深圳湾后海风化深槽的工程地质特征分析

风化深槽对建筑地基基础工程,尤其是桩基工程,具有很大影响和危害。深圳湾地区发育多处风化深槽,其中后海风化深槽是目前揭露的规模最大的风化深槽,槽底深度175.9 m。通过分析风化深槽的发育规模和工程地质特征,重点探讨了风化深槽内隐伏断裂发育迹象。结果表明,断裂破碎带是形成风化深槽的控制因素,深圳湾地区受北东向五华—深圳断裂带和北西向狮子洋—珠江口断裂带相互交切作用,断裂破碎带宽,断裂力学性质属压扭性兼具张性,利于风化作用向深部扩展;后海风化深槽内全风化岩、强风化岩特别深厚,风化岩强度低。

1996年7月洞庭湖流域持续性暴雨过程分析

1996年 7月洞庭湖流域发生了严重的洪涝灾害。利用观测资料进行诊断分析表明 :( 1 )这次大洪水是由梅雨锋西端高空槽前的持续性大面积暴雨引起 ;( 2 )引起持续性暴雨的直接原因是MCS形成后停滞少动 ,并在同一地区连续多次生消 ;( 3)由于高空槽长时间维持在长江中游地区 ,对流层低层的暖平流等大尺度强迫使暴雨区能较长时间维持上升运动 。

一次冷锋倒槽暴风雪过程特征及其成因分析

利用常规观测资料,对2010年3月14日山西中北部的一次冷锋倒槽暴风雪天气的风场结构及其形成和维持机制进行了探讨。结果表明:(1)此次过程分为4个阶段,其中强冷锋降雪持续时间长,出现了两次降雪增幅,而涡旋降雪时间短,但强度大;地面自动站风场上β-中尺度辐合和β-中尺度涡旋是造成此次暴雪的直接原因。降雪强度和落区与风场结构和高低空系统配置密切相关。(2)变形诊断揭示,500hPa总变形对地面锋生作用明显;伸缩变形项大值中心与地面涡旋中心吻合,是造成地面涡旋加强,产生强降雪的重要机制;对强冷锋降雪而言,切变变形项贡献大于伸缩变形项,切变变形大值区的出现和维持是700hPa低涡切变线和地面强冷锋稳定维持的重要因素。(3)强降雪前12h,高层有暖平流输入,而低层形成"湿冷垫",对低空低涡的发展起着重要作用。(4)强降雪出现前,高空西风急流在300hPa形成急流核,随着急流核的下传,低空低涡发展,切变线稳定维持,导致强降雪持续;强降雪落区和强度与高低空急流轴的位置和急流强度关系密切。

台风“潭美”(1312)倒槽影响江汉平原强降水分析

利用热带气旋最佳路径数据、GFS(Globle Forecast System)0.5°×0.5°再分析资料以及FY⁃2E卫星TBB资料等分析2013年8月23-24日发生在湖北江汉平原的强降水机理。结果表明:23日傍晚登陆的热带低压“潭美”(1312)南北走向850 hPa倒槽在江汉平原上空停滞,江汉平原西部宜昌站与东部武汉站低层都是暖平流,但高层只在武汉出现冷平流,江汉平原先后受到两个α深对流云团影响,短时强降水站次较少、降水量较小。24日傍晚冷空气从黄河下游南侵,850 hPa倒槽在江汉平原顺时针旋转为西南至东北走向,豫鄂之间925 hPa相当位温锋区加强。宜昌、武汉都是低层暖平流、高层冷平流。宜昌静力不稳定与可降水量加大,武汉维持静力不稳定与大值可降水量,两站风的垂直切变减小,这些促使江汉平原湿对流发展。江汉平原β尺度对流云团多次合并形成一个α深对流云团,短时强降水站次较多、降水量较大。短时强降水落区与850 hPa倒槽位置关系密切。定量诊断结果表明,纬向风地转偏差科氏力促进850 hPa鄂西南24日20时以后由偏北风转为偏南风,倒槽向西移出湖北;但南北风的平流项与对流项却一直不利于鄂西南地区南风增加,它们是“潭美”低层倒槽滞留江汉平原的主要原因。

全球季风槽

根据先前的研究总结出,全球有22个地形槽,其中只有3个行星尺度的季风槽和6个半岛尺度的季风槽。全球季风系统是由行星尺度季风槽和半岛尺度季风槽组成的。活动于热带北太平洋、热带北大西洋和热带南印度洋的赤道辐合带是太阳辐射随季节强迫下位置发生变化的行星尺度季风槽。半岛尺度季风槽起源于区域海陆地形和随季节变化的海陆热力对比和干湿(降水)转换。在北半球夏季,亚洲-西北太平洋地区受到4个半岛尺度季风槽和1个行星尺度季风槽的影响。其他2个半岛尺度的季风槽位于南非和印度尼西亚-西澳大利亚地区。

覆膜槽沼气规模化干法发酵技术与装备研究

研制了以覆膜槽生物反应器(MCT)为核心的沼气规模化干法发酵系统。该系统采用"软管充气膨胀压力密封联接装置",实现了反应器厌氧―好氧状态的快捷转换,解决了大规模快速进出料的问题,并可直观判断反应器中沼气的存留量,操作简便、安全;利用固态有机物料好氧发酵产生的生物能获得中温厌氧发酵所需温度,并辅以高效的保温措施,无需外加热源,即可维持厌氧发酵的中温(35～42℃)运行;采用单元化设计,通过增减启动厌氧反应器的数量,可满足不同用气量的要求。建设了生物反应器容积为180 m3的沼气干法发酵中试工程。该中试工程容积产气率为0.598 m3/(m3.d),沼气甲烷含量55%～60%。

大型双槽渡槽动力特性分析

采用 2 0结点空间块体单元剖分渡槽槽身和槽墩 ,分别用耦合自由度、低刚度块体单元、多个弹簧单元模拟槽身横向拉杆和加劲肋、渡槽槽内水体及盆式橡胶支座 ,建立大型双槽渡槽结构动力分析的有限元模型 ,并对南水北调水利工程某大型双槽渡槽进行了多工况动力特性分析 ,探讨了渡槽横向拉杆、槽内水体及盆式橡胶支座等多种因素对渡槽整体动力性能的影响 .计算结果表明 ,渡槽横向拉杆对渡槽的横向动力特性影响不可忽略 ,盆式橡胶支座竖向刚度在一定范围内影响渡槽的动力特性 ,槽内水位的高低及分布情况对渡槽的动力特性影响很大 .

大型双槽渡槽地震反应分析

为了得到比较精确的大型双槽渡槽结构的地震反应,根据渡槽结构复杂、影响动力因素较多等特点,采用8结点空间块体单元对渡槽槽身和槽墩进行有限元离散,分别用耦合自由度和多个弹簧单元分别模拟渡槽槽身横向拉杆、加劲肋和盆式橡胶支座,建立了大型双槽渡槽结构地震反应分析的有限元模型,计算了南水北调水利工程中的双洎河大型双槽渡槽的振动特性,并分别用反应谱法和时程分析法对该渡槽进行了地震反应分析,计算结果可为该渡槽的抗震设计提供参考。

台风倒槽内β中尺度低涡及特大暴雨的数值模拟

对 2 0 0 1年 7月 6～ 7日上海嘉定特大暴雨及β中尺度低涡进行大、中尺度分析 ,认为特大暴雨是在西太平洋副热带高压的西北侧、北部西风槽与南部台风倒槽相连的形势下形成的。利用改进的区域 η坐标模式 (REM)对这一过程进行了数值模拟 ,发现降水先于 β中尺度低涡形成 ,强降水是在“风速偶”之间的强辐合作用下触发的。探讨了“风速偶”特别是弱风中心形成的原因。根据模式输出的高时空分辨率物理量场对 β中尺度低涡与特大暴雨的形成进行分析 ,探讨了它们形成的机制 ,结果表明 β中尺度低涡的形成是由于强降水使气柱增暖加强了低空原有的正涡度的情况下形成的 ,低涡与降水存在正反馈机制 。

冬季大范围持续性极端低温事件与欧亚大陆大型斜脊斜槽系统研究进展

本文总结了近年来关于我国冬季大范围持续性极端低温事件(EPECE)及其对应的欧亚大陆大型斜脊斜槽系统的研究成果。EPECE和普通寒潮是冬季影响我国的两类不同时间尺度大型冷空气活动,对它们的异同点进行梳理和深入理解是非常必要的。最新研究进展可概括为如下:(1)基于极端低温站点的范围和极端低温过程的持续性特点,客观界定了我国冬季EPECE。近年来的研究表明,欧亚大陆大型斜脊斜槽系统是冬季EPECE形成和维持的主要关键环流系统。同时,鉴于大型斜脊斜槽系统的重要应用意义,建立了客观识别方法。(2)从前兆信号、环流演变、阻塞高压和反气旋式波破碎活动的角度,揭示了EPECE和普通寒潮事件之间的关键区别。全国类EPECE的发生具有一周之前的前兆信号,而普通寒潮并不存在这么早的前兆信号。EPECE以从乌拉尔山到东北亚的广阔区域的阻塞高压活动为关键特征,而普通寒潮则主要以区域性阻塞高压为其主要特征。这两类事件对应的阻塞高压活动的差异可由天气尺度波破碎活动的差异加以解释。(3)最新的研究解释了大型斜脊斜槽系统形成和维持的动力学机理。基本流场对位涡扰动的正压作用是大型斜脊斜槽系统的形成和维持最重要的动力学机制。基本流场通过变形场作功和线性平流使大型扰动维持和向下游发展。与阻塞高压不同,非线性作用并非大型斜脊斜槽系统维持的主要原因。

我国低纬高原地区初夏强降水天气研究I·2001年5月印缅槽维持期间云南暴雨及其中尺度特征

2001年5月云南除东北部的昭通地区外,先后出现了1949年以来罕见的大雨、暴雨和连阴雨天气过程,其中以5月30日1200 UTC^6月2日1200 UTC的暴雨过程最强。本文采用常规资料、加密的降水和卫星资料对其进行了分析。结果表明,此次强降水过程是在有利的环流背景下,由中尺度系统造成的。云南有着特殊的地理位置和气候条件,其降水过程与我国的东部及华南沿海大不相同,主要结果如下:1)印缅槽与东亚冷槽的相互作用,有利于西南地区暴雨的发生。2)低空急流的产生和加强与暴雨之间存在一定的关系,它不但为暴雨提供了丰富的水汽,还有可能造成位势不稳定层结,且急流上扰动可诱使对流不稳定发展,致使强降水的发生。3)在有利的大尺度背景下产生的近地层中尺度辐合线以及它们之间的相互作用是产生此次强降水的重要系统,这类辐合线与我国东部的降水系统有很大的不同,与云南的地形特点密切相关。4)云南及其周边的特殊地形为此次强降水的产生提供了帮助。雨团大部分在原地生消,移动较少,形成了两个少动的雨强中心,中尺度对流云团的产生和发展与中尺度辐合线相交区关系密切。5)对降水区三维结构的分析表明,中尺度对流系统强烈发展区的低层为强辐合、正相对涡度,高层为强辐散、负相对涡度;存在整体的上升气柱,并在其左右两侧为下沉气流,且此气柱是高湿、低层存在对流性不稳定。6)对水汽来源和收支分析表明,这次云南强降水的水汽可能主要来自于孟加拉湾。

基于历史记录评估日本南海海槽地震时我国江浙沪地区的海啸强度

2011年日本海沟发生的9级地震启示日本方面对其南海海槽的地震和海啸危险性重新进行评价,其海啸危险也引起了我国民众的关注。本文在日本南海海槽地震活动性和历史海啸事件记录资料分析的基础上,运用地震烈度评估类似的方法,从我国有记录的1498年、1707年、1854年3次日本南海海槽地震海啸事件分析认为,若日本南海海槽将来发生8~8.5级的巨大地震,产生的海啸对我国江浙沪区域的最大影响强度可评估为m=1级。

急斜煤层大段高开采采空场围岩稳定性

为了研究急斜煤层大段高开采采空场围岩的稳定性,利用相似模拟及理论分析,对急斜煤层大段高开采过程中的矿压显现特征及围岩变形规律进行了深入研究。结果表明:大段高开采条件下,支架的工作阻力并没有随着采深与段高的增加而大幅增加,工作面支架会受到其上方临时结构的保护。充填体沿槽形采空区域下移过程中对顶板岩层的结构支撑作用,有助于形成工作面上方暂时稳定的结构,控制顶底板的运动,有效降低工作面大范围悬空后顶板大范围垮落可能形成的灾害。该成果对于乌鲁木齐矿区及赋存有类似地质特征矿区急斜煤层的安全高效开采有积极的指导意义。

中国冬季极端低温事件的多尺度特征

利用1961—2010年中国487站逐日气温资料,以35°N为界分北方区域和南方区域研究中国冬季极端低温事件的多尺度变化特征。研究表明:南、北方区域极端低温站点发生率呈现出准双周的气候季节内振荡,南、北方区域冬季极端低温频数和强度的长期变化一致,均呈减小趋势,频数和强度的趋势变化分别为-0.247d/10a(北方)、-0.352d/10a(南方)和-0.332℃/10a(北方)、-0.467℃/10a(南方),南方区域减小更迅速。北方区域极端低温频数和强度的年际和年代际变化信号强度相当,南方区域则以年际变化为主。进一步研究表明,当极端低温频数的线性趋势由正值变为负值,相应的大气环流由北极涛动负位相变为正位相。对年际变化分量(<8a),北方区域极端低温事件偏多时,海平面气压场表现为2波的定常波结构,西伯利亚高压和阿留申低压增强,对流层中层贝加尔湖槽加强;南方区域极端低温事件偏多时,海平面气压表现为偶极子型的1波结构,欧亚大陆和大西洋为正距平,北美大陆和太平洋为负距平,对流层中层东亚大槽加强南伸。对年代际变化分量(≥8a),大气环流形势都表现为北极涛动负位相,南方区域不显著。

南海夏季风建立的气候特征及其机制的讨论

使用1998年南海季风试验期间高质量资料和NCEP/NCAR40年再分析资料分析了南海季风建立前后的大尺度环流特征和要素的突变及爆发过程。发现南亚高压迅速从菲律宾以东移到中南半岛北部,孟加拉湾槽加深加强,赤道印度洋西风加强并向东向北迅速扩展和传播,以及伴随的中低纬相互作用和西太平洋副高连续东撤是南海夏季风建立的大尺度特征。与此同时,亚洲低纬地区的南北温差和纬向风切变也发生相应的突变。数值试验结果表明,印度半岛地形的陆面加热作用在其东侧激发的气旋性环流对于孟加拉湾槽的加强有重要作用,并进而有利于南海夏季风先于印度夏季风爆发。

在土槽尺度下的硝态氮迁移模拟研究

农业非点源污染研究是当前环境问题研究领域的重点和难点.目前而言土槽尺度下非点源模型的研究较少.利用大型土槽和人工降雨装置来模拟无植被坡地单次降雨过程地表径流中硝态氮迁移过程.在此基础上,适当选取AN- SWERS-2000的子模块建立起具有一定机理的适用模型,来研究土槽尺度下无植被坡地单次降雨过程地表径流中硝态氮迁移过程.经过三次实验验证,模拟的径流总量误差在4%-15%之间,CP′_A在0.7-12之间;模拟的硝态氮总量误差的绝对值在9%-17%之间,CP′_A在0.6-1.1之间.结果显示降雨径流、硝态氮浓度模拟结果与实际观测值有较好的一致性,模型模拟效果较好,模型可用于该尺度下硝态氮迁移量计算,具有一定的研究参考价值.

大型槽式聚光器面形摄影测量网络规划方法研究

大型槽式太阳能聚光器抛物型镜面尺寸大,要求测量精度高,需要合理稳定的摄影测量网络完成对抛物面形的三维重构。为了提高对聚光器面形的检测精度,避免测量网络选择的盲目性,提出并实现了一种基于遗传算法的摄影测量网络规划方法,研究空间点目标的三维重构过程,将空间点三维重构不确定度作为评价网络优劣的依据并设计遗传算法。针对实验室控制场及太阳能聚光器镜面实际场,首先根据实际测量环境约束进行仿真研究,得到优化后的摄影测量网络,然后通过实测实验对仿真结果进行验证。实验结果表明,在给定测量条件下,利用仿真得到的摄影测量网络进行布站,可以提高面形测量精度,验证了算法的可行性。

急斜煤层大段高开采可行性试验研究

以新疆乌鲁木齐矿区六道湾煤矿B4+6急斜特厚煤层为研究对象,采用数值模拟手段,对急斜煤层短壁工作面进行大段高开采的可行性进行了模拟研究。研究表明:65°左右的急斜煤层,即便是30m大段高工作面,开采后工作面上方采空区域的岩块能沿下分段工作面开采后形成的槽形采空区域下移充填,对顶板岩层形成有效支承,从而在岩层控制方面避免了由于开采空间的增大而围岩大范围的垮落,证明六道湾煤矿B4+6急斜特厚煤层进行大段高开采是可行的。

一次远距离台风暴雨中尺度对流系统的分析

利用多普勒雷达、气象卫星、自动气象站等监测数据以及NCEP/NCAR再分析资料,对安徽省一次远距离台风暴雨中尺度对流系统的环流背景、内部结构及其演变进行了系统分析。结果表明:1)低层台风外围偏东气流的输送使得暴雨区增温增湿,进而增强中纬度大气的不稳定度;西风槽前的上升运动有利于暴雨区低层辐合的加强和垂直运动的发展维持。2)强降水过程主要由两个β中尺度对流系统造成,在暴雨区上空β中尺度对流系统的新生维持是强降水维持较长时间的重要原因。3)雷达回波和地面要素场上,强降水表现为两个β中尺度的对流系统的生成发展,中尺度对流系统锋生的原因虽各有不同,但对流的发展与地面中尺度辐合线和加强的中尺度低压有关。γ中尺度的强对流单体是造成局地降水峰值的直接原因。4)两段强降水的出现都表现出中纬度系统和台风外围气流的相互作用,低层冷空气的触发以及西风槽前暖湿气流的加强都会使降水有明显的增幅。5)雷达速度场上,β中尺度对流系统的加强和低层暖湿气流的加强紧密相关。γ中尺度对流系统的生成则是由速度场上小尺度的风速辐合造成。

湖北十堰“05.8”台风倒槽特大暴雨的多尺度分析

受"珊瑚"台风倒槽的影响,2005年8月14日晚至15日凌晨在十堰市的房县、竹山和丹江口部分地区出现了一次特大暴雨天气过程。利用常规气象资料、卫星云图资料、地面加密气象资料,对此次强降水过程进行了多尺度分析。结果表明:(1)副热带高压的阻挡、地面弱冷空气的扩散、中低纬度环流系统的相互作用及低空急流对水汽的输送,是影响此次强降水过程的主要大尺度环流背景;(2)暴雨发生前存在较为明显的中尺度露点锋和地面中尺度辐合线;(3)卫星云图上有组织的中尺度对流系统(MCS)的发生、发展、成熟与消散对强降水临近预报预警有着重要的指示作用。