湖北省土地利用减碳增效系统仿真及结构优化研究

土地利用变化是引起碳排放的重要原因之一,土地经济效益是利用土地的目标之一,如何通过优化土地利用结构实现土地利用减碳增效是值得研究的重要问题。基于系统结构与功能相互作用的视角,梳理复杂系统内变量间的反馈关系,运用系统动力学(SD)进行建模,将约束条件纳入到多目标规划(MOP)中,实现MOP与SD模型整合,进行系统仿真并得出优化后2020年湖北省土地利用结构。结果显示,利用SD-MOP模型能够实现减碳增效目标下土地利用结构优化,与2008年真实值相比,耕地、林地、牧草地及建设用地分别增加了0.33×10~4、30.17×10~4、0.08×10~4和16.37×10~4 hm~2,其他农用地及未利用地分别减少7.23×10~4、33.15×10~4 hm~2;与无约束SD单模型仿真相比,土地利用碳排放量减少了58×10~4 t,经济效益年增长率维持在3.58%,优化方案具有可行性。SD-MOP模型优化的土地利用结构符合区域可持续发展要求,兼顾了土地利用碳减排和经济效益增长的双重目标,能为区域土地资源优化配置提供参考。     

基于BP神经网络的鄱阳湖水位模拟

考虑到鄱阳湖水位受流域五河与长江来水等多因素的共同作用而表现出高度非线性响应,采用典型的三层BPNN神经网络模型来模拟鄱阳湖水位与其主控因子之间的响应关系。分别将湖口、星子、都昌、棠荫和康山水位作为目标变量进行BPNN模型构建和适用性评估。结果显示：综合考虑流域五河及长江来水（汉口或九江）的BPNN水位模型,空间站点水位模拟精度（R2和Ens）可达090以上,各站点的均方根误差（RMSE）变化范围约050～10 m,若忽略长江来水的影响作用,仅将流域五河来水作为湖泊水位的主控影响因子,模型训练期与测试期的纳希效率系数（Ens）和确定性系数（R2）显著降低,且低于050,均方根误差（RMSE）也明显增大（124～288 m）,意味着综合考虑流域五河与长江来水是获取结构合理、精度保证的鄱阳湖水位模型的重要前提。同时建议针对鄱阳湖湖盆变化对水位的影响,尽可能选择一致性较好的长序列数据集来训练和测试BPNN模型。所构建的BPNN神经网络模型可进一步结合流域水文模型,用来预测气候变化与人类活动下流域径流变化对湖泊水位的潜在影响,也可作为一种有效的模型工具来回答当前鄱阳湖一些备受关注的热点问题,如定量区分流域五河与长江来水对湖泊洪枯水位的贡献分量,为湖泊洪涝灾害的防治和对策制定提供科学依据     

基于创新合作联系的城市网络格局分析——以长江经济带为例

现有城市地理研究主要基于重力模型、客货流网络和连锁模型等方法刻画城市网络。这些方法或是仅仅基于假设而可能与事实不符,或是数据难以获取,或是过于强调城市间的等级关系。通过引入合作专利数据,探索更加真实、平等的城市网络衡量方法。基于对长江经济带城市间创新联系的实证分析,发现目前城市间的创新联系以公司间(尤其是总部-分支机构间)合作为主;城市间创新联系存在非对称性和空间差异;实际创新联系与重力模型估算的创新联系存在正相关关系,但是相关系数不高;城市间创新联系的规模-位序符合Zipf定律,且存在两个无标度区;城市间创新联系受空间距离、行政级别、产业结构相似程度等影响,反映了距离衰减定律、行政区经济和产业链分工等规律对城市创新联系的解释力。     

考虑围压影响的湖相软黏土K0固结经验蠕变模型

利用GDS三轴试验系统,对洞庭湖结构性软土进行K₀固结下的三轴排水蠕变试验,分析洞庭湖软土的蠕变特征,基于试验结果建立适用于描述洞庭湖区软土蠕变特性的经验模型。研究结果表明,洞庭湖软黏土具有非线性蠕变特征,应力-应变关系为双曲线函数关系,Singh-Mitchell模型适用于描述K₀固结下洞庭湖区软土蠕变特性,发现模型中的归一化双曲线拟合参数与围压呈线性递增关系,在此基础上建立了考虑围压影响和固结状态的5参数修正Singh-Mitchell模型,模型适用范围广,能更好地描述湖相软黏土的蠕变特性。     

基于黏度时变性的Herschel-Bulkley流体劈裂注浆扩散特性研究

注浆技术作为实际工程中加固和防渗的主要手段,在滑坡、崩塌、泥石流等自然地质灾害防治中发挥着重要作用。但目前大多数注浆扩散模型未考虑浆液黏度的时变性,而浆液黏度在注浆过程中会随着注浆时间而变化,导致得出的浆体液扩散半径理论值与实际不符,影响了注浆用于地质灾害防治的效果。本文基于黏度时变性的Herschel-Bulkley流变模型,从浆液时变性本构方程与均匀流基本方程出发,推导出Herschel-Bulkley流变模型的劈裂注浆扩散半径公式,分析了浆液扩散的影响因素。结果表明：注浆压力和裂隙高度的提高,有利于浆液的扩散;而注浆时间、时变系数、流变指数、初始稠度系数的提高,不利于浆液的扩散。结合工程实测值,与不同流变模型计算结果对比,以验证公式。研究成果对指导工程地质灾害防治具有一定的价值,有利于注浆理论的发展。     

氯盐-干湿侵蚀下高延性混凝土力学性能试验及强度衰减模型研究

为了研究干湿循环条件下氯离子对高延性混凝土（HDC）的侵蚀性能,以3种高浓度氯盐溶液（质量分数分别为：5%、10%、20%）为侵蚀介质,分别对3组（每组24块）HDC和普通混凝土试块进行了240 d干湿循环对比试验,分析了氯离子与干湿循环共同作用对两种试块的外观、质量以及抗压强度、受压应力-应变曲线等力学性能的影响。试验结果表明：HDC在破坏时表面呈细裂缝,未出现混凝土脱落的现象,而普通混凝土在受力过程中,碎块脱落情况较为明显,延性很差。随着氯离子浓度的增加,HDC和普通混凝土试块抗压强度的下降程度也随之增大,且两种试块的平均抗压强度最小值均出现在浓度为20%的氯盐溶液中,其中HDC在150 d循环时达到最小值51.70 MPa,普通混凝土试块在120 d循环时达到最小值42.89 MPa,与清水中养护的两组试块相比,抗压强度分别下降了13.94 MPa、17.35 MPa。HDC在氯离子浓度越大的溶液中平均抗压强度下降越明显,但是都普遍优于同条件下的普通混凝土试件,说明HDC比普通混凝土试件的抗氯盐侵蚀能力更强。根据试验结果,对抗压强度数据进行线性回归分析,得到了不同浓度氯盐溶液侵蚀...     

基于壳-弹簧模型的预制地下管廊横向抗震分析

利用ABAQUS有限元软件,采用壳单元模拟预制装配式地下管廊,非线性弹簧模拟管段承插口接头的力学行为,非线性地基弹簧模拟土-结构间相互作用,文中提出一种适用于预制管廊横向抗震分析的壳-弹簧计算模型。以天津市某拟建地下管廊为例,对4个计算工况进行了横向抗震分析。结果表明,壳-弹簧模型内力较梁-弹簧模型均有所增大,轴力、剪力、弯矩分别增大17.4%、22.7%和27.9%;考虑管段间钢绞线预应力时,内力在幅宽上有明显变化且在承插口接头处明显增高;引入管廊结构材料塑性后,管廊层间变形显著增大,且较之线弹性模型增大了68.7%。文中的壳-弹簧模型可反映预制综合管廊结构的弹塑性行为及接头钢绞线预应力影响,对预制综合管廊抗震设计有一定指导作用。     

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。