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1.
沈世伟  吴飞  甘霖  姜满 《探矿工程》2021,48(1):120-128
对不同初始饱和度红砂岩冻融循环前后进行物理及力学试验研究,探讨初始饱和度对红砂岩冻融损伤的影响。本文设定红砂岩试样初始饱和度为20%、40%、60%、80%、100%,冻融次数设定为20次,对冻融前后试样分别测定质量、纵波波速以及进行单轴压缩试验。试验结果表明:1)冻融后不同初始饱和度红砂岩的物理性质发生变化,纵波波速降低、质量减小,但变化程度不同;2)随饱和度的增大,试样经冻融后峰值强度和弹性模量均呈降低趋势,但只有饱和度大于60%时,降低趋势较明显。本文研究为寒区隧道及地下工程建设以及岩土地质灾害监测与治理提供理论依据和试验基础。  相似文献   
2.
基于计算流体力学的寒区土壤水热耦合模型研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
土壤水文过程(水分运移和传热)及其对气候变化的响应是寒区水文学的前沿问题。然而,冻土的存在使得寒区土壤水文过程变得极其复杂。此外,寒区自然环境恶劣,较难获取长时间序列和高分辨率的野外观测资料。近年来,充分利用已有的观测数据,构建寒区土壤水热耦合模型,并开展相应的数值模拟研究,已成为理解寒区土壤水文物理过程,揭示其动力学机制的重要途径。基于寒区土壤水文物理过程和计算流体力学方法,构建了高分辨率、适用于完全饱和状态下的寒区土壤水热耦合模型,且自主研发了相应的数值求解器和软件包。随后,通过一系列完全饱和状态下的验证算例,如经典的一维传热方程解析解、被广泛应用的二维基准测试算例和室内土柱冻结实验等,对已构建的模型进行了系统的检验。模型模拟结果与解析解、基准算例的结果以及实验数据相比,均有较好的一致性,表明该模型较为准确且高效地模拟了寒区土壤在完全饱和状态下的水分运移和传热过程,尤其能够精细刻画冻土水-冰相态变化等关键过程,有望成为研究寒区土壤水文过程的有力工具。  相似文献   
3.
Long-term experimental watershed studies have significantly influenced our global understanding of hydrological processes. The discovery and characterization of how stream water quantity and quality respond to a changing environment (e.g. land-use change, acidic deposition) has only been possible due to the establishment of catchments devoted to long-term study. One such catchment is the Fernow Experimental Forest (FEF) located in the headwaters of the Appalachian Mountains in West Virginia, a region that provides essential freshwater ecosystem services to eastern and mid-western United States communities. Established in 1934, the FEF is among the earliest experimental watershed studies in the Eastern United States that continues to address emergent challenges to forest ecosystems, including climate change and other threats to forest health. This data note describes available data and presents some findings from more than 50 years of hydrologic research at the FEF. During the first few decades, research at the FEF focused on the relationship between forest management and hydrological processes—especially those related to the overall water balance. Later, research included the examination of interactions between hydrology and soil erosion, biogeochemistry, N-saturation, and acid deposition. Hydro-climatologic and water quality datasets from long-term measurements and data from short-duration studies are publicly available to provide new insights and foster collaborations that will continue to advance our understanding of hydrology in forested headwater catchments. As a result of its rich history of research and abundance of long-term data, the FEF is positioned to continue to advance understanding of forest ecosystems in a time of unprecedented change.  相似文献   
4.
Large wood (LW) is an ecosystem engineer and keystone structure in river ecosystems, influencing a range of hydromorphological and ecological processes and contributing to habitat heterogeneity and ecosystem condition. LW is increasingly being used in catchment restoration, but restored LW jams have been observed to differ in physical structure to naturally occurring jams, with potential implications for restoration outcomes. This article examines the structural complexity and ecosystem engineering effects of LW jams at four sites with varying management intensity incorporating natural and restored wood. Our results reveal: (i) structural complexity and volume of jams was highest in the site with natural jams and low intensity riparian management, and lowest in the suburban site with simple restored jams; and (ii) that structural complexity influences the ecosystem engineering role of LW, with more complex jams generating the greatest effects on flow hydraulics (flow concentration, into bed flows) and sediment characteristics (D50, organic content, fine sediment retention) and the simplest flow deflector-style restored jams having the least pronounced effects. We present a conceptual model describing a continuum of increasing jam structural complexity and associated hydromorphological effects that can be used as a basis for positioning and evaluating other sites along the management intensity spectrum to help inform restoration design and best practice.  相似文献   
5.
With the increasing development of coalbed methane (CBM) field, the quantitative characterization and evaluation of coal reservoir physical properties is becoming more and more important to CBM scale development. In order to solve the limitations of conventional methods for testing coal reservoir physical properties, the authors used the high-tech technologies such as nuclear magnetic resonance technology and CT scanning technology to effectively solve the problems of in-situ and integrity of rock samples and acquire the porosity and permeability. Nuclear magnetic resonance and CT scanning experiments of coal samples were carried out to rapidly obtain the pore type, pore size distribution and connectivity, effective porosity, spatial distribution of pore fissures and other refined coal reservoir physical parameters, based on the samples of middle and low rank coal in Shenfu block and high rank coal in Shizhuangnan block. So a set of quantitative characterization analysis technology that can be applied to coal reservoirs with different coal rank was formed.  相似文献   
6.
基于ERA-40再分析资料以及多尺度子空间变换和多尺度能量分析方法,探讨了大西洋阻塞高压平流层底部冷中心的形成机制,发现该冷中心形成的根本原因为16 d以下(高频尺度)和64 d以上过程(基本气流)向阻高尺度有效位能的正则传输,所获得有效位能在阻高尺度内被输运到西北和东南侧,并转换成动能,起到使阻高强度增加或者维持的作用。这种过程在西北侧表现得尤为明显,这可能是阻高形态不断向西北侧扩展的原因。在传统的认知中,大气有效位能从大尺度向小尺度传输,但本研究发现,阻高发生时,有效位能在平流层底部的传输方向表现为从高频尺度和基本气流尺度同时向阻高尺度传输。此外,前人的研究表明,阻高发展加强之后对流层中阻高动能向有效位能转化使得阻高消亡,而本文的分析表明两种能量的转换方向在平流层底部完全相反——由有效位能向动能转换,起到了使阻高加强或维持的作用。最近的研究表明对流层顶附近的动力学对于阻高的发展和维持非常重要,上述发现增进了对这些动力学深层的了解。  相似文献   
7.
以广州市20个典型社区为例,构建多元线性回归模型,探讨了绿色空间对居民休闲性体力活动的影响,并剖析绿色空间对不同类型社区居民休闲性体力活动影响的作用机制。结果发现:1)不同类型社区居民的休闲性体力活动水平存在明显差异,低档社区的为782.99 MET-min/w,中档社区的为871.70 MET-min/w,高档社区的为1 227.91 MET-min/w;2)影响不同类型社区居民休闲性体力活动水平的绿色空间因素有所不同,低档社区、中档社区和高档社区的显著因子分别为“到最近公园广场距离”“邻里绿化覆盖率”和“健身活动设施数量”;3)绿色空间对休闲性体力活动水平影响的作用机制存在社区差异,低档社区居民休闲性体力活动主要受到成本作用的约束,中档社区居民主要受绿化环境作用影响,而高档社区居民主要受机会作用影响。  相似文献   
8.
River deltas and associated turbidity current systems produce some of the largest and most rapid sediment accumulations on our planet. These systems bury globally significant volumes of organic carbon and determine the runout distance of potentially hazardous sediment flows and the shape of their deposits. Here we seek to understand the main factors that determine the morphology of turbidity current systems linked to deltas in fjords, and why some locations have well developed submarine channels while others do not. Deltas and associated turbidity current systems are analysed initially in five fjord systems from British Columbia in Canada, and then more widely. This provides the basis for a general classification of delta and turbidity current system types, where rivers enter relatively deep (>200 m) water. Fjord-delta area is found to be strongly bimodal. Avalanching of coarse-grained bedload delivered by steep mountainous rivers produces small Gilbert-type fan deltas, whose steep gradient (11°–25°) approaches the sediment's angle of repose. Bigger fjord-head deltas are associated with much larger and finer-grained rivers. These deltas have much lower gradients (1.5°–10°) that decrease offshore in a near exponential fashion. The lengths of turbidity current channels are highly variable, even in settings fed by rivers with similar discharges. This may be due to resetting of channel systems by delta-top channel avulsions or major offshore landslides, as well as the amount and rate of sediment supplied to the delta front by rivers. © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   
9.
70年来中国化学海洋学研究的主要进展   总被引:5,自引:3,他引:2  
我国的海洋化学工作者通过70年来,特别是近30年来的化学海洋学研究,实现了我国与世界先进水平进入同步发展的快车道,其显著的特点是:(1)化学海洋学研究从元素地球化学分布系统转向了以揭示深层次海洋生物地球化学过程为核心的研究;(2)化学海洋学研究实现了多领域、多视点的综合交叉研究;(3)更加关注了人为影响与自然变化共同作用下的海洋生态环境变化研究,对近海和海岸带而言,更加注重从海陆统筹一体化角度探析化学物质的分布迁移特征。本文从生源要素的海洋生物地球化学过程、微/痕量元素与同位素的海洋化学研究、生物过程作用下的化学海洋学过程等角度,重点总结归纳和分析了30年来我国海洋化学研究的重要进展和发展状况,以期对化学海洋学的进一步研究提供借鉴和启迪。  相似文献   
10.
赵求东  赵传成  秦艳  苌亚平  王建 《冰川冻土》2020,42(4):1285-1298
木扎提河是天山南坡冰川面积覆盖率最大(48.2%)的河流, 流域径流过程对气候变化极为敏感, 为了合理管理和规划水资源, 确保水资源的可持续利用, 亟需定量评估气候变化对该流域水文过程的影响。以VIC-CAS分布式水文模型为计算平台, 利用实测的径流和两次冰川编目间的冰川面积变化数据开展了模型的多目标参数化校正和验证, 有效提高了模拟结果的“真实性”, 然后通过数值模拟结果结合观测数据定量解析了流域径流的组成、 变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明: 木扎提河总径流集中在暖季(5 - 9月), 占全年总径流量的77.9%, 冰川径流、 融雪径流和降雨径流分别占总径流量的66.6%、 26.4%和7.0%。1971 - 2010年木扎提河流域气温和降水呈显著增加趋势, 由于降水的增加, 降雨和融雪径流均呈增加趋势, 但冰川径流呈现明显减少趋势, 导致总径流呈现下降趋势。在RCP4.5情景下, 未来该流域气温呈现明显升高趋势, 降水表现为微弱下降趋势; 气候变暖后, 更多降水以降雨形式发生, 未来降雨径流将明显增加, 降雪和融雪径流已于20世纪90年代达到峰值, 随后明显减少; 冰川面积将持续萎缩, 冰川径流于21世纪10年代达到拐点, 随后明显减少, 导致河道总径流量也将明显减少。  相似文献   
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