3.26%,RMSE降低了19.83%)。

基于MIKE的滨海城市内涝模拟及深隧工程排涝效果评估

在暴雨及风暴潮等极端气象水文条件潮位影响下,快速城市化的滨海地区内涝问题日益凸显。以粤港澳大湾区深圳市西部为研究区,耦合一维河道洪水模型及管网排水模型和二维地表漫流模型,模拟极端降水和典型风暴潮条件下城市内涝淹没过程,开展内涝风险分级,评估深隧工程排涝效果。结果表明:MIKE多模型工具相结合能够较好地模拟城市内涝形成过程及淹没特征,引入概率矩阵法能够更清晰地揭示内涝风险等级之间的变化。极端气象水文条件下的滨海城市内涝淹没呈现快涨缓退特征,设计50年和100年一遇2 h极端降水下的内涝风险区面积分别为4.24、5.04 km^(2),其中1级到4级风险区范围的相对比例分别约为0.9:37.5:28.5:33.0和4.0:33.7:26.8:35.5,考虑深隧工程排涝的淹没范围分别减少了17.0%和13.4%、内涝风险区面积分别减少了28.8%和30.2%、典型易涝点的淹没持续时间缩短了60.0%~80.8%。大部分地区的内涝风险等级显著下降,深隧工程改善排涝效果明显。

基于MIKE FLOOD的深圳市大空港片区暴雨内涝模拟分析

由于气候变化以及城市化发展,引起强降雨等极端天气事件增多,导致城市内涝现象加剧,给城市交通、居民生活和基础设施造成严重影响。基于MIKE FLOOD平台,通过耦合MIKE 11、MIKE URBAN和MIKE 21三个模型,构建了暴雨内涝模型,对深圳市大空港片区内涝问题进行分析。利用2018年“山竹”台风实测暴雨条件下的实测水位、积水深度数据,对模型进行了参数率定和验证。在不同降雨情景下,内涝高风险区域主要集中位于研究区的中部区域以及河流沿岸附近。另外,根据“8·29”实测暴雨潮水位,模拟可得:大空港片区内涝点积水深度在15 cm以上的总积水面积约为7.11 hm^(2)。研究结果可为区域城市内涝防治提供科学的技术支撑。

基于pair-copula结构的珠江三角洲河网区水位空间依赖性分析

基于1957—2016年珠江三角洲河网区15个水文站月平均水位资料,利用pair-copula结构构建水位空间依赖性模型生成样本数据,并采用F-madogram方法定量评估不同时期、不同时间尺度和不同距离范围内珠江三角洲河网区的水位空间依赖性。结果表明:珠江三角洲河网横向发育区域比东南45°方向发育区域水位空间依赖性弱;夏季丰水期水位空间依赖性比冬季枯水期水位空间依赖性显著增强,且季节尺度下水位空间依赖性比全年尺度下水位空间依赖性弱;受人类活动影响,在远距离情况下夏季丰水期1987—2016年的水位空间依赖性比1957—1986年显著增强;在较小距离范围内年极小月水位1987—2016年的空间依赖性比1957—1986年显著减弱,在远距离情况下年极大月水位1987—2016年的空间依赖性比1957—1986年显著增强。

矾石航道建设对水动力和冲淤演变的影响研究

矾石航道是伶仃洋继广州港出海航道之后规划的另一条重要航道,广东省政府将其列入重点建设项目,在“十四五”期开工建设。该文基于FVCOM开源模型,对矾石水道开展三维潮流数模试验研究,研究其建设是否对周边水域产生不利影响,为工程决策提供依据。研究结果表明:矾石航道轴线布置与矾石水道涨落潮主流向基本一致,顺主流,横流小;矾石航道工程实施后对水位的影响不大,整体变化幅度在0.1~0.2 cm之间;工程实施后对周围水动力的影响范围仅局限在航道沿程有开挖浚深里程段,大部分水域流速增减幅度在0.10 m/s以内;航道建设后年淤厚区间约0.21~0.65 m,年回淤量约62万m 3,航道工程实施后不会对周边工程海域的水流条件产生不利影响。

深圳城市两级排水系统设计暴雨重现期的衔接关系

城市内涝防治采用市政排水与水利排涝两级排涝模式,针对城市两级排水系统标准无法衔接的问题,以深圳市大空港区为例,考虑城市两级排水系统可能遭遇的两类衔接风险,通过构建雨量结构关系分别得到以短历时暴雨为主和以长历时暴雨为主的设计暴雨重现期衔接关系。同时利用芝加哥雨型和珠江三角洲雨型分别推求市政排水与水利排涝设计暴雨过程,以探讨城市两级排水系统设计暴雨雨峰之间的衔接关系。最终通过Spearman相关系数评估截留河流域各条支流的衔接关系与地理参数之间的相关性。结果表明,水利排涝与市政排水设计暴雨重现期的衔接关系受降雨强度和降雨历时共同作用,且设计暴雨雨峰衔接关系存在地区差异性。以德丰围涌为例,在市政排水设计暴雨重现期为X年一遇时,水利排涝设计暴雨重现期应至少设计为(2~3)X年一遇才能实现城市两级排水系统的衔接。

中期妊娠引产病理因素对引产后胎盘残留的影响

目的 探讨中期妊娠引产病理因素对患者引产后胎盘残留的影响。方法 回顾性选取2019年1月至2022年3月因病理性因素在万宁市人民医院实施中期妊娠引产患者80例为研究对象,根据术后有无胎盘残留分为胎盘残留组(40例)和无胎盘残留组(40例),比较两组患者一般资料和病理因素,应用多因素Logistic回归分析影响患者引产后胎盘残留的独立危险因素。应用卡方自动交互检测(CHAID)分类树算法构建患者引产后胎盘残留的风险预测模型,并用收益图和索引图评价模型的临床应用价值。结果 胎盘残留组的妊娠期高血压疾病、瘢痕子宫、胎盘前置、死胎和胎盘植入的发生率均明显高于无胎盘残留组,差异均有统计学意义(χ^(2)值分别为4.501、4.267、6.373、4.943、5.000,P<0.05)。多因素Logistic回归分析显示,胎盘前置(OR=4.736,95%CI:1.469~15.263)、胎盘植入(OR=18.651,95%CI:1.689~36.203)、瘢痕子宫(OR=4.383,95%CI:1.168~16.451)和死胎(OR=4.785,95%CI:1.385~17.157)均为患者中期妊娠引产后胎盘残留的独立危险因素(P<0.05)。分类树模型结果显示,模型共分3层,9个节点,其中包含5个终末节点。在胎盘前置、胎盘植入、瘢痕子宫和死胎4个解释变量中,胎盘前置对引产后胎盘残留的影响最大。模型第1层:有胎盘前置患者引产后发生胎盘残留的概率(67.74%)明显高于无胎盘前置者(38.78%),差异有统计学意义(χ^(2)=6.373,P=0.012)。模型第2层:存在胎盘前置时,有胎盘植入患者引产后发生胎盘残留的概率(83.33%)明显高于无胎盘植入者(32.00%),差异有统计学意义(χ^(2)=5.236,P=0.022);不存在胎盘前置时,有瘢痕子宫患者引产后发生胎盘残留的概率(71.43%)明显高于无瘢痕子宫者(34.29%),差异有统计学意义(χ^(2)=5.576,P=0.018)。模型第3层:当不存在胎盘前置且无瘢痕子宫时,有死胎患者引产后发生胎盘残留的概率(63.64%)明显高于无死胎者(23.08%),差异有统计学意义(χ^(2)=5.381,P=0.020)。增益图和索引图均显示该模型对胎盘残留的预测效果良好。结论 中期妊娠引产中,胎盘因素、瘢痕子宫和死胎有引产后胎盘残留风险。

流域蒸散耗水率对气候和下垫面变异响应关系的稳定性研究

气候条件的变异和流域下垫面特征的改变是影响流域蒸散耗水的重要因素。本文聚焦于19002008年间全球83个典型流域数据,基于Budyko水热耦合平衡方程,探究100多年间不同条件下流域蒸散耗水率(AET/P)对气候和下垫面特征变异响应关系的稳定性。结果表明:①从长时间尺度看,大部分流域蒸散耗水率与气候干燥指数(PET/P)和流域特征参数(n值)变异的响应关系呈现较强的时间稳定性。从短时间尺度而言,半湿润流域内蒸散耗水率对干燥指数的响应系数∂(AET/P)/∂(PET/P)在20世纪内持续降低。不同气候条件下蒸散耗水率对流域特征参数的响应系数∂(AET/P)/∂(n)的变化差异显著。分不同下垫面特征来看,低n值(n<2)流域内AET/P对n值的变化更为敏感;②气候条件(PET/P)是大多数湿润区内蒸散耗水率的主导因素,在干旱与半干旱流域内,下垫面特征参数(n值)对AET/P贡献最大。在湿润区内,PET/P对AET/P的贡献程度随时间小幅提升;半湿润区内PET/P对AET/P的贡献度呈下降趋势。在低n值(n<2;流域持水能力较弱)流域内,n值对AET/P的贡献更多。在高n值(n>2;流域持水能力较强)流域内,PET/P是蒸散耗水主导因素,且时间演变趋势较为稳定。基于2个变量对蒸散耗水率的相对贡献率,将83个典型流域划分为下垫面主导区、气候-下垫面共同作用区、气候主导区;③蒸散敏感性及其相关变量在19101920、19201930、19301940、20002008年等时间节点出现较明显的变异。

PARP-1基因多态性与妊娠期高血压的相关性及潜在分子机制研究

目的探讨多聚ADP核糖转移酶(PARP-1)基因多态性与妊娠期高血压(HDP)的相关性,以及HDP的潜在发病机制。方法纳入2021年8月至2022年6月在该院就诊的80例HDP孕妇作为HDP组,以及同期80例健康孕妇作为对照组。对比两组临床资料,采用荧光定量PCR法检测外周血单个核细胞PARP-1、TRL7、MyD88和核因子-κB(NF-κB)mRNA水平及PARP-1基因不同位点的单核苷酸多态性,采用Western blotting法检测外周血单个核细胞PARP-1、TRL7、MyD88和NF-κB蛋白相对表达量;Logistic回归模型分析PARP-1单核苷酸多态性与HDP的相关性;采用Pearson相关性分析PARP-1 mRNA和蛋白表达与NF-κB通路蛋白表达的相关性。结果HDP组血管内皮生长因子受体-1(sFlt-1)、sFlt-1/胎盘生长因子(sFlt-1/PLGF)水平,PARP-1、TRL7、MyD88和NF-κB mRNA水平,以及PARP-1、TRL7、MyD88和NF-κB蛋白相对表达量高于对照组,PARP-1基因rs1805414位点CC基因型高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);Logistic回归模型分析显示,sFlt-1/PLGF(OR=1.236)、PARP-1 mRNA(OR=107.998)及PARP-1基因rs1805414位点CC基因型(OR=3.788)是HDP患者发生子痫前期(PE)的独立危险因素(P<0.05);Pearson相关性分析显示,PARP-1 mRNA水平与TRL7、MyD88和NF-κB mRNA水平呈正相关(r=0.782、0.688、0.903,均P<0.05);PARP-1蛋白相对表达量与TRL7、MyD88和NF-κB蛋白相对表达量呈正相关(r=0.833、0.845、0.907,均P<0.05)。结论PARP-1表达水平及多态性与HDP发病密切相关,特别是rs1805414位点CC突变可作为HDP遗传易感性的敏感指标;NF-κB信号通路在PARP-1参与HDP发病中发挥了重要的作用。

基于极大重叠离散小波变换和Elman神经网络的磨刀门咸潮模拟研究

近年来磨刀门水道咸潮上溯频发,引起广泛关注。对该地区建立了基于极大重叠离散小波变化(MODWT)和Elman神经网络的咸潮模拟模型(MOD-Elman),模拟预测日均氯度,并借助一维纵向扩散方程分析河段的含氯度分布。结果表明:(1)MOD-Elman模型对非平稳的含氯度变化模拟效果较优且泛化能力较好;(2)咸潮影响预测图在一定程度上能反映站点之间各点含氯度变化。利用MOD-Elman模型和一维纵向扩散方程,可预测未来一段时间内磨刀门的受咸潮影响情况,对预警压咸有一定帮助。

基于ISO聚类-最大似然法的洪涝灾害风险区划——以吴川市为例

在全球气候变化背景下,极端天气尤其是强降雨、风暴潮等正在成为沿海地区洪涝灾害的重要影响因素,危及当地人民的生命财产安全。以吴川市为研究对象,以镇、街道为单位建立洪涝风险灾害评价模型,从致灾因子危险性、承灾体易损性、防灾减灾能力3个方面选取指标进行评价体系构建,基于ArcGIS平台进行空间叠加分析,用ISO聚类-最大似然法将风险性划分为微、低、中、高、极高5个风险等级,并将评价结果划分成5个风险区。研究表明,吴川市洪涝灾害风险整体处于中等风险级别,风险值为3.04;空间上表现为中西部高,东南部低的分布特征。与吴川市易涝点实际调查数据的对比验证显示,91%的易涝点分布在极高风险和高风险区域,说明本次评价结果具有较高的精度,可以为当地洪涝灾害的防治提供参考。

基于TOPMODEL的中小河流分布式洪水预报模型及其应用

近年来广东省中小河流洪水灾害频发,研究中小流域洪水预报模型对预防洪水灾害具有重要意义.本研究改进了传统的TOPMODEL模型,以栅格为单元构建了基于TOPMODEL的中小河流分布式洪水预报模型,并以高田水上游流域为研究对象,采用SCE-UA优选算法对1975-2008年的8场洪水进行参数优选,并对2010-2012年的4场洪水进行模型验证.模拟结果表明,本次预报在率定期和验证期平均确定性系数为0.85,径流深预报合格率为92%,峰现时间预报合格率为100%,模型模拟效果较为理想.用改进后的模型研究了某场洪水汇流过程不同时刻的空间分布情况,表明改进后的TOPMODEL模型能够直观地反映洪水的时空变化,模型具有一定的合理性和实用性.

一种分离噪声盲源信号的FastICA改进算法

大功率机械所产生的非平稳噪声源,用FastICA算法可以有效地分离出噪声信号,但噪声源识别的准确性较低,为此提出了一种分离噪声源的FastICA改进算法。新方法将最大相似准则、优化算法和快速傅里叶变换相结合,对分离信号的不确定性进行了有效校正。经仿真实验验证,新方法能够完整地还原仿真波形信号,表明该改进算法确实可行且准确性较高。

蓝光光生物安全危害研究的现状分析

LED技术的发展和普及极大地满足了人们对视觉效果的追求,但是伴随而来的大量光辐射也引发了人们对于光生物安全问题的担忧。目前已知的白光LED制作方式,绝大多数都是使用蓝色LED芯片来激发黄色荧光粉,最终混合制成白光,导致其中含有大量的蓝光成分。蓝光辐射危害是目前人类受到的最主要的光辐射危害之一。本文通过对蓝光危害的产生原理、危害评价机制以及对人类的影响进行综述,旨在揭示蓝光危害的严重性,为防范蓝光危害提供理论依据和实践指导。

基于SWMM的城市雨洪径流模拟研究——以广州市猎德涌流域为例

近年来随着城市化水平的提高及极端天气的频发,中国许多城市遭受了严重的城市内涝灾害。为了减少城市内涝带来的经济损失和人员伤亡,保证城市的正常运行,对城市内涝灾害进行研究具有重大的实际意义。应用SWMM模型,以广州市猎德涌流域为研究对象,构建了猎德涌流域的雨洪模型,模拟了不同重现期降雨条件和不同城市化程度情景下的地表径流。结果表明,子汇水区的径流总量和洪峰流量以及径流系数会随着降雨强度的增大而增大,且增幅都有变小的趋势。随着城市不透水面积比例的提高,子汇水区降雨入渗量减少,径流总量和洪峰流量增加,径流系数增大。同时,对同一地区,重现期短的降雨条件下城市化的水文效应表现得更加明显。研究结果揭示了不同重现期降雨情景下城市地表径流规律以及不同城市化水平对雨洪径流的影响,为城市内涝治理提供了依据。

多尺度海绵城市系统雨洪控制研究

雨水的开放性与流动性使城市洪涝灾害的产生具有多尺度特征,海绵城市系统中也存在多种规划建设层级与尺度,且各层级尺度下的规划建设内涵与雨洪控制目标各不相同。本文基于SWMM模型,以位于广州市的三个不同空间尺度区域(局域集水单元、城市汇水区、城区小流域)为研究对象,通过现状解析、海绵改造方案设计与模拟的方式,对不同尺度海绵系统雨洪控制措施的合理设置,以及实现城市排水治涝与海绵城市建设的综合控制目标进行系统性实例研究。研究结果表明:在小尺度海绵系统中应通过微观控制措施实现系统径流、出流要素控制,在中、大尺度海绵系统中应通过兼顾绿色与灰色基础设施、管渠与调蓄设施、源头与终端结合的控制措施,分别实现流量峰值的控制与积水情况的缓解。研究可为海绵城市的统筹规划建设及不同单一尺度区域的海绵城市规划设计与研究提供明晰的参考。

滨海地区基于避咸蓄淡模式的供水安全临界流量研究--以粤港澳大湾区珠澳供水为例

枯水期咸潮入侵已经严重威胁到了感潮河流区域供水安全.本文通过构建避咸蓄淡供水模型,耦合了咸度预测、河库联合供水调度和供水安全分析模块,为依赖感潮河流为水源地的区域供水安全管理提供了一种整体思路和决策方法.以面向粤港澳大湾区珠海东部及澳门的珠江三角洲磨刀门水道取供水为例,基于潮汐、径流和风等因子及咸度实测数据,较好地拟合了基于BP神经网络的咸度预测模型,及含氯度与超标时间的曲线函数,建立了上游来水和咸度超标时间之间的联系,得到了避咸蓄淡取水时机.咸度预测与当地河库联合供水调度相结合,得到了上游枯水期来水过程的当地区域供需平衡状况.枯水期不考虑水库调蓄的资源性缺水临界需水量为3.22亿m^(3),水库参与调蓄的工程性缺水临界需水量为3.75亿m^(3).通过供水安全分析模块,基于设定的风险阈值和临界阈值识别出了不同需水规模的上游来水临界流量特征.对于当地规划的需水规模4.23亿m^(3),期望上游枯水期临界流量均值约为3372 m^(3)/s.整体上来说,需水规模越大,对上游来水期望的临界流量越大,但同时还与枯水期流量分布有关.

基于土壤水分和气象要素的林火预报研究——以广东省为例

基于国内现行的森林火险气象指数和单因子火险贡献度模型,以及逻辑回归模型和随机森林模型,在林火预报中引入微波遥感土壤水分信息,使用MCD14DL火点数据集和地面气象观测资料对广东省不同时间尺度的林火发生概率进行预测。结果表明:逻辑回归模型和随机森林模型构建的林火预测模型显著优于现行的森林火险气象指数和单因子火险贡献度模型,预测精度提升约20%。其中,随机森林模型对林火频数的解释程度最高(两者相关系数为0.476)。此外,加入微波土壤水分信息后,相较原有的基于气象要素的林火预测模型,2种机器学习模型的预测精度均略有提升,体现了表层土壤水分信息在林火预报中的重要性。研究可为高效提取对地观测信息,以改进华南地区不同时间尺度的林火预报工作提供参考。

传统旱涝急转评估指数的局限和改进

针对传统旱涝急转指数存在错漏判及无法统一旱涝急转等级划分的局限,在明晰旱涝急转定义基础上,提出了一种改进的标准化旱涝急转指数。通过理论模拟和案例实践,结果表明:①传统的旱涝急转指数变化范围较大,且随着权重参数增大,错判率减小但漏判率增大,因此无法避免错漏判问题;错判情形发生在正常状态转为较为严重的涝或较为严重的涝转为正常状态,漏判发生在相邻的旱和涝等级均较轻的情形。②改进的标准化旱涝急转指数与旱涝指数的变化范围差别较小,旱涝急转评估可与旱涝评估(如基于气象或水文干旱指数)的分级及阈值设置保持一致,且通过先识别相邻事件是否分别为旱、涝而避免了旱涝急转的错判,构建的新权重项避免了旱涝急转的漏判。③作为粤港澳大湾区供水水源的东江流域旱转涝主要发生在前汛期开始的4—5月,发生比例为33.8%;涝转旱主要发生在后汛期结束后的10月,发生比例为18.5%;旱转涝和涝转旱并存的年份有12 a。

基于多模型集成的月尺度磨刀门咸潮预测研究

近年来,珠江三角洲磨刀门水道咸潮频发,严重威胁周边地区的供水安全。分别应用随机森林算法(SVM)、支持向量机(SVM)以及Elman神经网络(ENN)建立回归模型,并应用贝叶斯模型平均算法实现咸潮月尺度集成预测。研究结果显示:①随机森林、支持向量机以及Elman神经网络算法在小样本集上表现出不同的不确定性特征;②贝叶斯模型平均能够显著提高模拟精度,纳什效率系数(NSE)达到0.67,相比于3个子模型在测试集上分别提高了22%、24%、33%。