Calculating Field‐Scale Evapotranspiration with Closed‐Chamber and Remote Sensing Methods

Currently, there is no agreed upon method for estimating evapotranspiration (ET) across large regions such as the state of New Mexico. Remote sensing methods have potential for providing a solution, but require validation. A comparison between field‐scale ET measurements using a portable chamber ET measurement device and modeled ET using the remote sensing Regional Evapotranspiration Estimation Model (REEM) was performed where the model had not been previously evaluated. Data were collected during the growing season of 2015 in three irrigated agricultural valleys of northern New Mexico in agricultural and nonagricultural settings. No statistically significant difference was observed in agricultural datasets between means of measured (M = 3.7 mm/day, SE = 0.31 mm/day) and modeled (M = 4.0 mm/day, SE = 0.01 mm/day) daily ET; t(17) = ?1.50, p = 0.15, α = 0.05. As there was no statistical difference observed between agricultural datasets, results support the use of REEM in irrigated agricultural areas of northern New Mexico. A statistically significant difference was observed in nonagricultural datasets between means of measured (M = 1.7 mm/day, SE = 0.22 mm/day) and modeled (M = 0.0 mm/day, SE = 0.00 mm/day) daily ET; t(9) = 1.79, p = 5.7 × 10^?6, α = 0.05. With additional calibrations and air temperature sensors placed outside of agricultural areas, REEM may be suitable for use in nonagricultural areas of northern New Mexico.     

半圆形凸起地形对SH波的散射与地震动 --有多个浅埋圆孔情形

采用"契合"的思想,给出了地下多个孔洞与地面上的半圆形凸起地形对SH波散射问题的解答.将整个求解区域分割成两部分来处理,其一为包括半圆形凸起地形在内的一个圆形区域I,其余为区域Ⅱ.在区域Ⅰ中,构造了一个上半部边界应力为零,而其余部分位移、应力任意的驻波解;在区域Ⅱ中,构造了半圆形凹陷和浅埋圆孔的散射波,且要求它满足水平界面上应力为零的约束条件.然后再通过移动坐标,满足"公共边界"的"契合"条件和地下孔洞的边界条件,建立起求解该问题的无穷代数方程组.最后,给出了分析例题和数值结果,并对地表位移幅值进行了讨论.     

海河流域近500年大旱大涝时空特征及趋势预测

作者选择记录年代较长、系统性较好、分布均匀的十八个站作为海河流域的代表站，分别统计了近５００年及每世纪、各年代大旱大涝的出现频数，探讨了它的时空分布特征。还根据天文、气候背景制作了１９９５～２０１０年旱涝趋势预测。研究表明，１９９５～２０１０年海河流域大致处于太阳活动２３周的黑子低值位相和第２４周的高值位相之间，同时又处在太阳黑子世纪周期的下降段。从全国旱涝型指数和北京地区旱涝等级变化曲线看，目前海河流域正处于持续下降期，未来将进入湿润多雨阶段     

天然文岩渠流域土壤水分渗漏和氮素淋失模拟

应用DNDC模型（denitrification-decomposition model）对黄淮海平原的典型平原小流域——天然文岩渠流域的土壤水分渗漏和氮素淋失状况进行了模拟.水氮控制田间试验的验证结果表明,模型对1 m土体日储水量、下界面硝态氮浓度、土壤水日渗漏量和氮素日淋失量的模拟均较理想,模拟值与实测值的相关系数分别达到了0.94（n=40）、 0.66（n=49）、 0.89（n=40）和0.94（n=39）,均方根误差则分别为15.66 mm、 2.66 mg·kg^-1、 9.00 mm和0.94 kg·hm^-2.模型在流域范围的模拟结果表明,冬小麦-夏玉米轮作农田在多年平均气象条件和常用水肥管理模式下,土壤的水分年渗漏量在220～327 mm之间,氮素年淋失量在73.1～100.6 kg·hm^-2之间.水氮淋失的空间和时间分布不均,淋失最严重的区域为固定细风沙土、砂土分布区,淋失时间主要集中于施肥、灌溉或强降雨之后.灌溉措施不当,施肥盲目以及土壤自身保水保肥能力差,是导致土壤水肥流失的主要原因.     

Do Energy‐Based PET Models Require More Input Data than Temperature‐Based Models? — An Evaluation at Four Humid FluxNet Sites

It is well established that wet environment potential evapotranspiration (PET) can be reliably estimated using the energy budget at the canopy or land surface. However, in most cases the necessary radiation measurements are not available and, thus, empirical temperature‐based PET models are still widely used, especially in watershed models. Here we question the presumption that empirical PET models require fewer input data than more physically based models. Specifically, we test whether the energy‐budget‐based Priestley‐Taylor (P‐T) model can reliably predict daily PET using primarily air temperature to estimate the radiation fluxes and associated parameters. This method of calculating PET requires only daily minimum and maximum temperature, day of the year, and latitude. We compared PET estimates using directly measured radiation fluxes to PET calculated from temperature‐based radiation estimates at four humid AmeriFlux sites. We found good agreement between P‐T PET calculated from measured radiation fluxes and P‐T PET determined via air temperature. In addition, in three of the four sites, the temperature‐based radiation approximations had a stronger correlation with measured evapotranspiration (ET) during periods of maximal ET than fully empirical Hargreaves, Hamon and Oudin methods. Of the three fully empirical models, the Hargreaves performed the best. Overall, the results suggest that daily PET estimates can be made using a physically based approach even when radiation measurements are unavailable.     

自进式旋转钻头钻孔修复理论及关键参数研究

瓦斯预抽钻孔在抽放过程中经常出现塌孔、堵孔等现象。针对这一问题,提出采用自进式旋转钻头修复失效钻孔的新方法。其利用自进式旋转钻头后置喷嘴的喷射反冲力作为动力,自行至钻孔堵塞段处,前置喷嘴形成的高压水射流对堵孔煤渣进行破碎,将其与水混合返出孔外,实现清孔排渣、钻孔修复的目的。对自进式旋转钻头钻孔破煤清渣的临界射流压力及流量进行分析,基于摩擦动力学计算钻头自驱的临界射流压力,在此基础上设计钻头结构及优化喷嘴布置,数值分析不同喷嘴组合情况下射流速度分布,得出最优喷嘴布置方式。并应用于鹤煤八矿-655轨道石门揭煤瓦斯预抽,实验结果表明:该方法能够实现失效钻孔的修复,并有效的提高了瓦斯抽采效果,缩短了瓦斯抽放时间。     

瓦斯异常区域高位裂隙抽放技术探析

城郊煤矿为瓦斯矿井,但2703工作面属于瓦斯异常区域。在工作面回采期间,瓦斯涌出量不断增加,工作面瓦斯易超限,严重制约了工作面的正常回采工作。为了达到降低工作面瓦斯浓度,解决工作面瓦斯超限,实现工作面的安全、高效回采工作,采取了高位裂隙瓦斯抽放钻孔对煤岩层卸压带瓦斯进行抽放,取得了良好的效果。     

高抽巷层位对采空区自燃危险性影响的数值模拟分析

针对高抽巷抽采瓦斯可能诱发的采空区自燃问题,以大佛寺煤矿40108工作面构建采空区气体渗流模型,分析了不同垂距和平距下高抽巷抽采瓦斯时对采空区自燃危险性的影响。结果表明:高抽巷与煤层顶板的垂距越大,氧化升温带的宽度越大,采空区自燃危险性越高。高抽巷距回风巷平距为30m时,氧化升温带的宽度最小,采空区自燃危险性最低。依据研究结论,结合高抽巷抽采瓦斯时的层位要求,分析得出大佛寺煤矿40108工作面高抽巷最佳位置为距煤层顶板垂距30m,距回风巷平距30m处。     

蒙特卡洛法计算750kV输电线路绕击跳闸率的研究

利用GDS多功能三轴仪,通过控制土样应变增量比开展了饱和砂土部分排水三轴试验;利用超静孔隙水压力、有效应力路径和应力应变关系三方面的实验结果,研究了饱和砂土的渐近状态特性。研究表明,控制应变增量比为常数进行常规三轴加载时,饱和砂土的有效应力比也趋于某一常数,形成渐近状态,且渐近状态应力比随应变增量比的增大而减小。基于土的剪胀特性给出了渐近状态形成的物理机制,并给出了北京某砂土在部分排水条件下渐近状态应力比的试验结果。     

山东省1960—2011年参考作物蒸散量变化特征研究

为了研究山东省参考作物蒸散量（ET0）的变化特征,选取属于湿润气候的成山头站以及属于半湿润气候的惠民站、济南站、潍坊站、定陶站、兖州站6个气象站,利用国家气象资料中心提供的1960—2011年的逐日气象资料,采用距平分析、回归分析和地理信息系统分析了山东省ET0的年代际、年际和年内的时空变化趋势,并通过偏相关分析及标准化偏回归系数对各站ET0的影响因素进行研究。结果表明：半湿润区ET0年代均值大于湿润区ET0年代均值,其中济南站最大,最大值出现在20世纪70年代,达到1269.2 mm,成山头站最小,最小值也出现在20世纪70年代,为900.8 mm;6个站点中,济南站ET0值年际间的变化最大,极差达到351.9mm,定陶的极差最小,为157.8 mm。潍坊的ET0年际波动最大,标准差达到74.4 mm;定陶的年际ET0标准差达到51.4 mm,波动最小。6个站点的ET0年均值随时间呈现不同程度的降低,其中潍坊和兖州为极显著,济南和定陶为显著降低。ET0年均值在空间上的分布规律为：济南站〉潍坊站〉惠民站〉兖州站〉定陶站〉成山头站;6个站点的ET0都是夏季最高,冬季最低。春季平均ET0值中部地区最大,达到409.0 mm,东北部沿海区最小,只有237.2 mm。夏季平均ET0值的空间分布与全年平均ET0值的空间分布较为一致,只在惠民站为中心的小区域内出现降低,与周围区域有反差。秋、冬季平均ET0值在中部及东北部均较大,东北部最大,西南部及西北部较小,最小值出现在西南地区。半湿润气候的惠民站、济南站、潍坊站、定陶站、兖州站的ET0随时间的年内变化曲线为单峰型,峰值均出现在夏季6月,全年的第162天。湿润气候下成山头站的ET0随时间的年内变化曲线呈双峰型,峰值分别出现在春季5月,全年第150天以及秋季9月,全年第270天;山东省ET0与气象要素间的相关性很好,除成山头站的最低气温外,均达到极显著水平。影响山东省湿润气候和半湿润气候ET0变化的主要气象要素分别为最高气温和平均气温。