合肥市城市垂直空间增长时空演变研究

随着城市化进程的推进,城市水平方向上的扩展逐渐趋于平稳,旧城改造、棚户区改造等一系列政策的提出,使城市扩张逐渐从水平扩张演变为垂直空间增长.基于合肥市蜀山区2017年和2020年的三维建筑矢量数据,运用Arc GIS地理空间分析法,从垂直方向上运用建筑加权平均高度和建筑面积对合肥市蜀山区2017—2020年4年间的垂直空间时空演变情况进行了研究.结果表明:(1)建筑群的高度和数目在不断增加.2017—2020年4年里合肥市蜀山区建筑物平均高度增加0.16m,建筑体积也同样增加256.98×105m3.(2)中高层建筑增长率呈显著增长趋势,超高层建筑增长率微弱增长,而低层建筑、多层建筑和高层建筑增长率呈现负增长趋势,多层建筑的负增长幅度较大.(3)空间上,低层建筑的分布呈现由中心城区向郊区迁移的趋势,蜀山区的东南方向上中高层和超高层建筑逐渐增多.     

平凉一次暴雨前对流层顶异常特征分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和常规气象观测资料,以2016年7月18日出现在平凉的区域性暴雨为例,分析暴雨发生前对流层顶高度、温度以及各高度的垂直速度、位涡、风场变化特征.结果表明,暴雨发生前4d至前2d对流层顶高度有明显的下降,并于暴雨发生前2 d降至最低,最低为14.6 km,相反地,对流层顶温度在暴雨发生前5 d至前2 d开始上升,并于暴雨发生前2 d升至最高,可达-65.6℃.对流层顶高度在暴雨发生前2 d的空间形变主要体现在南北方向上,高度的经向梯度变化比纬向梯度变化明显;从纬向看,暴雨发生前2 d,2 PVU等位涡线可以向下发展至380 hPa附近,凹陷最明显,即暴雨发生前2 d平凉地区对流层顶会出现折卷现象,暴雨发生当天,上升运动最强盛,最大垂直速度可达-0.3 Pa/s;对流层顶高度下降主要原因是由高层向下侵入的高位涡冷空气及对流层顶折卷过程影响.以上结果表明,对流层顶附近异常信号对暴雨预测有较好的指示意义.     

BH-VDT大尺寸垂直钻井工具设计优化与应用

渤海钻探公司自主研发的BH-VDT5000垂直钻井工具一般适用于φ406.4～φ444.5mm井眼尺寸的垂直钻井要求,不能满足新疆油田南缘区块井二开φ571.5mm井眼的垂直钻进的使用条件.针对新疆油田南缘区块的井身结构及施工难点,对BH-VDT5000垂直钻井工具重新进行了优化设计,每面推靠翼厚度增加至143.25mm,并对垂直钻井工具锁紧装置的材质和强度进行了优化升级,优化后工具的整体抗扭和抗拉性能得到了大幅度提高,可满足BH-VDT5000垂直钻井工具悬挂大尺寸推靠翼在大井眼砾岩中的钻进要求.优化后的垂直钻井工具在南缘区块天湾1井φ571.5mm井眼中首次应用便取得成功,总进尺2570m,单趟钻最长入井时间达到了308h,施工过程中工具性能稳定,井身质量控制优良.该技术的应用成功为南缘区块大井眼垂直钻井的需求提供了优质保障,并为BH VDT6000系列大尺寸垂直钻井工具研究提供了技术参考.     

基于GODAS资料的南海上层海洋热状态气候变化特征分析

为了深入了解南海上层海洋热力状态的变化规律,利用1980—2015年共36年GODAS月平均海温资料,将5~366 m的垂直平均海温表征南海地区海洋上层的热含量,分析了南海海洋上层热状态的水平和垂直分布特征以及季节和年际变化特征。结果表明：年平均南海热含量水平分布表现为东高西低的形势,垂直纬向平均分布表现为暖水厚度和温跃层深度东厚（深）西薄（浅）,垂直经向平均表现为暖水厚度南厚北薄,温跃层深度中间浅两边深;南海地区海温变化幅度在75~200 m处最大,不同深度海温距平均具有明显的年际和年代际变化特征;南海区域平均热含量在秋季最高,春夏次之,冬季最低,其年际变化明显,且在1998年之后出现明显的突变,由负值转变为正值,表现出明显的增温趋势;热含量季节EOF主模态空间分布形势表现为东高西低的特征,对应的时间序列在20世纪90年代末存在年代际转折,由主要为负值转化为主要为正值,表现在空间分布上,则为南海地区热含量由西高东低型转化为东高西低型。     

不同地下水埋深土壤水分入渗规律研究

【目的】分析农田土水势的分布对作物的生长状况和农田水分循环的影响。【方法】采用观测室内层状长土柱(土柱长L=335 cm)在上边界条件为薄层积水、下边界控制不同地下水埋深时的水分入渗及蒸发过程的试验,分析了不同地下水埋深时土水势与零通量面的变化特征。【结果】入渗率随时间总的变化趋势是减小,入渗率随时间的变化一般经历3个阶段:迅速减小、缓慢减小和稳定阶段;累积入渗量随时间增加,与时间呈幂拟合关系;入渗初始阶段湿润锋运移速率较快,之后随着时间的推移,湿润锋运移速率逐渐减小,至某一时间后趋于稳定。【结论】湿润锋运移距离与时间的平方根呈线性关系     

不同耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响

为探讨耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响,2016年6—9月在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗试验区设置3种耕作方式深松(SS)、免耕(MG)及常规耕作(CK),分别采集0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm土层的土样,对土壤容重、含水量、土壤渗透速率及土壤孔隙度进行调查。结果表明：3种耕作方式土壤容重及含水量均表现为SS>CK>MG；土壤入渗特征表现为初始入渗率>平均渗透率>稳定入渗率；土壤入渗速率及累计入渗量表现为SS>CK>MG；土壤孔隙度以SS处理下最高且随着月份的增加土壤孔隙度降低。主成分分析表明,初始入渗速率和渗透总量对不同耕作方式最为敏感,可以作为考察东北黑土区农田耕作效应与缓解黑土地退化的评价指标。由综合得分可知,不同耕作方式下土壤性能优劣表现为SS>MG>CK。综上,深松耕作可以有效的降低土壤容重,提高土壤含水量,促进土壤渗透能力；免耕更有利于水分的保持,降低土壤的无效蒸发。     

透气隔水埋体对土壤水分入渗与溶质运移的影响

为分析透气隔水(弱透水)埋体促进水分入渗与溶质运移功效,开展了不同容重(1.40,1.45,1.50,1.60 g/cm~3)透气隔水(弱透水)埋体的一维垂直土柱入渗试验,分析了不同容重的透气隔水(弱透水)埋体对土壤水分入渗与溶质分布的影响。结果表明,透气隔水(弱透水)埋体能够增加土壤累积入渗量,推动湿润锋运移,在一定范围内,随着透气隔水(弱透水)埋体容重增加,湿润锋推进速度与土壤入渗率均增加。600 min时,土壤累积入渗量相对增加7.42%～29.17%,湿润锋深度达到27 cm,入渗时间相对减少26.97%～64.27%。相比于对照组,不同容重的透气隔水(弱透水)埋体均能降低溶质向深层土壤迁移数量。Philip模型和代数模型均能描述透气隔水(弱透水)埋体土壤水分入渗过程,且Philip模型中吸渗率S和代数模型中综合形状系数α均与透气隔水(弱透水)埋体内外容重比呈正相关关系。研究结果表明透气隔水(弱透水)埋体能够通过改变上层土壤吸力分布提高水分入渗能力与溶质传输效率,实现对城市雨水径流调控和净化。     

极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。     

棉秆隔层对土壤水分入渗及水盐分布的影响研究

采用室内土柱实验,研究了裸地、棉秆隔层表层放置、棉秆隔层15cm、30cm、45cm和60cm处放置6个处理的土壤入渗特征及入渗后土壤水盐分布,以期对盐碱地改良提供依据。结果表明：棉秆隔层的设置降低了土壤入渗速率和累积入渗量,有利于棉秆隔层以上盐分的淋洗；秸秆隔层的设置降低土壤水分的蒸发,有利于隔层以下土壤水分的保持；各处理盐分均出现表聚,其中秸秆表层覆盖盐分表聚最小。