基于离散元的普洒崩塌过程分析研究

崩塌一旦发生,往往带来严重的生命财产损失。2017年8月28日10时30分左右贵州省纳雍县张家湾镇普洒村发生了灾难性的高位崩塌地质灾害,摧毁了普洒村居民区房屋,还有26人遇难,9人失踪,8人受伤。查明崩塌的基本特征及现场工程地质条件变得尤为重要,有利于找出诱发崩塌的关键性因素,分析崩塌的形成机制及运动过程,为此类灾害防治及早期识别提供理论依据。文中通过现场调查、无人机航拍、现场视频和已有地质资料查明斜坡工程地质条件、斜坡特征,分析崩塌运动过程,采用3DEC离散元数值模拟方法,对高陡斜坡在地下开采作用下崩塌所产生的机理、失稳模式、运动轨迹进行了全过程模拟,并将数值模拟结果与崩塌实际过程进行对比。结果表明：通过3DEC模拟地下开采诱发的崩塌过程,发现斜坡在地下开采的扰动下会产生大规模的崩塌。普洒崩塌的主要过程为：（1）煤矿的开采过程中,斜坡受到扰动,加剧岩体产生变形,上覆岩体出现开裂塌陷现象,坡顶出现拉裂缝;（2）采空区形成后,整个坡体出现不均匀沉降,裂缝进一步向下扩展,岩体破碎趋向临空面倾倒,开始脱离坡表,形成崩塌;（3）坡顶岩体变形剧烈,斜坡整体失稳,发生大规模崩塌;（4）崩塌块体间冲...     

基于阻滞增长模型的台风强度演变模拟

我国位于西北太平洋的西岸,是全球范围内受热带气旋影响最为严重的国家之一。从1963-2019年,热带气旋在我国造成的损失占自然灾害损失的50%甚至更多。可靠的台风危险性量化分析对政府部门制定防灾减灾规划、金融机构（如保险及再保险业）以及个人家庭都很重要。全路径随机台风模型可以合成出大量的台风从生成到消亡的路径和强度样本,可对大范围区域台风进行危险性分析,是评估台风危险性最有潜力的模型。其基本思想是先对路径分段模拟,再组合成完整的路径和强度。文中针对西北太平洋区域的台风活动建立了基于阻滞增长模型的热带气旋强度模型,模拟热带气旋在其生命周期内的强度演变。在模型中纳入海气环境因素的影响,并依据热带气旋强度增减状态以及强度等级将样本数据划分为10类,分别建立基于阻滞增长模型的强度模型。最后通过对比西北太平洋1979-2018年JTWC最佳路径数据和模型模拟结果,发现文中建立的模型模拟的强度与历史的平均强度较为吻合,但是对于强度的快速增强模拟效果不佳,这可能与样本数据不足有关。     

国际期刊速览

<正>应对气候变化政策对制造业企业竞争力有何影响?《环境与资源经济学家学会杂志》(Journal of the Association of Environmental and Resource Economists)根据污染避难所假说,环境规制会增加污染企业的生产成本,进而降低企业产出、增加净进口。那么,应对气候变化政策是否影响碳密集型行业的竞争力?Joseph E.Aldy和William A.Pizer等人近期发表在Journal of the Association of Environmental and Resource Economists上的文章构建简约形式的计量     

土地城镇化与人口城镇化的非协调性和互动关系

土地城镇化与人口城镇化失调是我国目前城镇化进程中的一个突出问题。但对各地区土地城镇化与人口城镇化的非协调性进行全面系统分析的研究相对较少。此外,鲜有研究对土地城镇化与人口城镇化之间的互动关系进行实证检验。本研究利用我国2005—2013年间的省级面板数据考察各省级行政区土地城镇化与人口城镇化的非协调性,并通过构建和估计面板向量自回归模型探究土地城镇化与人口城镇化之间的互动关系。研究发现,土地城镇化与人口城镇化的非协调性存在着显著的时空差异。在样本期的后半段(2009—2013年),多个省级行政区人口城镇化滞后于土地城镇化的程度有所加深。根据全样本期内土地城镇化与人口城镇化非协调性的严重程度,可将各省级行政区划分为5个等级。城镇常住人口变化对建成区面积变化具有显著的正向影响;建成区面积变化对城镇常住人口变化的影响方向虽然为正,但该影响不具有统计显著性。从而表明人口城镇化对土地城镇化起到了推动作用,但土地城镇化却未能有效地带动和促进人口城镇化。此外,第二、三产业增加值变化对城镇常住人口变化具有显著的正向影响。研究从改革新增建设用地指标分配方式、抑制城市空间粗放扩张及推动户籍制度改革和基本公共服务均等化等方面提出了促进土地城镇化和人口城镇化协调发展的政策建议。     

基于LCA的废旧资源循环利用节能减排效果评估模式与方法研究——以吉林省某钢铁企业为例

促进废旧资源循环利用是加快推进我国生态文明建设,完成节能减排目标的必然选择。本文基于生命周期评价模式,从微观企业层面入手,构建产品全生命周期基准流程,引入能量输入与环境输出参数,建立废旧资源循环利用节能减排效果量化核算模型,评估再生产品的节能减排经济成效,并以吉林省某钢铁企业为例,评估"废钢-电炉"短流程和"铁矿石-高炉-转炉"长流程的能源、环境、成本差异,辨识影响废钢再循环节能减排效果的主要因素和重要环节。结果显示,再生钢铁全生命周期与原生钢铁全生命周期相比,节能588.48kgce/t,节能率为84%;主要污染物中SO2减排率最高,达92%;CO2总减排1 180.92 kg/t,减排率为67%;总成本却高出198元/t。其中,炼铁工序的节能量和减碳量最大,烧结工序SO2、NOx和烟(粉)尘减排量最大,焦化工序COD和氨氮减排量最大,回收、加工处理、炼钢环节节能量和减碳量以及SO2、NOx和烟(粉)尘减排量均为负。成本方面,再生钢铁生产成本高于原生钢铁308元/t,虽然再生钢铁由于污染减排可节省56元/t的排污费并获取54元/t的碳交易收益,但都不足以扭转电炉炼钢费用较高的现状。因此,国家应在电炉炼钢方面给予钢企及相关企业适当的财税扶持政策,在电价方面给予钢企一定的优惠或补贴,并完善废钢回收加工体系等,以促进废钢循环利用。基于LCA的废旧资源循环利用节能减排效果评估可以实现对产品生命周期全过程的资源、环境、成本的优化管理。     

三峡库区重庆段土壤保持服务时空分布格局研究

土壤保持是生态系统服务与功能的重要组成,在防止土壤侵蚀、减少径流泥沙与农业面源污染等方面具有至关重要的作用。以对国家生态安全具有重要作用的土壤保持生态功能区——三峡库区重庆段为研究区域,研究得到了2000~2013年时间序列区域土壤保持服务"流量"结果,结果表明:(1)三峡库区重庆段多年平均土壤保持量为604.39 t/hm~2·a,沿长江干流自西向东逐渐增强,区域差异显著;(2)三峡库区的土壤保持服务存在明显的垂直分异特征,随着高程的增加,以300 m与900 m为节点,出现递减-递增-递减的分段规律,与人类活动存在明显的相关关系;(3)增加森林覆被面积是改善区域土壤保持、减少水土流失的重要举措。同时,在三峡库区开展坡改梯工程,减少坡耕地的数量能够有效控制区域水土流失;     

环境约束下大都市城郊土地利用结构评价——基于信息熵和非期望产出模型分析

土地利用过程中会产生期望和非期望产出,针对以往土地利用结构评价中忽略环境产生的非期望产出而影响土地利用结构效率真实性问题,以大都市城郊的上海青浦区为例,宏观上,运用信息熵模型对该区2005~2014年土地利用结构有序性进行评价;微观上,运用非期望产出模型测算青浦区研究期间土地利用结构效率,为寻求区域土地利用结构效率损失的原因及改善途径提供参考。结果表明:(1)2005~2014年青浦区土地利用结构信息熵值时序上呈现"M"形变化趋势,空间上由中部向东西两翼递减;(2)2005~2014年青浦区土地利用结构效率变化趋势在时间序列上呈现"W"形变化趋势,空间上由中部的中心城区向东西两翼递减格局;(3)将环境的负产出纳入非期望产出模型进行土地利用结构效率评价,能更加准确的反映土地利用结构效率的真实性;(4)影响青浦区土地利用结构效率水平变化的主要因素为纯技术效率的变化,资源过度消耗和环境污染物排放过量是制约青浦区土地利用结构效率提升的主要原因。针对土地利用结构效率损失的原因及区域差异提出效率提升途径。研究结果可为青浦区土地利用结构优化和可持续发展提供科学借鉴。     

洪泛区林地的开发对鱼类栖息地面积的影响模拟

洪泛区的开发利用,必然会导致洪泛区林地糙率的改变。河漫滩也是河流洪泛区的一部分。洪泛区糙率的减小,会使河水流速增大,从而减小鱼类可用栖息地面积。因此,在洪水发生时,为了给鱼类提供避险场所,保护有效栖息地面积,需研究洪泛区林地的开发对鱼类的影响。利用River 2D软件模拟在一定频率的洪水条件下,不同的河漫滩糙率对应的鱼类栖息地加权可用面积(WUA),分析了糙率的改变对河流鱼类栖息地的影响。结果表明:随着河漫滩糙率的降低,加权可用面积(WUA)逐渐减小,河漫滩范围内WUA的变化幅度比较大,河漫滩的特性对鱼类栖息地面积的影响很大。洪泛区植被的砍伐,会使鱼类栖息地面积减小。因此,应防止洪泛区的过度开发,保护河流生态环境。     

农业机械化、非农就业与农民的承包地退出意愿

工业化和城镇化必然要求部分农民与农村土地"人地分离",农业生产方式的转变加快了上述进程。理论分析表明,农业机械的广泛使用,不仅可能对农民的承包地退出意愿直接产生正负两种作用,还可能会通过非农就业这一中介变量间接影响农民的退地意愿。为了考察当前我国农民的农村土地退出意愿以及农业机械化、非农就业对其造成的影响,本文首先采用两阶段随机抽样法,对河北、山东、河南三省九县(市、区)620个农户进行了问卷调查,发现相当一部分农民愿意有偿退出农村承包地,且对不同的退出方式有不同的选择偏好。利用上述农户调查数据,本文将农村承包地退出划分为"换工资收入"、"直接出售"和"被政府征用"三种具体方式,通过构建mvprobit模型,计量分析了农业机械化、非农就业与农民的承包地退出意愿之间的联系。研究发现,农业机械使用比例的提高会强化农民以承包地换养老保险等工资性收入的意愿,而农民对农机作业服务满意程度的提升,则会抑制其直接出售承包地或用之换养老保险等工资性收入的意愿。整体来看,农业机械化对农民"弃地进城"有显著的积极作用。非农就业是农业机械化影响农民退地意愿的中介变量,但它对退地意愿的作用不显著。成员非农就业较稳定的农户家庭,更愿意以一次性卖断(直接出售或被政府征用)的方式处置承包地。为了避免陷入"日韩陷阱",推动农业转型发展和农民市民化,需要实施农民的承包地退出制度,尽快为有意愿、有能力的进城农户彻底放弃农村土地提供制度出口。     

复合链式结构下中国林业碳库系统测度模型构建

温室气体上升导致的全球气候变暖问题不容忽视,增加森林碳汇和木质林产品碳储是缓解温室效应的有效途径。根据森林碳汇功能与林产品碳储功能的关联理论与模型,推导和改进包括森林子碳库、土壤子碳库及木质林产品子碳库在内的林业碳库核算模型及方法,以实现目标碳从森林碳库向木质林产品碳库的过渡与转移。基于气候变化背景下森林-林产品产业链的发展现状,构建包括森林子碳库和林产品子碳库的复合一体化林业碳库模型,使之为中国林业碳库的计量与评价提供判据。首先,对包含森林子碳库和木质林产品子碳库在内的世界林业碳库的发展现状进行探讨,归纳和比较国内外主流的关联林业碳库评估方法模型,从而对中国林业碳库模型的构建提供理论背景支持和逻辑方法支撑。其次,分析现有中国林业碳库评估存在的优势和弊端,找出适合中国林业特点的国家碳库创新评估路径,运用政府间气候变化专门委员会指定的生产法的思路,通过分析目标碳在林产品产业链生产、加工等过程中的流入和支出,提出创新中国林业碳库的模型构想并对其系统内涵进行分析。最后,赋予中国林业碳库系统模型数学表达,分析其数理结构并进行逻辑演绎,在森林子碳库和木质林产品子碳库两个复合链式体系下构建中国林业碳库系统测度模型(ForestProducts Carbon Model/FPCM)。