基于河岸带地球化学特征的河水-地下水交互边界识别——以广州市流溪河为例

河水-地下水交互作用对河流水质净化、流域水生态健康和河岸土地合理规划具有重要意义.本文以广州市流溪河为研究对象,实时监测河水和河岸带地下水基本理化指标并采集水样和土样进行水体主离子、氮形态、金属离子浓度、氘(δD)氧(δ~(18)O)同位素和土壤渗透系数(K)测试分析.结果表明:监测期间以河水侧向补给地下水为主,对地下水水位的影响范围在距河岸10 m内;距河岸1 m处地下水溶解氧(DO)浓度、电导率(EC)和氧化还原电位(ORP)变化明显,变异系数(n=7)分别为30.9%、42.0%和44.4%.河水和河岸带地下水水化学类型均为HCO_3-Ca型,受碳酸盐岩风化控制.河水入渗补给地下水初期,河岸带含水层向还原环境转化(ORP平均下降92.25 mV),非饱和带Mn氧化物发生还原性溶解,地下水中Mn~(2+)浓度逐渐增加并达最大值(0.52 mg·L~(-1));基于δD、δ~(18)O和Cl~-浓度的混合模型估算的河水对距河岸5 m处地下水的贡献率分别为10.4%、11.6%和11.5%,表明监测断面河水-地下水交互边界约在距河岸5 m处.     

基于空间决策的区域城镇发展与农业生产协调布局优化——以江西省临川区为例

科学地进行城镇发展空间与农业生产空间的划分,是解决城市无序发展问题和粮食安全问题的重要途径。本文以江西省临川区为例,借助ArcGIS、GeoDa等软件,对临川区耕地综合质量及其自相关关系进行评价,以此确定永久基本农田初步划定成果,采用多准则判断CA模型对城市扩张进行模拟,通过两方面结果的对比与调整,结合城市发展方向、发展模式和耕地国家利用等别,进行永久基本农田和城市开发边界的划定。结果表明：永久基本农田划定面积为593.46 km²,初步划定结果主要分布于上顿渡镇、崇岗镇、河埠乡和荣山镇等耕地综合质量较高,且多为高—高聚集的区域。经过城市扩张模拟结果可知,临川区城市建设用地面积较为显著增加,主要增加面积分布于展坪乡、上顿渡镇以及钟岭街道。城市发展方向和城市扩张模型分析结果显示,临川区城市建设用地主要向西北、东南、西南方向扩张,扩张类型主要为蔓延式扩展。根据耕地国家利用等别将初步划定永久基本农田区分为可调入区与可调出区,从而进行永久基本农田区与城市开发边界的优化与协调,形成永久基本农田区与城市开发边界的最终成果。研究结果可为保护耕地资源、避免城市的无序扩张提供参考,也可为今后的划定工作提供借鉴。     

国土空间规划“三条控制线”划定的沈阳实践与优化探索

国务院机构改革前,生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线分别由国家不同部委主导划定,存在划定过程统筹协同不够、划定结果交叉重叠、实施管理困难等问题。国务院机构改革后,自然资源部负责建立国土空间规划体系,要求在资源环境城镇能力和国土空间开发适宜性评价基础上,自上而下逐级统筹划定落实三条控制线。本文总结了沈阳作为试点城市,在三条控制线划定中的矛盾冲突表现与成因,构建三条控制线与生态、农业、城镇三大空间关系,建立管控体系与调整规则,并阐释在市级权限范围内的调整优化做法。研究发现：三条控制线存在空间交叉重叠、功能难以区分的现象,主要是因为基本农田承担了限制城市空间蔓延的使命,指标不允许跨行政区调整导致部分基本农田不得不安排到城镇内部;由于概念界定不同导致部分城市公园被划入生态保护红线;生态保护红线内的部分耕地被先期划为永久基本农田。提出国土空间规划背景下三条控制线优化建议：一是突出既是政策线又是技术线的特征,自上而下和自下而上相结合划定;二是国家自上而下对基本农田调整政策和制度进行创新;三是建立事权分级管理机制,合理预留地方事权弹性。     

屏蔽电机主泵双金属飞轮飞射物对承压边界完整性破坏作用

目的掌握反应堆冷却剂泵双金属飞轮飞射物对承压边界完整性的影响规律。方法基于ANSYS/LS-DYNA对飞轮保持环失效后钨合金块与承压边界的碰撞过程进行分析,模拟承压边界在重要因素(电机壳厚度、钨合金块数)的影响下对飞轮飞射物的包容过程。结果在保持飞射物入射初速度不变的情况下,当电机壳厚度小于118 mm时,发生非包容性失效。改变钨合金块数(4、8、12、16块),可以发现钨合金块数越多,飞射物对承压边界施加的破坏能量就越小。结论增加电机壳厚度、钨合金块数有利于承压边界能够很好地包容住所有飞射物。该研究成果对屏蔽电机主泵惰转飞轮的可靠性设计具有重要意义。     

浅埋衬砌隧道-邻近建筑地震动力相互作用IBEM模拟

采用高精度间接边界元方法(IBEM)考察地震波入射下隧道-邻近建筑物二维地震动力相互作用的规律。结果表明:建筑物与邻近隧道存在着明显的相互作用,整体动力反应规律取决于隧道,建筑物之间的空间位置关系、隧道埋深、入射波的频率和角度等因素。隧道位于建筑物正下方时,刚性衬砌隧道(相对围岩)对上部结构主要表现为隔震效应;隧道位于建筑物两侧时,隧道对建筑顶部位移有明显放大效应,最大可放大约40%。同时隧道应力也明显增大,最大可放大约43%。因此实际中需根据隧道-建筑物的空间位置关系,适当调整衬砌隧道与沿线建筑物的抗震设防水平。     

胶州湾COD、N、P污染物浓度数值模拟

在已建潮流模型的基础上，建立了胶州湾三维变边界污染物平流-扩散模型，模拟了胶州湾COD、N、P污染物现状浓度分布。结果表明，胶州湾主要污染因子为N，海湾东北部污染较为严重，东岸形成一条狭长的带状污染区，模拟结果与实测资料符合良好。本文统计了COD、N、P超标面积，N超一类水域面积为253km^2，占整个胶州湾面积的64％，COD和P大部分水域满足一类海水水质标准。模拟结果可为胶州湾水质管理、入海污染物总量控制提供依据。     

城市杂填土抽水试验分析

城市杂填土分布广泛且对工程建设影响较大,通过在城市杂填土含水层开展抽水试验,分析杂填土含水层的渗透性及涌水情况、抽水的影响范围等,并利用非稳定流计算方法,分析抽水的隔水边界,推测填土区域。     

综合生态安全格局构建与城市扩张模拟的城市增长边界划定——以天水市规划区（2015—2030年）为例

传统的城市增长边界划定方法,一般仅考虑生态安全格局,并未考虑在现有客观条件下的城市扩张趋势,划定结果具有一定的主观性;或仅对城市的扩张进行模拟,忽略了城市的生态安全问题。针对上述问题,论文通过耦合城市综合生态安全格局与基于CA_Markov模型的城市扩张模拟结果,提出了一种新的城市增长边界划定方法:首先,合理选取因子构建研究区的综合生态安全格局,利用禁建区对综合生态安全格局的结果进行修正,获得研究区的刚性增长边界;其次,合理选取城市扩张驱动因子,通过CA_Markov模型预测城市扩张边界;最后,综合考虑刚性增长边界、模拟获得的城市扩张边界及近期城市拓展方案等,获得最终的城市增长边界。并以天水市规划区（2015—2030）为案例,对方法的科学性进行了说明。结果表明,论文划定的城市增长边界内总面积370.56 km²,占规划区总面积的7.7%。此方法能够有效解决城市增长与生态保护之间的矛盾,对河谷型城市等建设用地匮乏、生态环境脆弱城市的增长边界划定具有良好的应用价值,也可为其他类型城市的城市增长边界划定提供参考。     

基于ABAQUS的土层地震反应分析

基于一维波动理论和Spring/Dashpots单元实现了ABAQUS中粘性边界条件的施加,进而对弹性半空间的波源问题进行波动数值模拟,验证了ABAQUS软件中粘性边界条件的有效性。分别采用ABAQUS软件和RSLEIBM程序计算响嘡台阵3号测井的土层地震反应,并将计算结果与实际记录进行对比分析。结果表明,在地震动不大的情况下,ABAQUS计算结果能够较好地模拟地表地震反应,较RSLEIBM程序计算结果具有更高的准确性。     

基于嵌套模型的地下水侧向径流边界刻画方法研究——以湖北碾盘山冲积平原地下水数值模拟为例

侧向径流边界的刻画方法是地下水数值模拟中的关键问题。以湖北碾盘山汉江水利水电枢纽工程为例,基于有限单元法和嵌套模型的水量转换方法,分别建立包括完整水文地质单元的区域模型和仅包含汉水Ⅰ级阶地的平原区模型;通过区域模型的分区水均衡运算,计算平原区侧向径流边界的径流量,并以区域模型水均衡为框架,分别采用二类流量边界和一类水头边界刻画侧向径流边界,建立了平原区模型;深入分析区域模型和平原区模型间参数和水量的转换关系,并对比了两类边界条件刻画方法的优缺点和适用条件。结果表明:采用嵌套模型能够得到较为准确的地下水侧向径流量;在平原区模型中采用二类流量边界刻画侧向径流边界有利于提高平原区模型的精度和稳定性;边界条件除具有双重含义外还具有双重特征,在模型建立过程中应充分认识边界条件的位置特征和数量特征,并合理概化。