黄河流域地下水资源网络地理信息系统的设计与实现

针对黄河流域地下水资源管理的各项需求,提出构建黄河流域地下水资源网络地理信息系统的设计方案和实现方法.主要解决流域海量数据管理和数据共享问题,为黄河流域地下水资源管理与研究提供强大的地理信息系统技术支持.探讨了为大尺度地学研究对象建立分布式网络地理信息系统的必要性和可能性.提出了此类系统建设的网络部署总体策略,数据的分布存储与管理措施,各省基于三层模型的应用程序构架,跨省市数据交互与协同分析的实现方案.阐明了应用程序部署的MVC结构,系统内各类数据库的协作关系及系统预期实现的功能.     

黄河下游傍河开采地下水的试验研究--以郑州北郊黄河滩地为例

根据近年在郑州市北郊黄河滩地供水水文地质勘探中几组大型抽水试验所获得的地质信息,从地下水埋藏条件、含水层富水性、河水对地下水的侧向渗透补给条件论证了傍河地带的地下水资源潜力.对傍河开采地下水对黄河径流量的削减作用和可能诱发的地面沉降与沙土液化问题进行了预测评价.并指出黄河下游沿岸地带,地下水资源十分丰富,具有建立傍河地下水源地的优越条件;大规模开采傍河地带的地下水所夺取的黄河水量十分有限,所诱发的地质环境问题对防洪大堤的安全危害作用甚微并可采取工程措施予以防治.     

塔里木河下游生态输水与生态调度研究

以塔里木河下游为研究对象,通过连续14年的动态监测、资料收集、野外数据采集及实验室数据处理,对塔里木河下游生态输水的特点及方式、生态输水后的生态环境变化进行了系统的分析与评估,同时对下游生态调度策略与模式进行了初步探讨,得出以下结论:(1)塔河下游生态输水经历了从单通道、双通道输水,向汊河输水和面状输水方式的转变;(2)从河水耗散分析看,补给地下水占比最大为57.7%,土壤与植被消耗占37.9%,入湖水量与河道内水面蒸发所占比例为4.4%;(3)输水后塔里木河下游地下水位上升、地下水水质明显好转,植被面积扩大,群落物种种类增加,胡杨长势好转,表明塔里木河下游生态退化的趋势得到遏止,但生态脆弱性依然没有根本转变;(4)为了更好地巩固生态恢复的成效,应制定合理的生态调度计划,在河道线状输水的基础上,进一步扩大受水区范围,有效补给地下水,合理调控地下水位;(5)生态变化是一个长期而缓慢的过程,需从地表水、地下水、植被响应、生物多样性等方面,长期监测输水对生态环境恢复的响应,以利采取更为科学有效的措施.     

黄河流域土壤水分遥感计算及水循环过程分析

在1982～1998年AVHRR pathfinder遥感数据和黄河流域土壤水分、降水与蒸发观测资料基础上,应用土壤水分遥感估算方法,计算出17年来黄河流域1 m土体各层土壤水分;在获得土壤水分数据基础上,以黄河流域中兰州、头道拐、龙门、三门峡、花园口和利津水文站为控制断面,将黄河流域划分为7个子流域,结合1982～1998年的径流资料和气象观测资料,利用水量平衡方法分析了17年来黄河流域水循环动态特征.通过研究表明建立的大区域、连续时间段、厚层土体土壤水分遥感估算方法及其框架是可行的;黄河流域多年平均降水量一般在4000 × 108 m3,蒸散量一般在3000 × 108～3500×108m3,土壤水年变化量在正负500×108m3之间;兰州以上河段是黄河流域中比较湿润的地区,多年平均蒸散发占降水量的比率为57％左右;黄河流域中最干旱的地区是内流区和山陕河段,多年平均蒸散比占降水的比率为78%左右.     

以黄河流域土壤水资源为例说明以“ET管理”为核心的现代水资源管理的必要性和可行性

针对流域/区域水资源匮乏程度日益严重的情势,本文立足于水循环全过程,以水资源在其动态转化过程的主要消耗——蒸发蒸腾(ET)为出发点,全面论述了在现代水资源管理中开展以"ET管理"为核心的水资源管理的必要性和可行性.并以黄河流域土壤水资源为研究实例,在采用WEP-L分布式物理水文模型对全流域水循环要素系统模拟的基础上,开展了黄河流域土壤水资源数量和消耗效用分析.结果表明,立足于区域/流域水循环过程,开展以"ET管理"为核心的水资源管理,不仅可以避免水资源的闲置而且也有利于从"真实"节水的角度提高水资源的利用效益,缓解区域/流域水资源的匮乏程度,是对传统水资源需求管理有益的补充.     

基于高被引论文的国际地下水研究态势分析

为准确掌握国际地下水研究的发展态势、热点研究领域、研究力量分布,探讨我国地下水研究的优势和不足,基于文献计量和文献调研的方法,利用TDA和UCINET软件,对Web of Science的SCIE数据库和SSCI数据库中发表于1950~2015年且引用次数排序前10%(≥44次)的地下水研究论文进行定量分析。结果显示:高影响力论文发表量位居前3的国家是美国、加拿大、英国,高影响力的机构前10位中美国有7个,其中美国地质调查局的影响力最大;环境科学与生态学、水资源、工程学3个学科与地下水研究的关系最为密切;土壤、砷、硝酸盐位列近10年来国际地下水研究20个热点主题的前3位,国际地下水研究更加侧重农业生产对地下水的影响,相比之下中国则侧重对砷污染的防治和地下水污染过程的模拟分析,此外,中国还侧重农业科学领域的研究,在海洋学领域的研究相对薄弱;中国地下水研究存在高被引论文产出低、国际合作深度不足、重点领域研究薄弱、特色研究领域少等突出问题。最后,对中国地下水研究未来发展提出了几点建议。     

美国电子复兴计划进展分析与启示

本文首先从实施背景、攻关方向、项目演进与部署、组织模式等方面深入分析了美国国防高级研究计划局于2017年启动的"电子复兴计划",总结其项目发展特点和研发重点变化情况.接着,深入分析"电子复兴计划"组织模式的创新特点,即基于"挑战"的政产学研"协作"模式以及助推技术转化的桥梁作用.最后,提出进一步加强我国半导体芯片领域的...     

傍河强采地下水的渗透机理研究

针对强采机理展开研究，首先制作一个砂槽实验模型模拟傍河强采地下水的物理过程，然后应用饱和－非饱和流理论建立其数学模型，通过计算机进行理论模拟。物理实验和理论模拟结果一致，并得到了一些数的认识和发现：剖面上的浸润曲线不是上凸的抛物线形状而是一条下凹曲线，随着傍河抽（排）水强度增大，地下水与河水产生脱节，脱节点不位于河床面而在河床上含水层内部，河床上形成上下两个饱和区。     

超高韧性复合材料控裂功能梯度复合梁弯曲性能理论研究

超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）无论在拉伸还是弯曲荷载作用下都表现出明显的应变硬化特征并且其极限拉伸应变稳定地达到3%以上,同时将传统水泥基材料在单轴抗拉荷载下单一裂纹的宏观开裂模式转化为多条细密裂纹的微观开裂模式,并且在极限荷载时其平均裂缝宽度仅为60μm.依据功能梯度这一概念,利用其优秀的裂缝控制能力,将普通钢筋混凝土梁的受拉区纵向钢筋周围部分混凝土替换为UHTCC,开展了超高韧性复合材料控裂功能梯度复合梁受弯性能的研究工作,先后完成了受弯理论分析、无腹筋复合长梁实验研究、试验研究与理论分析验证对比、裂缝控制分析等方面研究.结果表明,使用UHTCC控裂的功能梯度复合梁不仅承载力较普通钢筋混凝土梁有所提高,并且能够有效地防止钢筋锈蚀破坏的发生,从而提高结构的耐久性.对整个加载过程中复合梁的内力变化和裂缝开展进行了探讨,并按照弹性理论给出了正截面受弯各阶段内力分析、加载至破坏整个过程的弯矩-曲率关系的确定,以及跨中挠度、截面延性指标的计算,同时通过试验结果对理论公式进行了验证.     

具有环境适应能力的蛇形机器人仿生控制方法

基于生物学原理,本文构建了一种能够产生蛇形机器人多种仿生步态的多模态中枢模式发生器模型.该模型通过外部激励的引入,可以实现蛇形机器人运动形式的自由调整和转换,有助于提高蛇形机器人的环境适应能力.文中主要针对任意节数的多模态中枢模式发生器模型的稳定性进行了证明;分析了多模态中枢模式发生器模型参数对系统输出的影响;研究了蜿蜒运动中环境参数与蛇形机器人关节最优幅值的对应关系,从而确定了多模态中枢模式发生器幅值优化调整策略;并通过建立外部激励与模型参数之间的约束,使得蛇形机器人在多模态中枢模式发生器控制下具有三维运动能力以及相应的环境适应能力.最后,利用蛇形机器人平台验证了仿生控制方法的有效性以及与生物蛇步态的相似性.     

当代建筑与科学技术

建筑与科学技术的发展是相互平行的.现代建筑理论表达出对科学和工业革命将为人类生活作出贡献的绝对信心.各个时代的建筑师都在探索未来的建筑形式,科学技术革命不会直接影响建筑的发展,其间需要一个转化的过程.现代科学技术塑造了现代建筑的形式及理论,科学技术的发展直接或间接地参与了新建筑的生成.本文论述建筑学与数学、混沌理论、拓扑学、复杂性理论以及生态学的关系,同时也论述建筑与技术、高技术建筑、建筑与数字化以及材料科学的关系.     

一种改进的从关系数据库挖掘本体的技术

通过对关系模式与OWL本体之间的相关性进行分析,提出了一种基于关系数据库自动生成本体的方法.该方法从关系模式主外键之间的相关性分析出发,对关系模式的结构和数据完整性约束等方面进行深入研究,并给出一系列从关系数据库挖掘本体的思路,能够挖掘深层次的语义信息,如继承关系和属性特性等.     

降雨入渗过程中土质边坡的固-液-气三相耦合分析

边坡降雨入渗过程伴随着地下水湿润锋面的推进、孔隙气体的迁移和土体的变形,涉及土体固-液-气三相耦合作用.以往对边坡在降雨入渗条件下的非饱和渗流过程及其对边坡稳定性的影响研究大多基于单相流（Richard方程）模型或水-气两相流模型,而较少从固-液-气三相耦合角度分析孔隙气体迁移和土体变形对降雨入渗过程和稳定性变化过程的影响.本文基于连续介质力学原理和混合体理论,建立了边坡土体固-液-气三相耦合数学模型和有限元数值模拟方法.采用Liakopoulos砂柱排水实验成果验证了耦合模型和计算程序的正确性,深入分析了气体边界条件对排水过程的显著影响.在此基础上,采用固-液-气三相耦合模型,研究了土质边坡在降雨入渗过程中的地下水渗流、气体迁移以及变形和稳定性演化过程,揭示了孔隙气体迁移过程和土体变形过程对边坡湿润锋面的推进以及稳定性变化的阻滞和延缓作用.研究成果对于暴雨诱发滑坡机理与防治研究具有一定参考价值.     

遗传算法的模式欺骗性分析

讨论了遗传算法的模式欺骗性和欺骗问题. 描述了模式包含、竞争与关联等概念，给出了基于主竞争关系的模式欺骗性与GA欺骗问题的严格定义，包括完全欺骗问题、一致欺骗问题、序列欺骗问题和基本欺骗问题. 分析了完全欺骗吸引子的特征，给出了形成完全欺骗问题的吸引子应满足的条件. 然后，讨论了GA欺骗性与隐含并行性、收敛性之间的关系. 结合计算实例说明了模式欺骗性对GA搜索行为的影响.     

泥石流与主河汇流堆积的数值模拟

汶川大地震使震区周围的山体出现大量崩塌、滑坡,为泥石流灾害发育提供了丰富的固体物源.一旦降雨条件适宜,很容易形成山洪泥石流.山洪泥石流来流量大,结构较强,与主河汇流时,难以被主河水流及时冲刷,在汇流区大量堆积,从而引发一系列的灾害.本文在前人的研究成果和相关资料的基础上,对交汇区泥石流与主河水流间的相互作用关系进行了合理简化,采用处理对流项有较好计算稳定性的有限元特征分裂算法,建立了与主河汇流的泥石流堆积数学模型.运用本文模型,再现了文家沟特大山洪泥石流在绵远河的堆积过程,分析了泥石流堆积对主河流路、水深、流速分布等的影响.采用实测堆积地形对计算成果进行了验证,结果表明,本文模型计算泥石流堆积范围,堆积厚度分布,在规律上与实测地形基本一致最后,文章对模型未来改进方向进行了探讨.     

应力水平对3D C/C复合材料的弯弯疲劳损伤模式的影响

测定了3D C/C复合材料的弯弯疲劳寿命曲线以及疲劳加载过程中的载荷-挠度回滞曲线, 通过试件实物照片和SEM疲劳断口分析, 研究了在不同应力水平下材料的损伤模式. 研究结果表明, 3D C/C复合材料的弯弯疲劳极限为203 MPa, 应力水平为静弯曲强度的92%, 远高于2D C/C复合材料. 随应力水平的提高, 材料的疲劳载荷-挠度回滞曲线由弹性滞后环向非弹性滞后环转化, 挠度显著增加. 揭示了纤维与基体界面的滑动磨损在疲劳失效中起重要的作用, 应力水平的高低控制着这种滑动磨损的程度和速度.     

主要国家海洋天然气水合物研发现状及我国对策

本文概述了若干主要国家海洋天然气水舍物研发近况.在回顾我国研发现状和国情分析的基础上,有针对性地提出了进一步加强顶层设计、构建研发体系、加大试采研究、促进成果转化力度、探索商业化运作模式及加强国际合作六个方面的推动性政策建议,供决策部门参考.     

黄河调水调沙的模式及其效果

黄河调水调沙就是利用干支流水库群对进入下游的水沙关系进行调节和控制，塑造出相对协调的水沙关系，以充分发挥下游河道的输沙能力，遏制河槽萎缩、恢复并维持中水河槽．经多年研究，黄河水利委员会探索出了使下游河道不淤积的水沙关系，基于此种关系和黄河流域来水来沙条件，充分利用干支流水库，创立了基于小浪底水库单库调节为主、空间尺度水沙对接、干流水库群水沙联合调度的黄河调水调沙三种基本模式．按以上三种模式进行了10次调水调沙，结果：黄河下游800km长河道主河槽平均下降1．5m，最小过流能力由1800m3／s提高到4000m3／s．同时，河口三角洲生态系统得以恢复和改善．     

以黄河流域土壤水资源为例说明以“ET管理”为核心的现代水资源管理的必要性和可行性

针对流域／区域水资源匮乏程度日益严重的情势，本文立足于水循环全过程，以水资源在其动态转化过程的主要消耗——蒸发蒸腾（ET）为出发点，全面论述了在现代水资源管理中开展以“ET管理”为核心的水资源管理的必要性和可行性．并以黄河流域土壤水资源为研究实例，在采用WEP—L分布式物理水文模型对全流域水循环要素系统模拟的基础上，开展了黄河流域土壤水资源数量和消耗效用分析．结果表明，立足于区域／流域水循环过程，开展以“ET管理”为核心的水资源管理，不仅可以避免水资源的闲置而且也有利于从“真实”节水的角度提高水资源的利用效益，缓解区域／流域水资源的匮乏程度，是对传统水资源需求管理有益的补充．     

高精度微机电陀螺研究现状与发展趋势

微机电陀螺具有体积功耗小、重量轻、成本低等优势,在工业与国防装备中广泛应用.高精度的微机电陀螺可提升多类装备、平台姿态测控精度,有望解决无人车、无人机等装备在复杂环境下的自主导航问题,发展前景广阔,因而始终是惯性领域的热点研究方向之一.但是高精度微机电陀螺研制面临的技术挑战同样十分巨大,本文首先梳理了高精度微机电陀螺的结构演变规律,并将其分为质量块式结构以及旋转对称式结构进行了性能分析与对比.接着针对微机电陀螺表头品质提升问题,总结了微谐振结构的品质因数提升方法以及频率修调方法,然后按照速率模式、速率积分模式以及频率调制模式介绍了高精度微机电陀螺控制技术研究现状.最后,本文对高精度微机电陀螺的发展和应用趋势进行了展望.