A two-layer model for studying 2D dissolved pollutant runoff over impermeable surfaces     

Taotao Zhang  Yang Xiao  Dongfang Liang  Hongwu Tang  Junzeng Xu  Saiyu Yuan  Nairu Wang  Bin Luan 《水文研究》2021,35(5):e14152

Dissolved pollutants in stormwater are a main contributor to water pollution in urban environments. However, many existing transport models are semi-empirical and only consider one-dimensional flows, which limit their predictive capacity. Combining the shallow water and the advection–diffusion equations, a two-dimensional physically based model is developed for dissolved pollutant transport by adopting the concept of a ‘control layer’. A series of laboratory experiments has been conducted to validate the proposed model, taking into account the effects of buildings and intermittent rainfalls. The predictions are found to be in good agreement with experimental observations, which supports the assumption that the depth of the control layer is constant. Based on the validated model, a parametric study is conducted, focusing on the characteristics of the pollutant distribution and transport rate over the depth. The hyetograph, including the intensity, duration and intermittency, of rainfall event has a significant influence on the pollutant transport rates. The depth of the control layer, rainfall intensity, surface roughness and area length are dominant factors that affect the dissolved pollutant transport. Finally, several perspectives of the new pollutant transport model are discussed. This study contributes to an in-depth understanding of the dissolved pollutant transport processes on impermeable surfaces and urban stormwater management.  相似文献   

2018年9月8日墨江地震及周边地区构造应力场特征分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

李泽潇  万永革  崔华伟  李振月  胡晓辉  黄骥超  靳志同 《地球物理学报》2020,63(4):1431-1443

2018年9月8日,云南省墨江县发生MS5.9地震并伴随一系列余震,探究该地震周围的应力场对于理解该地震的发生机制和后续地震的发展趋势具有着重要的参考意义.本研究收集了震源及其邻区中前人研究和Global CMT所给出的震源机制资料,对该地区进行了构造应力场反演,并同时利用反演得到的应力张量模拟墨江地区的震源机制解表现.结果表明:(1)在应力轴整体分布上,自西向东σ1轴(压轴)从NNE-SSW向逐渐转向NNW-SSE向,σ3轴(张轴)从WWN-EES向逐渐转向WWS-EEN向,张轴呈弧形分布,压轴呈放射状分布.(2)在应力轴倾伏角上,研究区域内的压应力轴和张应力轴倾伏角都比较小,即两轴均接近水平.(3)R值分布大体是在东南部相较于西北部大,结合当地地质背景分析得到,物质逃逸自西北向东南呈逐渐变缓的趋势.(4)利用反演得到的应力张量和应力状态计算墨江地震震源区的相对剪应力和相对正应力大小.由此推测,墨江地震恰好发生在相对剪切应力值和相对正应力正值最大的节面上.从而可以确定墨江地震的发震节面的基本参数:走向216.32°,倾角86.91°,滑动角0.27°,相对剪应力值0.9,相对正应力值0.3.本研究为此次墨江地震的发震背景和地震动力学研究提供了基础性资料.  相似文献   

一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法          下载免费PDF全文

黄继伟  刘洪 《地球物理学报》2020,63(8):3091-3104

传统的伪谱(PS)方法,采用傅里叶变换(FT)计算空间导数具有很高的精度,每个波长仅需要两个采样点,而时间导数采用有限差分(FD)近似因而精度较低.当采用大时间步长时,由于时空精度不平衡,PS法存在不稳定性问题.原始的k-space方法可以有效地克服这些问题但是却无法适用于非均匀介质.为了提高原始k-space方法模拟非均匀介质波动方程的精度,我们提出了一种新的k-space算子族.它是用非均匀介质的变速度代替原k-space算子中的常数补偿速度构造得到,引入低秩近似可以高效求解.我们将构造的新的k-space算子应用于耦合的二阶位移波动方程,而不是交错网格一阶速度应力波动方程,使模拟弹性波的计算存储量减少.我们从数学上证明了基于二阶波动方程的k-space方法与基于一阶波动方程的k-space方法是等价的.数值模拟实验表明,与传统的PS、交错网格PS和原始的k-space方法相比,我们的新方法可以在时间和空间步长较大的均匀和非均匀介质中,为弹性波的传播提供更精确的数值解.在保持稳定性和精度的同时,采用较大的时空采样间隔,可以大大降低数值模拟的计算成本.  相似文献   

Characterizing spatial and temporal variation in 18O and 2H content of New Zealand river water for better understanding of hydrologic processes     

Jing Yang  Bruce D. Dudley  Kelsey Montgomery  Will Hodgetts 《水文研究》2020,34(26):5474-5488

Time series of hydrogen and oxygen stable isotope ratios (δ²H and δ¹⁸O) in rivers can be used to quantify groundwater contributions to streamflow, and timescales of catchment storage. However, these isotope hydrology techniques rely on distinct spatial or temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O within the hydrologic cycle. In New Zealand, lack of understanding of spatial and temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O of river water hinders development of regional and national-scale hydrological models. We measured δ²H and δ¹⁸O monthly, together with river flow rates at 58 locations across New Zealand over a two-year period. Results show: (a) general patterns of decreasing δ²H and δ¹⁸O with increasing latitude were altered by New Zealand's major mountain ranges; δ²H and δ¹⁸O were distinctly lower in rivers fed from higher elevation catchments, and in eastern rain-shadow areas of both islands; (b) river water δ²H and δ¹⁸O values were partly controlled by local catchment characteristics (catchment slope, PET, catchment elevation, and upstream lake area) that influence evaporation processes; (c) regional differences in evaporation caused the slope of the river water line (i.e., the relationship between δ²H and δ¹⁸O in river water) for the (warmer) North Island to be lower than that of the (cooler, mountain-dominated) South Island; (d) δ²H seasonal offsets (i.e., the difference between seasonal peak and mean values) for individual sites ranged from 0.50‰ to 5.07‰. Peak values of δ¹⁸O and δ²H were in late summer, but values peaked 1 month later at the South Island sites, likely due to greater snow-melt contributions to streamflow. Strong spatial differences in river water δ²H and δ¹⁸O caused by orographic rainfall effects and evaporation may inform studies of water mixing across landscapes. Generally distinct seasonal isotope cycles, despite the large catchment sizes of rivers studied, are encouraging for transit time analysis applications.  相似文献   

平面不规则基础隔震结构抗扭设计研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

黄小宁  王威  王宁  杜永峰 《地震工程学报》2020,42(5):1283-1288

针对平面不规则结构在水平地震作用下的振动特性，通过调整隔震层隔震支座的布置，得到3种不同工况的隔震层刚心与上部结构质心、刚心相对位置关系，分别以楼层位移和层间位移为指标的扭转位移比，作为平面不规则基础隔震结构扭转响应指标，利用弹塑性时程分析方法，通过对3种不同工况的扭转指标对比分析研究，提出适用于平面不规则基础隔震结构的抗扭设计方法。结果表明：对于平面不规则结构，应在保证隔震层扭转位移比小于1.2的基础上，使隔震层的刚心和上部结构的刚心分别位于上部结构质心的两侧，可有效控制上部结构的扭转。  相似文献   

中学地理科学实验的六大类型及其案例分析     

杨崝源  段玉山  姚泽阳  马倩怡  刘妍君 《地理教学》2020,(3):9-15

依据实验的根本目的,为拓展学生对地理过程的理解,体验真实的地理原理,笔者将中学地理科学实验划分为经典实验室实验、时间变化模型实验、类比实验、空间变化模型实验、物理模型实验以及计算机模型实验六大类型,并对每一类型实验进行举例分析,希望以此深化地理科学实验的理论研究、丰富地理科学实验的实践案例、培养学生的地理核心素养,为地理科学实验教学研究提供新的视角。  相似文献   

地理试题透视六大解题思维——以浙江省选考试题为例     

杨明 《地理教学》2020,(1):52-55,39

思维是指人脑借助于语言对客观事物的概括和间接反应的过程,以感知为基础,又超越感知的界限,它探索与发现事物的内部本质联系和规律性,是认识过程的高级阶段。目前国内针对地理解题的思维研究相对较少,本文以浙江省历年选考地理试题为例,总结和提炼出六大解题思维,即:逆向思维、收支平衡思维、比较思维、发散思维、空间思维、辩证思维,旨在帮助学生掌握分析和解答地理问题的方法,从而有效提升高中地理学习和复习效果,增强学生学习地理的兴趣。同时在培养学生的地理解题思维过程中,落实地理学科核心素养的培育。  相似文献   

干旱区地表温度和热岛效应演变研究——以宁夏沿黄城市带为例          下载免费PDF全文

孙灏  马立茹  蔡创创  黄涛  吕林涛  阮琳  陈伟 《干旱区地理》2020,43(3):694-705

宁夏沿黄城市带位于宁夏东北部，不仅是干旱地区地理研究的重点区域，也是宁夏经济发展的核心区域。基于2000—2018年的MODIS地表温度、土地覆盖类型以及植被覆盖率数据，通过计算热岛比例指数 (URI)，利用Mann-Kendall非参数检验及Sen’s斜率估计法，对宁夏沿黄城市带近20 a白天和夜间的地表温度（LST）和热岛效应时间变化进行分析。结果表明：（1） 近20 a来，宁夏沿黄城市带大部分地区[WTBX]LST变化不显著，但在植被覆盖率增加区域，白天LST显著减小而夜间LST显著上升；植被覆盖率减小区域与之相反；夜间LST[WTBZ]变化幅度强于白天。（2） 宁夏沿黄城市带的热岛效应通常在白天较弱、在夜间较强；白天和夜间时刻的城市热岛效应在一年内呈现不同的季节变化特点,白天春冬较强，夜间夏季较强；过去近20 a，宁夏沿黄城市带白天热岛效应呈现稍微减弱趋势，夜间热岛效应呈现稍微增强趋势，但变化趋势均不显著。（3） 从植被覆盖率和地物类型两个影响因素的研究表明，植被覆盖率是影响地表温度变化的重要因素，城建区与郊区主要地物温差的改变是城市热岛强度变化的重要原因。从长时间序列变化的角度详细分析干旱区城市热岛的特征和变化原因，可为干旱区城市热岛带来的环境问题治理提供参考，也为研究干旱区热岛提供了借鉴。  相似文献   

科尔沁湿草甸参考作物蒸散发模拟分析     

李霞  刘廷玺  段利民  王冠丽  童新  周亚军  杨晓君 《中国沙漠》2020,40(2):134-143

为探明气候变化下干旱半干旱地区湿草甸参考作物蒸散发(ET₀)影响因子,使用FAO 56 P-M模型对科尔沁湿草甸ET₀进行模拟,利用涡度相关系统对模型的适用性进行评价,并通过通径分析及指标敏感性分析对ET₀的影响因子进行辨识。结果表明:(1)小时尺度模拟精度最高,日尺度次之,月尺度较差,小时尺度上晴、阴、雨3种天气条件下模拟效果不同,晴天最优,阴雨天较差。(2)ET₀年内变化呈单峰曲线状,生长季明显高于非生长季,集中在3—10月,占全年89.79%。生长季典型晴天ET₀逐小时分布特征遵循倒“U”单峰型变化规律。(3)通径分析结果显示,对ET₀的通径系数以及对回归方程估测可靠程度E的总贡献均表现为VPD(饱和水汽压差) > T_min(最低气温) > R_n(冠层表面净辐射)>u₂(2 m高度风速),即VPD为影响ET₀最重要的因子;指标敏感性分析中,在去除VPD后引起的E变化最大,说明ET₀对VPD的变化最为敏感,其次为u₂、T_min和R_n。  相似文献   

基于细分行业的安徽省创新型企业集聚研究     

白如山  胡森林  庄良  刘岩  刘恺恺  黄鹏娜 《世界地理研究》2020,29(6):1190-1201

创新型企业作为塑造创新地理格局的重要力量，其区位选择的外部特征及内在机理亟须予以系统化研究。基于对安徽省创新型企业的细分行业与空间建库，采用核密度估计和地理探测器等方法，对细分行业下的创新型企业空间集聚特征及影响因素进行研究。结果表明：（1）安徽省创新型企业类型以先进制造和自动化为主，并以生物与新医药、新材料、电子信息为辅；（2）创新型企业空间集聚的不均衡特征显著，呈现出“一核一带多节点”的集聚分布特征，且合肥、芜湖是两个重要集聚区；不同细分行业视角下创新型企业的空间分布形态各异，可归纳为点-轴式、极核式、双核式及多核分散式等4种空间组织形态。（3）创新型因子对于创新型企业的空间集聚最为重要，但传统型和政策型因子的重要性仍不容忽视。其中，产业基础、人力资本、创新投入是最核心的因素，但各行业创新型企业的影响因素作用力则表现出一定的异质性。  相似文献