A three-layer model for the thermal structure in the Huanghai Sea

A one-dimentional three-layer model for the thermal structure in the Huanghai Sea is presented in this study, me model consists of the upper mixed layer caused by heating and wind mixing, the lower mixed layer driven by tidal mixing, and the thermocline with certain thickness. The entrainment velocities of the upper and lower layers are obtained respectively. The results show that the model is capable of describing the development and decline processes of the seasonal thermocline in the Huanghai Sea, simulating successfully the Huanghai Sea Cold Water Mass, the nearshore front and surface cold water off North Jiangsu and explaining reasonably their formation mechanisms as well as the strong thermocline off Qingdao. It is suggested that the tidal mixing plays key role in the formation of the nearshore front off North Jiangsu and the strong thermocline off Qingdao. The wind mixing and the tidal mixing make the lower layer water with high nutrients go up to the upper layer. This physical process may be significant for biological plant production.

砂土-高密度海绵垫层棚洞力学特性研究

依托某隧道洞口工程,探究更为有效的落石冲击防护结构,采用1∶10几何相似模型试验与LS-DYNA数值计算方法,揭示落石冲击作用下砂土-高密度海绵复合垫层力学响应机理。模型试验结果表明:添加3、6 cm高密度海绵构成复合垫层,顶板腹部中心应力峰值由1.71 MPa依次下降至0.75、0.24 MPa,降幅为55.90%、86.43%。与试验等比数值计算结果表明:添加3、6 cm海绵构成复合垫层,顶板腹部中心应力峰值由1.13 MPa降至0.57、0.22 MPa,降幅可达49.73%、80.35%。实际工况数值计算结果表明:复合垫层棚洞应力水平大幅降低,板内应力整体较均匀且中心位置应力集中状态已基本消除,应力曲线已由纯砂土垫层的折线形式变化为波浪式,应力峰值由5.63 MPa降至1.77 MPa,降幅可达68.56%。位移峰值由-3.08 mm降至-2.51 mm,加速度峰值由514 m/s 2降至445 m/s 2。

基于解释结构模型的海绵城市建设风险因素分析

为加强风险管理者对海绵城市建设风险的理解和管控,运用扎根理论方法对文献资料分析归纳总结,进行风险识别,构建关键风险因素清单和风险因素作用关系。结果表明,风险因素可分为威胁性风险和脆弱性风险,并通过复杂的多因素作用方式导致风险事件发生。在风险因素关系基础上,运用解释结构模型(interpretative structural model,ISM)和交叉影响矩阵相乘法(matrices impacts croises-multiplication appliance classment,MICMAC)构建海绵城市建设风险因素层次结构关系、驱动力和依赖度值。海绵城市建设风险因素可划分为L_(1)和L_(2)两个层级,社会、技术、资金和管理位于L_(1)层,是导致海绵城市建设风险直接因素,具有高依赖性,而经济、法规政策和自然位于L_(2)层,是导致海绵城市建设间接因素,具有高驱动力。

动荷载作用下结构性软土微结构变化的分形研究

为探讨天津滨海新区典型结构性软土的动力特性,采用动三轴试验和压汞试验,对交通荷载作用下结构性软土微观结构变化进行了研究。取原状土和动荷载作用后的土样进行压汞测试,用分形理论对压汞测试数据进行分析,探讨孔隙分布特征,提出孔径划分的方法,给出了卓越频率与土体孔隙变化的规律。研究结果表明:在动荷载作用后,天津滨海新区典型软土的孔隙分布发生改变,可分为3种类型;利用Menger海绵模型研究交通荷载作用下结构性软土的孔隙分布特性是可行的;用孔隙分维数可实现对卓越频率的预测以及路基土体变形行为的机制分析。

西部干旱半干旱露天煤矿生态重构技术难点及发展方向

露天煤矿开采对生态环境最严重和直接的影响是对水资源破坏与土地资源的挖损占压,以及对生态系统的物种破坏。西部干旱半干旱露天矿区生态重构的关键是水资源保护与利用、排土场土层结构重构、表土改良和植被优化组合。西部干旱半干旱露天矿区生态重构核心技术是研发露天矿区岩层结构与含水量探测技术,监测地下水存在的范围与边界。以水资源量为约束,构建排土场近地表合理的土层结构,实现重构土层保水涵水动态协调供给。提出干旱半干旱露天矿排土场近地表高效低成本的表土生态层-涵水层-隔水层的3层土层重构结构模型,研发物探检测成套技术与装备,监测矿坑水来源、排土场土层结构与含水率,保证生态工程水资源有效利用。结合土地的生态承载力,对排土场重构生态进行功能分区与景观设计。开发新型微生物菌剂培养配方,揭示微生物改良土壤及抗逆境机理,形成较好的有机生物立体生态重构模式,可产生较好的经济、生态和社会效益,促进矿区绿色可持续发展。通过对西部干旱半干旱露天矿区及其周边环境动态观测,在生态条件差的地区,人工干预能有效地打破原始生态禁锢,刺激生态正向发展,获得西部干旱半干旱露天矿区自然与人工生态协调发育规律。解豁了科技界担心大规模的煤炭开发使西部干旱半干旱地区的生态环境进一步恶化,造成“雪上加霜”效应的难题。同时针对西部干旱半干旱区露天矿排土场重构土壤的结构差、肥力低、植物种类单一,重构生态难的现状,采用微生物-植物联合修复技术,研发多型号生物修复菌剂和基质,有效地促进了植物根系发育,增强了植物抗土壤压实、养分贫瘠、干旱缺水及易盐碱化等逆境的生理生化反应,人工干预重构后的生态环境比原生态效应提高10倍以上。实践了西部露天煤矿区开发金山银山,再造绿水青山的生态理念。

海绵城市建设背景下公众降低洪涝风险支付意愿研究——以江苏省海绵城市建设试点为例

当前,我国正处于海绵城市建设的关键时期,但公众参与度不足、参与体制不健全等问题都不利于海绵城市建设的试点推广和长效运营。通过调查公众降低洪涝风险支付意愿来量化评估公众对海绵城市建设试点的支持程度和参与意愿。以江苏省3个省级试点城市(南京、苏州、连云港)为例,构建基于洪涝风险和海绵城市认知的支付决策框架,通过结构方程模型检验影响因子及其作用机制。结果显示,虽然公众对海绵城市关注度较低但支付意愿较高;海绵城市认知和洪涝风险认知是支付意愿的主要影响因子,不同城市的公众支付意愿及其影响因素有所差异。

基于结构方程模型的海绵城市PPP项目风险识别和分析

现今我国水生态环境状况不容乐观,国家大力倡导海绵城市PPP项目建设治理。文章通过文献阅读法、案例比较法和专家访谈法识别海绵城市PPP项目全生命周期风险因素,分析研究得出政治风险、市场风险、自然风险、建设风险和运营风险五类一级风险指标和22个二级风险指标;再用问卷调查法和结构方程模型对海绵城市PPP项目风险指标进行实证研究,进而对影响海绵城市PPP项目风险指标排序,并对各风险指标针对性提出降低或转移风险的应对方案,以期对海绵城市PPP项目风险研究提供参考和借鉴。

海绵城市水文评价指标研究——以西北地区为例

为了提高海绵城市建设在不同地区的针对性,以西北地区为例,对气候、地质条件以及城市面临的主要水问题进行分析。结合国内外已有的海绵城市评价指标和西北地区的特点,从水安全、水生态、水环境和水资源4个方面构建该地区的海绵城市水文评价指标。然后采用结构方程模型验证评价指标的合理性,分析各指标的重要性程度。

海绵城市规划政策及建设适宜措施研究

为了更好地推动海绵城市的建设与实施,促进城市内部雨洪管理模式与城市生态环境的发展,本研究梳理了中国海绵城市政策的发展历程,以华南地区的海绵城市为主要研究对象,并以4种海绵城市相关专业专家为调查对象,从环境危机感、责任归属感、优点认同、政策拥护以及海绵城市的建设措施方面进行问卷调查。首先建立"危机-行为"理论模型并利用结构方程分析法揭示相关专业人员对环境问题的意识、对海绵城市政策的拥护程度数理关系。其次,分析适宜华南地区建设的海绵城市措施,得出"竖向结合天然河道"的建设措施具有最高的区域针对性。同时,基于区域发展现状与区位环境特征,提出可融入政策的措施制定方法,为相关政策与实施策略的制定提供依据和参考。

基于海绵城市建设的水文地质结构模型构建——以武汉市长江新城起步区为例

水文地质条件对海绵城市建设适宜性及海绵城市设施的布设有重要影响。针对传统平剖面图无法全面反映水文地质条件的问题,借助三维可视化手段,综合地形起伏、地层结构和含水岩组在三维空间上的展布特点及其相互关系,揭示各项因素对海绵城市建设的制约关系。以武汉市长江新城起步区为例,根据研究区钻孔数据、地面高程及水文地质资料,利用GMS软件构建了三维水文地质结构模型,很好地显示了研究区地层情况、地形起伏和含水层厚度,结合土地利用类型分布,为海绵城市设施的布置和水文地质条件适宜性评价提供了基础依据。研究结果表明,长江新城起步区大部分区域建设海绵城市的水文地质条件适宜性较低,根据不同地区实际情况,采取布设水利工程、下沉式绿地、生物滞留池等设施,连通浅层地下水,并结合市政雨水管网,增强其排水能力。

多孔LiOH孔隙特征及CO_(2)流动特性数值模拟

为了研究二氧化碳在新型多孔LiOH吸附剂孔隙中的流动规律,基于Sierpinski-Menger海绵结构建立三维分形孔隙模型,利用Fluent软件对LiOH孔隙中的气体流动进行数值模拟,分析不同流动速度(1、0.1、0.01 mm/s)下的流动规律。模拟结果表明,气体在海绵结构中流动具有分形特性,CO_(2)速率与动压在不同级数模型中分布一致,具有明显的对称性与相似性,说明在分形维数相同的情况下,不同级数模型具有相同的分形特征。通过对比3种入口气体流速(1、0.1、0.01 mm/s)对二氧化碳体积分数分布的影响,可知入口气体流速的增加有利于二氧化碳分布均匀,在允许的范围内增加入口气体流速有利于二氧化碳的吸附,提高LiOH吸附剂的吸附率。入口气体流速的改变只能改变CO_(2)动压、CO_(2)速率、总压的值,不影响它们在流场内的分布。这是由Sierpinski-Menger海绵分形模型自身的分形特性决定,不受边界条件的影响。可以得出总压力降与入口气体流速成线性关系。