栅栏绕流减速效应风洞实验模拟

为研究阻沙栅栏的空气动力学效应,利用PIV技术对栅栏绕流的速度场进行了风洞实验模拟,并对其减速效应加以分析评价。结果表明,疏透度对栅栏绕流的平均速度场分布影响比较明显,疏透度越小栅栏后的平均水平风速衰减得越快;栅栏绕流的垂直速度分量在栅栏顶部最大,并随疏透度的增大而减小,影响了栅栏周围沙粒的跃移传输及沉积特征;栅栏后的累计减速率可以用高斯峰值函数来拟合,随疏透度的增大呈先增大后减小的趋势,疏透度η=0.2时累计减速率最大,代表了栅栏减速的理论最佳疏透度。     

泥石流运动流型与流态特征

泥石流的运动流型与流态是研究泥石流运动力学的重要内容。以云南东川蒋家沟泥石流运动观测为例,对阵流型、连续型、复合型三种流型及相应的流量过程特征进行了分析;借鉴水力学的流态理论,对天然沟遭中泥石流的流动状态(即层动流、波动流现象)进行了探讨分析,指出在一阵流动过程中也会出现几种不同流态特征。     

太湖风生流三维数值模拟试验

本文建立了一个适合太湖的三维水动力学模式，考虑太湖局地风场的影响，模拟了太湖的风生流，模拟结果和二维模式的计算结果相比，流速值较符合实际。另外，研究了太湖地形因子对太湖环流的影响，指出洞庭西山和洞庭东山间狭长的过道区是产生太湖大范围环流的重要原因。为了研究太湖中藻类的治理和富集问题，对不同风向作用下太湖的散度场进行了分析计算，对太湖的梅梁湾和贡湖地区进行分析，结果可归纳为三类：（１）辐合型（对应Ｓ、ＳＷ风）；（２）辐散型（对应Ｎ、ＮＥ风）；（３）并存型（对应Ｗ、ＮＷ、Ｅ、ＳＥ风）。     

太源风生流三维数值模拟试验

本文建立一个适合太源的三维水动力学模式，考虑太源局地风场的影响，模拟了太源的风生流，模拟结果和二维模式的计算结果相比，流速值较符合实际，另外，研究了太湖地形因子对太源环流的影响，指出洞庭西山和洞庭东山间狭长的过道区是产生太源大范围环流的重要原因。     

自然过程与人文过程模拟之差异比较分析

模拟是对历史事件的重现,在模拟的基础上可以加以预测用来推断事件未来的发展。以台风移动与降水和三次产业结构演进两个模拟案例为代表,对地理学两大重要分支学科自然地理学和人文地理学分别对应的自然过程模拟和人文过程模拟的差异特点进行了初步比较。主要集中在系统分析框架下的主要组成要素、构建系统框架的知识背景基础、模拟的数据来源和定量化方法以及研究核心对象与应用范式4 个方面对自然过程模拟和人文过程模拟之间的差异进行了总结,并对两者的发展趋势作了简述。最后指出无论自然过程模拟还是人文过程模拟都是区域可持续发展不可或缺的两种模拟技术,随着人地系统理论的深入发展,这两种模拟技术未来必然会逐渐相互渗透融合,界限不再简单分明。     

云南东川蒋家沟泥石流发生、发展过程的初步分析

云南东北部的小江流域是我国暴雨型泥石流集中发育的地区之一。在小江众多的泥石流支沟中蒋家沟是爆发最频繁、规模最大、危害最严重的一条泥石流沟。 蒋家沟泥石流至今已有三百余年的历史。它的出现主要是由历来滥砍滥伐森林所造     

云南东川蒋家沟泥石流发生、发展过程的初步分析

云南东北部的小江流域是我国暴雨型泥石流集中发育的地区之一。在小江众多的泥石流支沟中蒋家沟是爆发最频繁、规模最大、危害最严重的一条泥石流沟。 蒋家沟泥石流至今已有三百余年的历史。它的出现主要是由历来滥砍滥伐森林所造     

泥石流源地土体应力应变特性对降雨响应过程的分析——以蒋家沟泥石流为例

根据对蒋家沟泥石流源地的崩塌、滑坡、散流坡,在旱季与雨季不同时段,降雨入渗后的土壤含水状况观测,以及泉水季节性变化,详细分析了泥石流源地崩塌、滑坡、散流坡土体的应力应变特性对降雨的响应过程差异.在雨季滑坡临空面和滑坡体内的土体含水量分别为6.67%、4.8%,滑坡活动主要是通过前缘剪出口崩塌方式补给下方沟床.崩塌体由于土体结构极为松散,在雨季该土体含水量通常高达8.85%～16%,使其土体的抗剪强度(C、φ)处于极限应力状态,一旦遇到降雨浸润和冲刷,迅速触变液化,转化为高浓度泥石流的侵蚀产沙过程.     

砾石土分形特征及其与泥石流启动关系试验

对116条泥石流沟取样,所取土样共182个,通过室内颗分试验得到其颗粒组成特征,以此为基础引入分形理论计算各土样的分维值,并分析分维值与级配特征之间的关系。分析发现:泥石流源区砾石土以一重分形特征为主,分维值介于2.250~2.798之间,分维值大的砾石土颗粒组成较为均匀,分维值减小,砾石土中的细颗粒含量逐渐降低。基于砾石土分维值分布区间,在野外配置土样开展泥石流启动试验,综合分析试验现象、孔隙水压力及含水量变化情况得到以下结论:形成泥石流的砾石土具有临界特征,分维值小于2.4的砾石土不易形成泥石流;分维值介于2.4~2.6时,以土力类泥石流为主,泥石流重度较高且规模较大;分维值介于2.6~2.7时,以水力类泥石流为主,泥石流的重度较低,以稀性泥石流为主,并伴有明显的阵性特征。分维值及降雨条件相同时,土体变形(未启动形成泥石流)或破坏启动形成泥石流的时间与密度呈正相关关系。     

模拟流域地貌发育过程的空间数据获取与分析

运用数字摄影测量与GIS技术对人工模拟降雨条件下小流域模型地貌发育过程进行了动态监测研究,获得了小流域模型不同发育阶段地貌形态高精度、高分辨率的DEM数据、等高线、纵横剖面等数据,计算出了流域模型各种地貌形态参数,并利用GIS技术进行流域发育过程的空间形态进行了可视化和空间分析.研究表明,数字摄影测量与GIS技术可准确快速获取流域地貌形态的相关参数及小流域土壤侵蚀的空间定量分布,对于黄土高原小流域降雨侵蚀产沙过程与地貌形态特征定量作用关系研究及小流域土壤侵蚀预报模型建立具有重要科学意义.     

海南岛西海岸沙丘形成动力过程的风洞模拟试验

The western coast of Hainan Island exhibits a savanna landscape. Many types of sand dunes, including transverse dune ridges, longitudinal dune ridges, elliptical dunes, coppice dunes, and climbing dunes, are widely distributed in the coastal zone. In winter, high-frequency and high-energy NE winds (dominant winds) are prevalent, with a resultant drift direction (RDD) of S35.6°W. In spring, low-frequency and low-energy SW secondary winds prevail, with a RDD of N25.1°E. Wind tunnel simulations revealed that the airflow over the dune surface is the main factor controlling the erosion and deposition patterns of dune surfaces and the morphological development of dunes. In the region’s bidirectional wind en- vironment, with two seasonally distinct energy levels, the airflow over the surface of elliptical dunes, barchan dunes, and transverse dune ridges will exhibit a transverse pattern, whereas the airflow over longitudinal dunes ridges exhibits a lateral pattern and that over climbing dunes exhibits a climbing-circumfluent pattern. These patterns represent different dynamic processes. The coastal dunes on the western coast of Hainan Island are influenced by factors such as onshore winds, sand sources, coastal slopes, rivers, and forest shelter belts. The source of the sand that supplements these dunes particularly influences the development pattern: when there is more sand, the pattern shows positive equilibrium deposition between dune ridges and dunes; otherwise, it shows negative equilibrium deposition. The presence or absence of forest shelter belts also influences deposition and dune development patterns and transformation of dune forms. Coastal dunes and inland desert dunes experience similar dynamic processes, but the former have more diversified shapes and more complex formation mechanisms.     

北极海气界面过程数值模拟的敏感性试验研究

采用Colorado州立大学ARCSCM（Arctic Single-Column Model）极地柱模式,对北极表面能量平衡和低层大气结构进行模拟试验,并将模拟结果与SHEBA资料进行对比分析。对模式中的云物理过程参数化以及辐射参数化方案进行了敏感性分析,研究不同的参数化方案对北极地区海气界面过程数值模拟的影响。研究结果表明,ARCSCM模式能够模拟北极表面辐射与能量平衡的物理过程,而对于不同的参数化方案其模拟的结果有很大的差异。     

玉树地震后结古镇群发式泥石流灾害数值模拟及危险性分析

青海省玉树州结古镇北山的5条泥石流沟曾在2003-07发生过群发式泥石流灾害.强烈地震发生后的5～10 a是泥石流的高发期.2010-04-14(简称"4.14")玉树地震使结古镇周围山体出现大最崩塌、滑坡,为后期群发式泥石流灾害发育提供了丰富的同体物源.根据国务院划定的结古镇地震灾害重建规划范围及野外考察资料,在GIS环境下,采用对泥石流运动方程进行求解,并结合泥石流运动过程中的地形、坡度、沟道、流量过程、含沙量等信息,对结古镇重建区范围内的17条沟进行了泥石流运动-淤积过程数值模拟.对模拟结果的分析表明,结古镇灾后重建区受泥石流威胁极大,泥石流到达结古镇后,其最大流速、泥深及能量仍具有较大破坏性;对现有老城区威胁严重的泥石流沟是结古陇巴和德念陇巴,对规划新区具有严重威胁的泥石流沟是热翁陇、上尖果陇、下尖果陇以及显子陇,扎曲河部分河段有被泥石流堵断的危险.建议在重建规划中对泥石流沟进行工程治理,保障"新玉树,新结古"灾后重建的安全.     

云南省泥石流灾害区域特征调查与分析

本文根据对云南省2000条泥石流沟的调查，综合分析了全省泥石流形成的区域环境背景条件，阐述了泥石流危害现状和对我省社会、经济的影响，分析了云南省泥石流灾害活动规律和区域分布特征，为全省泥石流灾害区域预测预报和综合治理提供了科学依据。     

沙尘模式中湿沉降过程的参数化及模拟试验

在调研国内外固体气溶胶湿清除理论研究成果的基础上,从反映物理机制和实际可应用性两方面出发,设计了可考虑不同性质降水(降雨与降雪)拖曳作用的沙尘湿沉降参数化方案,并引入到沙尘模式中。选取2003年4月16~18日我国西北地区一次伴有降水的沙尘天气过程,进行了有无湿沉降方案的数值模拟对比试验,并针对两种降雨清除系数的简化方案做了敏感性试验。对试验的分析结果显示:降水拖曳作用引起的湿沉降对沙尘浓度的分布有比较明显的影响,这种影响从地面到对流层低层都有表现;在降水区,沙尘湿沉降速度与干沉降速度量级基本相当;在本例降水量较小的条件下,湿沉降对降雨清除系数简化方案的选取不很敏感。     

自然过程与人文过程模拟之差异比较(英文)

Physical geography and human geography are the principal branches of the geo-graphical sciences. Physical process simulation and human process simulation in geography are both quantitative methods used to recover past events and even to forecast events based on precisely determined parameters. There are four differences between physical process simulation and human process simulation in geography, which we summarize with two spe-cific cases, one of which is about a typhoon’s development and its precipitation, and the other of which is regarding the evolution of three industrial structures in China. The differences focus on four aspects: the main factors of the research framework; the knowledge back-ground of the systematic analysis framework; the simulation data sources and quantitative method; and the core of the study object and the method of forecast application. As the hu-man-land relationship is the key ideology of the man-land system, the relationship between the physical and human factors is becoming increasingly close at present. Physical process simulation and human process simulation in geography will exhibit crossing and blending in the future to reflect the various geographical phenomena better.     

泥石流与水流场交汇耦合分析的MAC法

首先提出了描述泥石流与主河交汇耦合关系的二维控制方程；然后建立了采用标志网格(MAC)法实施模拟计算的模式，最后进行了实例计算，输出采用计算机动画技术显示泥石流与水流场交汇的宏观耦合效应。     

粘性泥石流残留层与泥深的关系分析

粘性泥石流泥深的观测数据过去大部分不包含残留层厚度,认为当后继粘性泥石流通过残留层时,残留层是不动的,泥深从残留层表面起算。本文通过大量的泥石流原型观测和简易模型试验表明,当后继泥石流通过时,残留层除底部很薄的一层不动外,都是运动的,并有三种运动形式,泥深应包含残留层。残留层的厚度一般为20～60cm,这样对过去不包含残留层厚度的泥深观测数据应进行更正,粘性泥石流流量和输沙率也需相应增加。     

泥石流地声参数传播特征值的测试与分析

应用新的地声参数测试仪,在现场采集了多阵泥石流地声信号,并对数据进行了初步分析处理,提出泥石流地声参数值的大小与检测距离有关,地声波的衰减系数与埋设传感器地点的岩体质地有关,利用泥石流地声随距离变化的衰减系数,从而建立泥石流怕报警门槛值。