大铲湾突堤开槽的水环境响应

基于构建的中国南部伶仃洋二维水动力及水质模型,从潮流场、换水周期和污染带变化分析了粤港澳大湾区东部典型研究区大铲湾在突堤码头根部开槽的水环境响应。结果表明:大铲湾湾尖区域相对封闭,水流运动缓慢,受入湾河流陆源排污影响,水污染问题较为突出;开槽后,由于增加了新的潮汐通道,湾尖区域的涨落潮动力提高,换水周期明显缩短,污染带范围显著缩小,湾尖污染带面积占比随着开槽宽度的增加表现为先快速下降、后趋近平缓的特点;综合考虑海湾水环境改善效果和工程经济性,认为合理的开槽宽度为60~100m。     

水质遥感监测的关键要素叶绿素a的反演算法研究进展

叶绿素a浓度是表征水体富营养化程度的重要指标,通过遥感手段反演叶绿素a浓度是实现水体富营养化监测的一个有效途径,已衍生出了一系列叶绿素a浓度反演算法。这些算法各有所长,适用范围也各自有别。由于水体光学特征差异,盲目套用这些算法难以取得预期效果。为了推动水质遥感的进一步发展,从遥感反演的原理和数据源出发,对国内外利用遥感技术反演水体叶绿素a浓度的算法进行综述。根据算法结构设计的不同,将反演算法分为6大类,分别为荧光峰和反射峰算法、波段算法、指数算法、智能算法、基于水体分类的算法体系以及分析类算法,系统地梳理各类算法并分析算法特征。从算法适用的叶绿素a浓度区间和水体类型等角度出发,总结各类算法的适用范围,评述各类算法的优缺点,以期为环境和遥感工作者提供参考。主要结论如下：①Ⅱ类水体算法外推适应性较弱,应建立并补充实测数据集,研究各类水体光学特性异同点,构建基于水体分类的通用算法体系;②无人机技术与高光谱传感器的结合可为内陆水体水质监测提供新思路;③应结合机器学习算法与机理模型,发展物理原理约束的高精度反演模型。     

复合土钉墙大型现场测试及变形性状分析研究

通过对深圳假日广场深基坑复合土钉支护结构全过程内力和变形的观测与分析,探讨地下水和土压力变化对土–土钉耦合体力学性能的影响效应,研究爆破振动荷载下土的特性及复合土钉支护体系力学性能变化对基坑安全的作用规律,揭示复合土钉支护结构的变形特征。结果表明：（1）预应力锚索复合土钉支护结构的变形具有渐进性,每层开挖完成后,应尽快构筑支护结构以减小被支护边坡的总体水平位移,同时该支护结构还具有空间效应,靠近边坡上部布置的锚索对减小坡顶水平位移更有实际意义;（2）在桩锚式复合土钉支护结构中,土体沉降呈“勺”状分布,最大沉降值发生在最佳优势滑裂面附近,水平位移随基坑开挖不断增加,最后稳定在基坑边坡中偏下位置。     

基于光纤光栅的冻土含冰量监测可行性试验研究

含冰量是冻土研究的一项重要参数。针对现有含冰量测量的局限性,提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的冻土含冰量监测方法。结合冻土温度场,应用内加热FBG刚玉管传感器,通过室内标定试验验证该方法的可行性;基于传统导热系数模型推导出温度特征值与含冰量之间相应函数模型,并应用试验数据进行验证。研究结果表明：试验所得温度特征值随冻土含冰量增加而减小,可以通过该规律初步判断含冰量范围;在温度特性值与含冰量数值关系的拟合中,指数函数模型与本次试验数据拟合度最高,含冰量测量误差小于2%,在可接受范围内;本方法实现冻土含冰量监测具有可行性。     

碳化对CO2强化再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能的影响

本工作以再生粗骨料(RCA)替代率为变量,采用CO₂对RCA进行强化处理,通过快速碳化试验和氯离子快速迁移试验(RCM法),研究了碳化对CO₂强化再生骨料混凝土(CRAC)抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：当RCA替代率由0%增至100%时,RCA未强化的再生骨料混凝土(RAC)、碳化7 d后的RAC(C-RAC)、CRAC及碳化7 d后的CRAC(C-CRAC)的抗氯离子渗透性能的降幅分别为73.0%、90.8%、53.4%和80.8%。相较于RAC,当RCA替代率分别为50%、75%和100%时,CRAC的抗氯离子渗透性能分别提高了13.8%、16.6%和11.3%。当RCA替代率分别为0%、50%、75%和100%时,C-RAC的抗氯离子渗透性能相较于RAC分别提高了15.5%、23.6%、19.8%和6.8%;当RCA替代率分别为50%、75%和100%时,C-CRAC的抗氯离子渗透性能相较于CRAC分别提高了16.5%、9.6%和0.4%。CRAC碳化后,其对提高抗氯离子渗透性能的效果要优于仅对RCA或RAC进行碳化,当RCA替代率...     

城市化驱动下流溪河流域土地利用与景观格局时空演变分析

改革开放以来中国城市化的快速发展,造成了流域土地利用与景观格局的剧烈演变,进而影响流域生态水文环境的健康。以流溪河流域为例,选取1980—2015年间土地利用数据,利用土地利用转移矩阵与景观格局指数法,分析计算了该流域土地利用和景观格局的时空演变特征。研究结果表明:①由于流域耕地逐渐减少并大量转化为建设用地,加之耕地面积逐渐破碎化与均质化,导致景观格局表现为逐渐破碎化与均质化的特征;②流域中、下游土地利用类型与景观格局演变剧烈,且2000—2010年期间变化最剧烈;③流域第三产业占比的增加与人口的增长是促使耕地大幅减少并转化为建设用地的主要城市化指标。     

基于CMORPH融合降水的中国暴雨时空分布特征分析

选取中国地区为研究区域,基于中国自动站与CMORPH降水产品融合网格数据集,运用降雨对象识别、泰尔森估算方法,分析2008—2016年中国暴雨场次、暴雨量的时空分布特征及变化趋势。研究表明,2008—2016年,共有24 676场暴雨,其中小暴雨20 135场,大暴雨4 230场,特大暴雨311场。全年暴雨事件最多为2012年,最少为2011年,仅42场。中国暴雨事件主要集中在5—9月,占全年80.8%。2010、2012、2014年华南、华北沿海地区暴雨量占比较高,部分达到60%以上,2008、2013、2016年华南沿海、湖北地区暴雨量占比较高。5—9月中国暴雨分布较广,暴雨量较大,主要分布在珠江口、江西东北部、海南、台湾、浙江福建沿海地区,年均月暴雨量约150 mm。年均暴雨场次、暴雨量呈东南沿海往西北内陆不断减少的趋势,高值区主要为华南地区和长江中下游地区。小暴雨事件与总暴雨事件分布相似;大暴雨主要集中在两广沿海地区、海南的东部和台湾的南部;特大暴雨事件零星分布在中国东南部。近9年,暴雨场次总体呈增加趋势,华南地区和长江中下游地区暴雨场次和暴雨量增加最为明显。     

基于Copula函数的气候变化下洪水峰量联合分析

为研究气候变化对北江流域洪水特征发生频率的影响,采用分位数映射(Quantile Mapping,QM)后处理方法校正BCC_CSM1.1气候模式2种情景(RCP4.5和RCP8.5)下的气候数据,用于SWAT模型模拟历史(1965—2010年)和未来(2030—2064年、2065—2099年)的北江流域径流量,并采用单变量分析法和基于Copula函数的双变量联合分析法分别对各时期年最大洪峰流量Q和年最大7 d洪量W进行对比分析。结果表明:除RCP8.5下2065—2099年的W外,重现期(T≥50 a)越大,气候变化对Q和W的影响越大; RCP4.5下气候变化对Q和W的影响较RCP8.5下大;2种未来情景下,气候变化对Q的影响均大于对W的影响;对于同一重现期,双变量联合分析法推求的洪水特征设计值较单变量分析法的偏安全。该研究结合了气候变化和双变量联合分析,对变化环境下的洪水风险评价与管理具有一定的参考价值。     

基于原水-净化水耦合配置的多目标递解控制模型

针对我国水资源开发利用和管理中出现的新情况与新问题,根据国家新的治水方针和珠海市水务一体化管理的实际需要,建立了珠海市水资源优化配置模型———基于原水净化水耦合配置的多目标递解控制模型,并提出了分解协调耦合计算流程.通过模型耦合迭代计算和综合对比分析,给出珠海市原水净化水耦合配置的推荐方案,为珠海市未来20年的水资源优化配置和安全供给体系分期建设提供了科学的依据.     

地质灾害对高速公路隧道工程长度及埋深激增的响应研究

在交通基础工程的快速发展过程中,隧道工程的建设呈现出"长、深、大"的发展趋势。研究表明,隧道的长大深埋化会极大的加剧地质灾害的发生,尤其是增大了发生硬岩岩爆、高压突(涌)水、高地温和软岩大变形等特殊且更大影响地质灾害的风险。针对上述地质灾害的特点,指出了各类地质灾害的应对策略和处理措施。建议系统总结地质条件相似区域的隧道工程建设经验,形成针对性的长大深埋隧道成套建设技术和地方技术标准。