南水北调河南段水资源优化利用与管理决策软件

本项目为2004年河南省杰出人才创新基金项目（0421000300）,在研究中充实了复杂系统水资源动力学特征分析的理论体系和复杂系统水资源配置的理论与方法;丰富了水文水资源要素预测的预测模型;构建了城市生态环境评价指标体系和评价模型;提出了水资源配置优化模型与模拟模型的有机耦合技术,建立了基于优化模型和模拟模型耦合的水资源合理配置模型系统,并应用于南水北调中线工程河南受水区水资源合理配置;详细介绍了典型城市（郑州市）的水资源配置方案的编制;探讨了多水源供水的水价格体系;研制了南水北调工程河南段水资源优化利用与管理决策软件,主要研究成果如下：     

古代目视天象记录中的尺度之研究

古代以“丈、尺、寸”为单位的天象记录以及“大如X”形式（取象比类）的记录是成系统的,可统称为古代天象记录的“尺度体系”。古人裸眼目视观测天象时亦有天球模型,通过天球模型的建立,按1尺＝1度的换算标准,可以确定“丈、尺、寸”天象记录的几何意义,并对“大如X”形式的记录进行尺度或亮度的量化,最后将两种记录统一在一个系统中。通过对尺寸系统起源的分析,认为古人裸眼目视观测时的天球半径约为13米上下。另从人本心理行为渊源、天文馆天象厅的半径、航海牵星术等多方面进行了论证。人裸眼目视观测天象时有共同的视错觉现象,形成系统误差,此误差是将天穹视为扁平状造成的。在不同的天空照度与气象条件下,其扁平程度有所不同,可引入“视扁度角”概念加以量化。为对视觉误差进行校正,求出了各种状况下（昼、夜、阴、晴、有月、无月）裸眼观测时天体视高度、视长度与其真实尺度的校正归算法。     

光学异常透射的微观理论

本文介绍了作者最近在《自然》杂志（Nature,2008,452：728-31）发表的一项解释光学异常透射的微观理论。该理论建立了描述异常透射的一个金属表面等离子体（surface plasmon polariton,SPP）模型,通过比较模型预言的结果和严格求解Maxwell方程组全矢量方法的数值计算结果,发现在可见光及近红外波段,该模型能够定量给出异常透射的所有主要特征,从而验证了该模型的有效性。由于模型中仅保留了SPP而忽略了其它金属表面波,因此能够单独考察SPP在异常透射中的贡献,有助于调和之前不同观点间的争论。同时,由于该模型将二维孔阵列分解为一维孔链的周期组合,然后综合考虑各孔链处SPP的激发及散射过程。因此能够从微观层面分析形成异常透射的物理原因,解释了传统模式展开方法中表面Bloch模式的物理根源,同时能够为相关器件的设计提供理论指导。     

用类比法预测安徽的未来

从现在到公元2000年还有17年多一点的时间。时间不算短,但从社会经济发生显著嬗变所需时间的尺度看,又不算长。由于在社会经济的嬗变过程中,渐变过程和骤变过程交替地进行,采用回归外推法对之作定量的预测,测不准的概率就比较大,充其量是以定量的模型作些定性的推断而已。我在安徽省呆了12年多,日子不算少,情况也有些了解,也曾画过几根预测安徽工农业发展的曲线。但总觉得越外推,误差越大,外加骤变的因素更难以逆睹,     

MARK2激酶是PAR3／PAR6／aPKC复合体调节海马神经元极性的下游因子

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）俞书宏课题组，一直致力于模拟生物矿化设计和构筑具有特殊结构与形状的复杂结构功能材料研究。日前他们将水溶液中的双亲聚合物模板控制矿化过程成功拓展到混合溶剂体系，在混合溶剂中以两亲聚合物长链多肽PEG-b-pGlu为晶体生长修饰剂，成功合成了高度单分散的球文石碳酸钙微球，并实现了对其形状的有效调控。     

基于共价键结构BMCP热解模型的建立和发展

煤热解过程的模型研究受限于集总方法和经验参数,不能在做出具有一定精度预测的同时辅助对热解过程的机理进行研究。BMCP (boltzmann-monte-carlo-percolation)模型从组成煤的共价键出发,通过对热解过程共价键"解离-生成"机制的描述并结合渗透理论,给出不同条件下不同媒热解过程的共价键变化以及产物分布信息,预测结果与实验结果误差不超过20%;通过对"解离-生成"机制的不同假设,BMCP模型判断出热解过程的速率控制步骤为共价键断裂步骤。此外,通过引入其他方法得到的原理性假设或经验参数,BMCP模型的预测结果还可得到进一步扩展。BMCP模型的建立和发展可为复杂化学反应体系的模型研究提供一种新思路。     

地震作用下坝区滑坡动态灾变过程分析

该项目的研究目标主要表现在：研究滑坡在力的作用下,渐进变形过程的破坏机理、破坏类型及控制标准;建立描述滑坡渐进变形破坏过程全新本构模型,模型参数标定方法,并阐述与传统理论的相互关系;建立新型表征滑坡稳定特性的评价标准,并阐述其力学意义,并与传统的稳定性评价标准加以比较。主要任务为：以数值模拟法再现滑坡的渐进破坏过程,并评价滑坡在渐进破坏过程中不同应力状态的稳定性,从而为滑坡防治及预测预报提供依据。     

试论月龄历谱的数理结构及编排规则

运用数理统计方法，借鉴天文历算及历谱编排的有关知识，试图提供一种被称为月龄历谱的数理结构模型（数表），以作为对具有某些月龄特征的词语的研究工具。其用途：（1）由这些月龄词语的干支差直接得出它们可能的年代间隔；（2）可用于编排相应的月龄历谱（如金文历谱、某些甲骨文历谱等）；（3）能对月龄历谱（如“夏商周断代工程”给出的西周金文历谱）方案中月龄词语的月龄范围及年代间隔进行误差分析。     

循环经济的生态哲学意蕴探析

马克思主义生态哲学作为一种先进的生态世界观，以人与自然界关系为基本问题，提供认识世界的新的理论框架。本文以科学发展观与马克思主义生态哲学为理论基石，根据循环经济发展过程的现实，力图站在新的理论高度把握循环经济发展的本质与核心，探究循环经济发展的四重维度；科学技术范式的生态转向（知识维），经济增长与发展模式的生态转向（生产维），政治制度的生态转向（制度维）和人类社会文明发展的生态回归（文化维），从而揭示循环经济发展的动态模式。     

城市污水再生与循环利用的关键基础科学问题

本文通过对城市污水再生与循环利用的国家重大需求和国际前沿研究工作的深入分析,阐明了城市污水再生与循环利用研究所呈现的"机制微观化"、"过程安全化"、"技术集成化"和"系统生态化"等基本特征,总结出污染物的去除与转化、化学物质能源化以及再生水循环过程的生态风险控制等在城市污水再生与循环利用研究中需要重点解决的关键科学问题,展望了为促进我国城市水系统可持续发展而应重点开展的4个研究方向:(1)污水再生及循环的物质转化与能源转换机制;(2)再生水生态储存与多尺度循环利用原理;(3)城市水系统水质安全评价与生态风险控制方法;(4)基于"再生水+"的可持续城市水系统构建理论。     

从地震序列的模拟看数值地震预报的前景

汶川大地震的伤痛还未愈合，又发生了玉树（Ms=7．1）、智利（Mw=8．8）、海地（Ms=7．5）及日本（Mw=9．0）等特大地震。地震难道就不能预报？用什么方法可以准确预报地震？这些问题再一次成为科学界与社会关注的热点。本文以发生于2008年汶川地震的龙门山断裂带上的强震序列的模拟为出发点，通过基于严格数学、力学原理的有限元方法计算给出龙门山断裂带上大地震的时间序列、同震位移场及同震应力场。通过研究发现，计算得到的龙门山断裂带上的大地震平均复发间隔为～3300年，这与古地震调查及其他方法给出的结果有一致性；模拟的同震应力场形态与汶川余震的深度分布之间存在着关联，同震位移与观测结果符合得较好。值得特别指出的是，文中的模型能够模拟断层由闭锁到解锁产生地震的全过程。模拟结果进一步显示，完全有可能利用科学计算方法给出未来强震发生的时、空、强三要素。类似于气象预报，本文将这种预测地震的方法称为数值地震预报。最后，文中对数值地震预报的可能性及需要解决的关键问题等进行了深入分析和研究，认为数值地震预报在科学上是可能的、技术上是可行的，数值地震预报是成功预报地震的最有效途径。     

多角度多波段BRDF模型及反照率反演算法建立及其应用

“十一五”国家科技支撑计划“基于‘环境一号’等国产卫星的环境遥感监测关键技术及软件研究”项目旨在攻克基于“环境一号”等国产卫星数据和多源遥感数据的应用关键技术，为我国天地一体化环境监测业务化运行提供技术支撑。在生态环境遥感监测与评估方法创新方面，项目在驱动模型的基础上建立新的多角度多波段BBDF模型Angular＆Spectral Kernel BBDF MODEL（ASK BRDF MODEL），基于新模型发展反照率反演新算法，并利用多种数据源对模型准确和稳定性进行验证与检验，算法首次提出了多源遥感数据联合反演的新思路，解决了目前反照率反演数据源观测角度数据不足的技术瓶颈，目前该算法已经嵌入项目研发的“多源遥感数据定量遥感产品生产与服务系统”．并在环境监测业务中得到应用。     

高精度数字地面模型快速生成系统

数字地面模型是地理信息系统研究非常基础的问题之一,反距离加权模型(IDW)、三角网模型(TIN)、克里格模型(KRIGING)和样条插值(SPLINE)等是生成数字地面模型的经典方法.反距离加权法通过在采样点邻域内建立反距离加权函数,模拟采样点邻域,忽视了空间结构信息和邻域以外的信息联系;三角网模型通过对每3个采样点建立线性函数来模拟此3个采样点的所在区域,丢弃了非线性信息和空间结构信息;克里根法的目标是估计的平均误差为零、误差的方差达到最小;然而,由于估计的误差和误差的方差总是未知的,所以克里根的理想目标在实践中很难达到;样条基函数法将所有曲面近似的用一系列样条基函数进行连续的拼凑模拟,只适用于很有限的一部分特殊插值问题.因此,地理信息系统的经典曲面建模方法存在着严重的理论缺陷,这是长期以来一直困扰地理信息系统内插误差的根源所在.通过全面总结分析经典曲面建模方法理论缺陷和克服这些理论缺陷的现代数学理论,开创性地建立了高精度曲面建模方法(HASM).     

材料凝固成形多尺度多场量耦合计算机模型化

材料液态成形工艺中的凝固现象是发生在从铸锭 /铸件到原子集团尺寸范围内的多尺度液 固相变过程 ,同时还涉及或受控于多种物理场变化。正是这些多尺度的液 固相变特征与多重场量变化的复杂耦合作用共同决定了材料的凝固行为、结晶组织与缺陷形成以及成形零件 /材料的使用性能。近 2 0年来计算机软硬件技术的飞速发展 ,为多种基础学科交叉的材料凝固理论向着定量化的科学体系发展创造了有利条件 ,这是材料凝固理论今后发展与完善的重要方向之一。本文对基于多尺度、多场量耦合材料凝固成形计算机模型化的必要性及研究进展进行了简要概述 ,介绍了本文作者近 10余年来在该领域所进行的相关研究工作 ,最后就与材料凝固及液态成形计算机模型化相关的几个应重点加强研究的领域提出了几点建议     

层状金属材料断裂行为的尺度与界面/晶界效应研究

本研究采用三点弯曲实验方法系统地研究了具有不同尺度组元层和界面结构搭配的Cu/Au和Cu/Cr层状材料的断裂行为及其尺度与界面/晶界效应。研究发现,组元性质、尺度和界面/晶界结构是影响金属多层材料变形和断裂行为的主要因素。对于具有"透明"界面的Cu/Au多层材料,其变形和断裂行为表现出显著的尺度效应,而具有"模糊"界面的Cu/Cr多层材料的塑性相对较差,其变形和断裂行为没有明显的尺度效应。基于理论分析,提出了高强高韧层状金属材料的多尺度层状结构设计思路。     

上帝粒子的成本

最近欧洲核子研究中心（CERN）的科学家们宣布他们在大型强子对撞机（LHC）获得的数据中找到了特征和神秘的希格斯玻色子相一致的新粒子。这一项重要发现确认了粒子物理学标准模型的正确性，这一模型还预言了希格斯玻色子的存在。尽管有很多种不同的亚原子粒子，但是希格斯玻色子的地位非常特殊，因为根据标准模型，正是这种粒子赋予了宇宙中一切其他物质以质量。     

一种治疗老年痴呆病的颗粒型制剂的技术开发

老年痴呆是老年人脑功能失调的一种表现，是以智力衰退和行为、人格变化为特征的一种病症，包括阿尔茨海默氏病（AD）、血管性痴呆（VD）、混合型痴呆和其它（外伤、帕金森）痴呆。其中AD患者占60％，到2050年，AD患者预期可达到2500万。     

全球变暖背景下东亚能量和水分循环变异及其对我国极端气候的影响

近年来,在全球气候变暖的影响下,干旱、洪涝、高温酷暑等极端气候事件频发,造成巨大损失。那么,如何减轻极端事件所造成的损失,成为当前国家经济建设和社会发展的当务之急。本项目紧扣这一国家重大需求,从对气候系统变化具有重要影响的能量和水分循环这两个主要过程入手,开展野外观测试验、多源资料整合分析、数值模拟等研究,系统揭示了东亚地区典型下垫面能量和水分循环变异的若干新特征及其对我国极端气候事件的影响过程和机理;在此基础上,研制了适用于我国几种极端气候事件的短期预测方法和系统,开展实时预测,服务于国家防灾减灾;最后开展我国未来气候变化预估,为国家中长期发展规划的制定提供科技支撑。经过五年的研究,项目取得了丰硕的研究成果,共发表学术论文495篇,其中SCI收录268篇。     

妊娠高血压疾病与凝血相关并发症的防治研究

妊娠高血压疾病是孕妇常见的、严重的并发症。我国发病率9．4％，国外报道7％～12％，是孕产妇主要的死亡原因。但该疾病发病机制不明，至今尚无理想的预防和治疗方法。妊娠高血压疾病与孕妇的凝血功能改变有明显的相关性，主要表现为血管内皮细胞损伤、凝血功能和血小板功能增强、抗凝和纤溶功能减弱，严重者出现消耗性凝血障碍（DIC）和以血小板减少为特征的HEPLLP综合症，临床表现出多器官或组织血栓或出血。     

新著《科学价值论》最近出版

“科学价值”与“科学的价值”具有不同的含义。后者是一个以科学为价值客体的概念，指“科学（对于人和社会来说）有什么意义，它包含了科学的多种可能的价值系列或集合。“科学价值”则相反，它是一个以科学为主体的概念，是以科学的需要和尺度为标准所作的价值判断，其确切涵义应该解释为“对于科学的价值”或“在科学上的价值”，即（包括人和社会的活动在内）任何事物“对于科学来说的价值”或“在科学上的价值”，即（包括人和社会的活动在内）任何事物“对于科学来说有什么意义”，它们“是否适合于科学的尺度、满足科学的需要、为科学服务”。