第一篇：全球区域同化预报系统的使用及其数值模拟解读
全球区域同化预报系统的使用及其数值模拟*
陈建萍
（江西省环境预报中心，江西，南昌，330046）
摘 要：介绍了中国气象科学研究院数值预报中心自主开发的GRAPES V2.1数值模式运行步骤，并利用该模式对2005年5月1日06～07时在江西南昌市区出现的30 mm/h强降水过程,进行了数值模拟和诊断分析。结果发现，北方干冷空气南下，到达30°Ｎ附近后，与南方暖湿空气在南昌市区上空低层形成交汇，促使暖湿空气沿着锋面迅速抬升凝结，触发不稳定能量的释放，是造成南昌强降水产生的主要原因；GRAPES模式能很好地模拟出高低空环流形势场特征和主要天气系统，能提供较准确的高分辨率诊断分析
资料。
关键词：GRAPES模式 强降水 数值模拟 诊断分析
中图分类号：P456.7；P458.1+21 文献标识码：A 文章编号：1007-9033（2005）
02-00023-04 GRAPES V2.1简介及模式运行
1.1 模式简介
GRAPES（Global/Regional Assimilation and Prediction System）—全球区域同化预报系统，是中国气象局负责研究开发的、研究与业务通用的数值天气预报系统。GRAPES系统是集常规与非常规变分同化、静力平衡与非静力平衡、全球与区域模式、科研与业务应用、串行与并行计算、标准化与模块化程序、理想实验与实际预报等为一体，中小尺度与大尺度通用的先进数值预报系统。
1.2 GRAPES V2.1模式的运行
使用2005年4月29日20时的T213资料，以及2005年4月30日08时的探空资料，对2005年4月30日08时—5月1日08时的暴雨过程进行数值模拟。
1.2.1 资料准备
2005年4月29日20时的Ｔ２13资料（BJ*.*）放在grapes/data/9210_t213目录下，2005年4月30日08时的探空资料（*.ABJ）则放在grapes/data/9210_obs目录下。
1.2.2 探空资料预处理
进入grapes/grapes_3dv/preproc/9210_obs_proc/datatran，使用命令pgf90-o ptrans0.exe ptrans0.for和pgf90-o ptranstp.exe ptranstp.for分别编译当前目录下的ptrans0.for和ptranstp.for；成功编译后，将在当前目录下分别生成ptrans0.exe和ptranstp.exe文件。然后使用命令cat grapes/data/9210_obs/*.ABJ >fn.dat把ABJ文件连接成１个文件，执行后当前路径下会生成fn.dat。再在当前目录下把wsdat.dat的时间修改为05042300。最后分别执行ptrans0.exe和ptranstp.exe，将在grapes/grapes_3dv/data/input/GTS目录下生成TEMP文件。
1.2.3 T213资料预处理
首先进入grapes/9210_t213_proc目录，使用命令：9210_t213_proc.sh 2005042912 48 grapes/data/9210_t213/ grapes/T213_DATA/，对T213原始报文资料进行解码。执行后将在grapes/T213_DATA目录下自动生成2005042912目录，并在该目录下生成T2***2、T2***8„„T2***2等9个文件。
然后进入grapes/grapes_3dv/preproc/9210_t213_proc目录，修改namelist.t213中解码后T213资料的路径，即把record4中Ｔ213_file的路径修改为grapes/T213_DATA/2005042212/T2***0。
最后运行make编译当前目录下的文件，成功编译后将生成t213proc.exe文件；执行t213proc.exe后，将在grapes/grapes_3dv/data/input/backgrd目录下生成以
xb.dat命名的背景场。1.2.4 分析系统编译连接及运行
进入grapes/grapes_3dv/3dv/rundir，运行make_script脚本文件，编译整套分析系统，成功编译后有可执行文件Grapes3dvar.exe生成。运行时首先要编辑当前目录下的namelist.3dvar,修改record3中的ANALYSIS_DATE='2005043000'，以及record14中的file_dxa_binary='../../data/output/dxa2005043000.dat'和file_xa_binary='../../data/output/xa2005043000.dat'。然后，根据需要指定分析的区域、分辨率、日期等参数，直接运行Grapes3dvar.exe。成功运行后，在grapes/grapes_3dv/data/output目录下有形如dxa2005043000.dat和
xa2005043000.dat的分析场生成。
1.2.5 主模式运行
进入grapes/grapes_model_v2.1/run目录，把解码后的t213资料链接到当前目录的T213下，即ln-s grapes/T213_DATA/2005042912/T213*./T213。然后返回grapes/grapes_model_v2.0目录，使用compile grapes命令运行compile脚本文件，编译安装整套模式系统。成功编译后，在grapes/grapes_model_v2.0/run目录下，有２个可执行文件（si.exe和grapes.exe）生成。再把grapes/grapes_3dv/data/output/xa2005043000.dat的背景场资料拷到当前目录下，并
把文件名修改为xa.dat。
最后在当前目录grapes/grapes_model_v2.0/run/下使用go.go.9210命令提交作业，即go.go.9210、积分步长、步数、多少次输出１次、起始年、起始月、起始日、起始时、终止年、终止月、终止日、终止时、do_static_data=true或false、模式起报时间。文中的个例模拟是使用命令：go.go.9210 600 144 4 2005 04 30 00 2005 05 01 00 “.true.” 2005043000来进行的。个例分析 2.1 天气实况
受地面弱冷空气南下和低层切变影响，2005年4月30日14时～5月1日08时,江西北部普降中到大雷阵雨，有16个县市遭受短时雷雨大风、强降水和冰雹天气袭击，有3个县市出现暴雨。其中南昌市区自动站监测到南昌市区（28.6°Ｎ、115.9°Ｅ）5月1日06～07时出现了30 mm／h的强降水天气。
2.2 模拟结果的诊断分析 2.2.1 地面形势分析
从海平面气压场和地面流场分布图的演变可以看出，4月30日14时地面冷高压主体位于45°Ｎ、105°E，中心气压值为1 014 hPa，锋面呈NE-SW走向，到达河套南部一带（图略）。20时冷高压中心南移到42°Ｎ、109°E，中心气压值增加到1 020 hPa，冷锋前沿已移到江淮地区（图略）。到5月1日06时，冷高压中心南移到40°Ｎ、110°Ｅ，中心气压值为1 025 hPa，冷锋前沿正好到达30°Ｎ附近。此时南昌市区处于偏南
风和偏北风的风速辐合区（图1）。
与实况地面天气图相比，GRAPES模式模拟出的冷空气南下并逐渐加强的过程、地面风场结构以及冷锋位置，与实况都十分接近。
2.2.2 低层切变分析
从850 hPa等压面流场和等风速线分布图的演变可以看出，4月30日14时华南地区已有西南急流形成，中心位于25°Ｎ、110°E，中心最大风速为16 m/s（图略）。30日20时，西南急流略有加强，中心最大风速为18 m/s，急流中心向东北方向移动，中心位于26°Ｎ、112°E（图略）。20时与08时的流场和等风速线明显不同的是，在北方（36°Ｎ、110°E）有另一偏北风急流生成，急流中心最大风速达24 m/s（图略）。到5月1日06时,西南急流中心位置没有移动，中心最大风速继续加强，为22 m/s，而偏北风急流中心明显向南移动,并到达32°Ｎ、110°E区域，风向转为东北风，急流中心最大风速仍为24 m/s，但范围明显增大（图２）。此时南昌市区处于西南急流和东北
急流的交汇区。
与实况相比，GRAPES模式能很好地模拟西南急流的维持，并能模拟出4月30日20时偏北风急流的形成、南下及风向的转变，但是模拟出的急流中心强度都偏大了很多（4月30日20时实况图中西南急流强度为14 m/s，偏北风急流中心强度也只有16 m/s）。
另外，从5月1日06时沿115.9°Ｅ的水平风速经向分量（v）的垂直剖面图可以看出，低层900 hPa在35°Ｎ附近为20 m/s的北风中心，27°Ｎ附近为10 m/s的南风中心；南昌市区近地面的经向风速为零值，且零值线随高度向北逐渐倾斜，一直伸展到40°Ｎ对流层顶（图３）。这说明西南急流带来了强降水必须的水汽，当冷锋南下时，造成动力抬升作用，触发不稳定能量的释放，产生强降水。
2.2.3 850 hPa散度场和涡度场分析
从850 hPa涡度场的演变可以看出，4月30日20时南昌上空散度还是零值区（图略）。到５月1日06时，出现了-3×10-5 s-1的辐合中心(图4a)。从850 hPa涡度场的演变可以看出，850 hPa涡度场与散度场分布较吻合，4月30日20时南昌上空涡度也为零值区（图略），到5月1日06时，南昌上空出现15×10-5 s-1的正涡度中心(图4b)。中低层的辐合上升运动，使大量的暖湿空气得到抬升凝结，从而产生了十分有利的降水条件。2.2.4 垂直速度分析
从低层925 hPa垂直速度场的演变可以看出，4月30日14时和20时，南昌上空的垂直速度还是0 m/s（图略）。到5月1日06时，出现了0.03 m/s的上升运动中心（图
5）。
从5月1日06时沿115.9°Ｅ的垂直速度垂直剖面图也可以看出，南昌上空有２个0.05 m/s的上升运动中心，分别位于850 hPa和400 hPa（图６）。
2.2.5 水汽条件分析
从850 hPa水汽通量的演变可以看出，从4月30日14时、20时（图略）到5月1日06时（图７），江南地区一直维持14 g·s-1·cm-1·hPa-1的水汽通量大值区。
从5月1日06时沿115.9°E的水汽通量剖面垂直图也可以看出，1 000 hPa～500 hPa，南昌都处于水汽通量正的输送区，水汽通量最大值出现在低层1 000 hPa，为18g·s-1·cm-1·hPa-1；水汽通量随高度逐渐降低，到500 hPa水汽通量降低到2
g·s-1·cm-1·hPa-1（图８）。
图7 5月1日06时850hPa水汽通量
图8 5月1日06时沿115.9oE850hPa水汽通量垂直剖面图 结语
（1）GRAPES模式能很好地模拟出高低空环流形势和主要的影响天气系统，并能提
供较准确的高分辨率诊断分析资料。
（2）北方干冷空气南下，到达30°Ｎ附近后,与南方暖湿空气在南昌市区上空低层形成交汇，促使暖湿空气沿着锋面迅速抬升凝结，触发不稳定能量的释放，造成南昌市
区出现了强降水天气。
（3）仅使用GRAPES模式输出的基本量场对南昌市区出现的强降水进行了诊断分析，至于此次强降水是否还存在其它的内在因素，将在以后深入研究。
参考文献 宗志平，刘文明.2003年华北初雪的数值模拟和诊断分析［J］.气象，2004，30（1）：
３～８.Application And Numeric Simulation Of Global Regional Assimilation Prediction System
(GRAPES)
CHEN Jian-ping（Environment Forecast Center of Jiangxi Province , Nanchang 330046 , China）
Abstract: The running steps about GRAPESV2.1 developed by the Chinese academy of meteorological sciences are presented, and numeric simulation and diagnostic analysis for a heavy precipitation process 30mm per hour from 06 to 07 on May 21, 2005 in Nanchang in Jiangxi is implemented.The result shows as follows: the dry and cold air come from north, and converged with warm and wet air from south in the low level of upper air in Nanchang city, and urged the warm and wet air rising and coagulating quickly, and resulted in the release of unstable energy, it was the primary reason for the heave rainfall in Nanchang city.The simulation that GRAPES mode can be very good produces the height circulation situation characteristic once and main weather system, can offer more accurate high-resolution to diagnose that analyse the materials.Key words: GRAPES model Heavy rainfall Numerical simulation
Diagnostic analysis
_______________________________ 收稿日期：2005年05月12日
作者简介：陈建萍（1974－），男，工程师，硕士，主要从事中短期天气预报工作与研究。
*本文受江西省科技计划项目“江西突发性强风暴天气监测和预警研究”、江西省气象局“省级中尺度灾害性天气数值预报系统业务化应用研究”共同资助。
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
第二篇：区域物流及协同化趋势解读
随着全球经济一体化进程的加快，世界经济日益成为一个紧密的整体，市场作用范围逐步扩大 呈现出区域→国家→全球的局面。为了获取更多的资源和发展空间，地区之间的竞争从来没有间断过，其中物流凸现出战略意义。一体化的现代物流系统．能促使以最优的速度，时间、组合，实现商品生产→消费的转移，最大限度地节省流通费用。物流经济已经成为区域经济的重要组成部分，起到了经济的拉动和激活作用。现代物流的发展成为影响地区供应链体系之间竞争力的重要因素，成为提升地区综台竞争力不容忽视的力量。因此，从区域层面宏观地，整体性地考虑和统筹物流成为必要。
区域物流概述
1．区域物流特性及特征。
区域物流概念形成不仅依据其必要性，更重要的是其清晰的界定特性，使其独立于其他物流系统和层面而存在。区域物流概念缘起于同一经济区域内物流发展的共性。这是由于相同的法律，制度。文化社会背景以及相似的科技装备水平条件等，使得区域内物流发展的模式、阶段呈现出区别于其他经济区域的特性。
目前，区域物流研究和实践尚处于初级，新兴阶段，尚无统一定义。但统观学术界的各种定义。“经济区域”属性已被普遍认同。因此，区域物流应指在一定的经济区域地理环境条件下所发生的物流活动总和。它们在一定经济区域范围内呈现出整体共性，与其他经济地区的物流活动相区别。
区域物流活动具有两大特征：其一，具有现代物流的特征。这意味着区域物流活动具有结合信息技术的物流环节操作层面的一体化性质，也是以实现商品从生产地到消费地有效时空转移为目的的。其二，具有经济地理空间的特征，这强调物流活动是在城市，城镇、农村等区域空间形态结构中，通过基础设施等资源实现的有机集成。
2．区域物流系统及层次。
区域物流系统可以认为是：在一定经济区域范围内，为有效达成以低物流成本向顾客提供优质物流服务的系统 是所在区域内众多物流环节和物流运作的各组成要素在物流运作机制的综合作用下，以提高物流效率，获取物流利润为核心目标的区域性物流综合体系。
与国家物流系统，企业物流系统相比，区域物流系统是所在经济区域范围内各物流系统的有机综合。区域物流的基本构成单元是微观的企业的供应，销售物流等，同时又是全国物流，国际物流等宏观物流系统的重要组成部分。区域物流系统成为微观物流系统和宏观物流系统的衔接，属于中观层面。其目的在于运用物流链管理的方法解决单一企业以外的各种物流问题，以实现区域或更大范围的物流合理化。
相应地区域物流系统的实施可从企业和政府两大层面进行。一是企业跨区域性物流网络的有效构建和具体物流活动的有效实施，以保证物流服务效率。二是政府的地区性物流战略定位及规划、物流基础设施筹建。物流经济增长等宏观物流政策的实施，并拓展至围绕物流资源所进行的产业升级．经济规模扩张．区域区际协调、资源可持续与环境保护等。
区域物流发展的协同
1．协同及区域物流协同。
协同(sYBe rgY)本意为“共同工作”是对系统的各种因素和属性之间的动态良性相互作用关系及其程度的一种反映。因此，物流协同可被认为是为实现物流系统总体演进的目标，各子系统或各元素之间相互协作、配合，促进形成的良性循环态势。
区域物流协同则意味着充分利用物流发展的区域特I生，使物流活动符合所在经济区域的经济、社会等环境条件，最大程度地实现区域内物流的合理组织．从而满足统一协调区域内物流活动、保障效率的需要，这也是区域物流系统构建和研究的目标所在。
2．区域物流协同构层含义。
(1)区域物流协同微观含义。整体物流效率的提高，无法单凭企业力量而实现 而需要上下游企业的协同合作。
各经济地区范围内市场组织更是依托于区域性物流网络及资源 以此保障物流活动满足特定区域、特定消费者的服务需要。这就意味着区域物流协同在一定经济区域范围内，依靠相应的社会物流资源进行区域性／跨区域的物流活动的整合协作。例如区域性物流基础设施大型第三方物流企业 与其他企业区域性共同配送等等。因此，区域物流协同应该是企业基于物流资源空间协调配置基础上的物流环节协同和企业物流子系统的协同。其中，前者的协同是以时间，成本和位移为衡量坐标的，后者的协同则是以效率，空间和环境的合理性为标准。
(2)区域物流协同宏观含叉。物流产业协同。在物流产业层面，区域物流协同意味着在一定经济区域范围内，物流企业通过协作，兼并等手段，实现产业内部的联合与合作。因为，随着物流规模和物流活动的范围进一步扩大，物流产业日益朝着专业化、社会化、功能和服务的系统化，业务运作的网络化，管理手段与设备的自动化，区域上的全球化等方向发展。而产业内部的联合与合作 即物流企业间集约化与协同化发展则是满足物流产业衔接性、服务性、整合性．协同性的重要手段，协同化已经成为物流产业发展不可忽视的趋势经济空间组成协同。区域物流系统的协同，本身也包含着空间演化层面的协同。由于局部的企业物流高效并不意味着整体社会物流合理化，货物实载率下降、区域交通阻碍、事故增加、环境恶化、能源浪费等负外部效应的凸现，要求物流资源根据物流经济的聚集、辐射、吸收性等特性。
从区域经济、社会经济可持续性等角度进行综合协调，这种综合协调受所在经济区域内物流资源，以及相关经济、社会、自然等要素相互作用与影响，反映在地域空间层面，则是物流经济客体在地域上的具体空间位置关系、集聚程度、相互作用的方向和强度等空间结构演变。
因此，在经济空间层面、区域物流协同意味着资源的协同配置，实现空间组成由基本物流聚集形式—物流经济带—物流网络—物流圈的演化趋势，使得区域物流经济活动由原始均衡状态到区域差距性分化，再到缓和差距的物流经济高级化均质进化过程。
1．协同化缺失问题。
现代物流作为“第三利润源”以及区域物流的重要性，已被广泛认同。各地政府纷纷开展物流战略、基础设施、政策等物流系统建设，区域物流呈现出快速发展的态势，但在上升发展时期，也呈现出地区竞争内耗、政策效用差异等协调和效率等协同化缺失问题。
各地区为了谋求所处经济区域更多的资源和空间发展优势，在地区性物流系统建设过程中，存在攀比和竞争心态，力图确保本地区物流领域的先发优势。由于缺乏区域物流协同化理念和理论支持，导致国内区域物流规划和定位的雷同现象严重。例如，截至2004年底，国内有183个城市战略定位为“现代化国际大都市”，而物流规划中“国际性物流中心城市”，“现代化国际港口城市”等定位更比比皆是。在趋同的产业结构下 加之功能重置、利用低下的物流网络建设，使区域内，区域间经济运行存在着巨大的内耗。
目前，国内物流仍处于服务水平较低的发展状态．与发达国家相比差距不小。近几年来，各级政府在区域物流推进过程中，相关战略、基础设施建设的政策等纷纷出台。其中宏观物流管理措施的效率问题不容忽视。
一方面是新项目的不断破土动工，另一方面则显示利用不足。据统计，国内物流园区空置率已达6O％。因此打破行政区域的限制．根据地理相邻，功能相近程度，以协作、共享、合并等方式进行资源的重新合理配置和运用，提高宏观管理的效率已经成为重要的问题
2．区域物流协同实践进展。
随着物流业发展日益综合化，区域性物流系统协同运作已经被各地区政府所重视．物流已成为实现区域(国家或地区)经济战略的重要环节，从日本，欧洲等国，到国内的珠三角，长三角．环渤海等地区的案例中均可发现，越来越多经济区域已经意识到协同缺失化所带来的巨大社会成本损耗，正逐步着手构建适应整个经济区域的物流一体化系统，区域物流的协同化实践已经成为一种趋势。
国外实践。日本是较早重视区域物流协同的国家，其在1997年就制定了“曰本总体物流实施大纲”，2000年则在“日本道路建设五年计划”中提出基于大区域的物流网络建设，涉及大区域物流网络建设、物流枢纽建设，城市物流设施改造和建设、信息系统建设等内容。欧盟也很重视各联盟国根据地域关联实施物流设施的共享，例如1999年的《欧洲空间发展前景规划》就强调相邻港口可共用铁路线、同一机场跨越国界对周边展开服务等等。
国际性组织在这场区域物流协同化潮流中 也起到了不可忽视的推动作用。例如国际经合组织(OECD)的多边合作物流研究机构于2001年6月在东京确定以区域内的国际物流合作为研究方向，即通过跨国性物流工程项目的案例分析 研究政府在区域物流合作中的作用 物流政策协调效用。又如北欧NOFOMA组织于2001年在冰岛召开以“物流协作”为主题的会议，研究北欧的物流协作问题。
国内实践。国内区域物流协同也是在经济领先的区域率先倡行。例如广东2004年率先提出泛珠三角概念，即通过地区问的联合，以物流为先导，充分利用其香港、深圳、南沙等8个黄金港口群，实现交通，信息业的协调与整合，打造具有高度互补性，合作优势的泛珠三角经济圈。又如长三角地区，2004年的《长三角道路运输一体化发展议定书》；2005年长三角物流信息一体化的常设机构的建立；2005年的《长江三角洲地区城市合作协议》等等。
结束语
立足于区域角度的物流系统能更为有效地保证企业，产业在全球化竞争中的优势地位，区域物流协同化运作，才能使区域内物流合理组织，从而保证企业，产业、区域物流活动的有效性及协调性，保障各供应链顺利，有效地实施，协同化已经成为区域内物流建设和发展的重要趋势。
“不能融入即意味着退出与衰落”，物流协同缺失的经济区域将越来越难以应对全球化资源配置和竞争。随着全球经济一体化进程的加快，世界经济日益成为一个紧密的整体，市场作用范围逐步扩大 呈现出区域→国家→全球的局面。为了获取更多的资源和发展空间，地区之间的竞争从来没有间断过，其中物流凸现出战略意义。一体化的现代物流系统．能促使以最优的速度，时间、组合，实现商品生产→消费的转移，最大限度地节省流通费用。物流经济已经成为区域经济的重要组成部分，起到了经济的拉动和激活作用。现代物流的发展成为影响地区供应链体系之间竞争力的重要因素，成为提升地区综台竞争力不容忽视的力量。因此，从区域层面宏观地，整体性地考虑和统筹物流成为必要。
区域物流概述
1．区域物流特性及特征。
区域物流概念形成不仅依据其必要性，更重要的是其清晰的界定特性，使其独立于其他物流系统和层面而存在。区域物流概念缘起于同一经济区域内物流发展的共性。这是由于相同的法律，制度。文化社会背景以及相似的科技装备水平条件等，使得区域内物流发展的模式、阶段呈现出区别于其他经济区域的特性。
目前，区域物流研究和实践尚处于初级，新兴阶段，尚无统一定义。但统观学术界的各种定义。“经济区域”属性已被普遍认同。因此，区域物流应指在一定的经济区域地理环境条件下所发生的物流活动总和。它们在一定经济区域范围内呈现出整体共性，与其他经济地区的物流活动相区别。
区域物流活动具有两大特征：其一，具有现代物流的特征。这意味着区域物流活动具有结合信息技术的物流环节操作层面的一体化性质，也是以实现商品从生产地到消费地有效时空转移为目的的。其二，具有经济地理空间的特征，这强调物流活动是在城市，城镇、农村等区域空间形态结构中，通过基础设施等资源实现的有机集成。
2．区域物流系统及层次。
区域物流系统可以认为是：在一定经济区域范围内，为有效达成以低物流成本向顾客提供优质物流服务的系统 是所在区域内众多物流环节和物流运作的各组成要素在物流运作机制的综合作用下，以提高物流效率，获取物流利润为核心目标的区域性物流综合体系。
与国家物流系统，企业物流系统相比，区域物流系统是所在经济区域范围内各物流系统的有机综合。区域物流的基本构成单元是微观的企业的供应，销售物流等，同时又是全国物流，国际物流等宏观物流系统的重要组成部分。区域物流系统成为微观物流系统和宏观物流系统的衔接，属于中观层面。其目的在于运用物流链管理的方法解决单一企业以外的各种物流问题，以实现区域或更大范围的物流合理化。
相应地区域物流系统的实施可从企业和政府两大层面进行。一是企业跨区域性物流网络的有效构建和具体物流活动的有效实施，以保证物流服务效率。二是政府的地区性物流战略定位及规划、物流基础设施筹建。物流经济增长等宏观物流政策的实施，并拓展至围绕物流资源所进行的产业升级．经济规模扩张．区域区际协调、资源可持续与环境保护等。
区域物流发展的协同
1．协同及区域物流协同。
协同(sYBe rgY)本意为“共同工作”是对系统的各种因素和属性之间的动态良性相互作用关系及其程度的一种反映。因此，物流协同可被认为是为实现物流系统总体演进的目标，各子系统或各元素之间相互协作、配合，促进形成的良性循环态势。
区域物流协同则意味着充分利用物流发展的区域特I生，使物流活动符合所在经济区域的经济、社会等环境条件，最大程度地实现区域内物流的合理组织．从而满足统一协调区域内物流活动、保障效率的需要，这也是区域物流系统构建和研究的目标所在。
2．区域物流协同构层含义。
(1)区域物流协同微观含义。整体物流效率的提高，无法单凭企业力量而实现 而需要上下游企业的协同合作。
各经济地区范围内市场组织更是依托于区域性物流网络及资源 以此保障物流活动满足特定区域、特定消费者的服务需要。这就意味着区域物流协同在一定经济区域范围内，依靠相应的社会物流资源进行区域性／跨区域的物流活动的整合协作。例如区域性物流基础设施大型第三方物流企业 与其他企业区域性共同配送等等。因此，区域物流协同应该是企业基于物流资源空间协调配置基础上的物流环节协同和企业物流子系统的协同。其中，前者的协同是以时间，成本和位移为衡量坐标的，后者的协同则是以效率，空间和环境的合理性为标准。
(2)区域物流协同宏观含叉。物流产业协同。在物流产业层面，区域物流协同意味着在一定经济区域范围内，物流企业通过协作，兼并等手段，实现产业内部的联合与合作。因为，随着物流规模和物流活动的范围进一步扩大，物流产业日益朝着专业化、社会化、功能和服务的系统化，业务运作的网络化，管理手段与设备的自动化，区域上的全球化等方向发展。而产业内部的联合与合作 即物流企业间集约化与协同化发展则是满足物流产业衔接性、服务性、整合性．协同性的重要手段，协同化已经成为物流产业发展不可忽视的趋势经济空间组成协同。区域物流系统的协同，本身也包含着空间演化层面的协同。由于局部的企业物流高效并不意味着整体社会物流合理化，货物实载率下降、区域交通阻碍、事故增加、环境恶化、能源浪费等负外部效应的凸现，要求物流资源根据物流经济的聚集、辐射、吸收性等特性。
从区域经济、社会经济可持续性等角度进行综合协调，这种综合协调受所在经济区域内物流资源，以及相关经济、社会、自然等要素相互作用与影响，反映在地域空间层面，则是物流经济客体在地域上的具体空间位置关系、集聚程度、相互作用的方向和强度等空间结构演变。
因此，在经济空间层面、区域物流协同意味着资源的协同配置，实现空间组成由基本物流聚集形式—物流经济带—物流网络—物流圈的演化趋势，使得区域物流经济活动由原始均衡状态到区域差距性分化，再到缓和差距的物流经济高级化均质进化过程。
1．协同化缺失问题。
现代物流作为“第三利润源”以及区域物流的重要性，已被广泛认同。各地政府纷纷开展物流战略、基础设施、政策等物流系统建设，区域物流呈现出快速发展的态势，但在上升发展时期，也呈现出地区竞争内耗、政策效用差异等协调和效率等协同化缺失问题。
各地区为了谋求所处经济区域更多的资源和空间发展优势，在地区性物流系统建设过程中，存在攀比和竞争心态，力图确保本地区物流领域的先发优势。由于缺乏区域物流协同化理念和理论支持，导致国内区域物流规划和定位的雷同现象严重。例如，截至2004年底，国内有183个城市战略定位为“现代化国际大都市”，而物流规划中“国际性物流中心城市”，“现代化国际港口城市”等定位更比比皆是。在趋同的产业结构下 加之功能重置、利用低下的物流网络建设，使区域内，区域间经济运行存在着巨大的内耗。
目前，国内物流仍处于服务水平较低的发展状态．与发达国家相比差距不小。近几年来，各级政府在区域物流推进过程中，相关战略、基础设施建设的政策等纷纷出台。其中宏观物流管理措施的效率问题不容忽视。
一方面是新项目的不断破土动工，另一方面则显示利用不足。据统计，国内物流园区空置率已达6O％。因此打破行政区域的限制．根据地理相邻，功能相近程度，以协作、共享、合并等方式进行资源的重新合理配置和运用，提高宏观管理的效率已经成为重要的问题
2．区域物流协同实践进展。
随着物流业发展日益综合化，区域性物流系统协同运作已经被各地区政府所重视．物流已成为实现区域(国家或地区)经济战略的重要环节，从日本，欧洲等国，到国内的珠三角，长三角．环渤海等地区的案例中均可发现，越来越多经济区域已经意识到协同缺失化所带来的巨大社会成本损耗，正逐步着手构建适应整个经济区域的物流一体化系统，区域物流的协同化实践已经成为一种趋势。
国外实践。日本是较早重视区域物流协同的国家，其在1997年就制定了“曰本总体物流实施大纲”，2000年则在“日本道路建设五年计划”中提出基于大区域的物流网络建设，涉及大区域物流网络建设、物流枢纽建设，城市物流设施改造和建设、信息系统建设等内容。欧盟也很重视各联盟国根据地域关联实施物流设施的共享，例如1999年的《欧洲空间发展前景规划》就强调相邻港口可共用铁路线、同一机场跨越国界对周边展开服务等等。
国际性组织在这场区域物流协同化潮流中 也起到了不可忽视的推动作用。例如国际经合组织(OECD)的多边合作物流研究机构于2001年6月在东京确定以区域内的国际物流合作为研究方向，即通过跨国性物流工程项目的案例分析 研究政府在区域物流合作中的作用 物流政策协调效用。又如北欧NOFOMA组织于2001年在冰岛召开以“物流协作”为主题的会议，研究北欧的物流协作问题。
国内实践。国内区域物流协同也是在经济领先的区域率先倡行。例如广东2004年率先提出泛珠三角概念，即通过地区问的联合，以物流为先导，充分利用其香港、深圳、南沙等8个黄金港口群，实现交通，信息业的协调与整合，打造具有高度互补性，合作优势的泛珠三角经济圈。又如长三角地区，2004年的《长三角道路运输一体化发展议定书》；2005年长三角物流信息一体化的常设机构的建立；2005年的《长江三角洲地区城市合作协议》等等。
结束语
立足于区域角度的物流系统能更为有效地保证企业，产业在全球化竞争中的优势地位，区域物流协同化运作，才能使区域内物流合理组织，从而保证企业，产业、区域物流活动的有效性及协调性，保障各供应链顺利，有效地实施，协同化已经成为区域内物流建设和发展的重要趋势。
“不能融入即意味着退出与衰落”，物流协同缺失的经济区域将越来越难以应对全球化资源配置和竞争。随着全球经济一体化进程的加快，世界经济日益成为一个紧密的整体，市场作用范围逐步扩大 呈现出区域→国家→全球的局面。为了获取更多的资源和发展空间，地区之间的竞争从来没有间断过，其中物流凸现出战略意义。一体化的现代物流系统．能促使以最优的速度，时间、组合，实现商品生产→消费的转移，最大限度地节省流通费用。物流经济已经成为区域经济的重要组成部分，起到了经济的拉动和激活作用。现代物流的发展成为影响地区供应链体系之间竞争力的重要因素，成为提升地区综台竞争力不容忽视的力量。因此，从区域层面宏观地，整体性地考虑和统筹物流成为必要。
区域物流概述
1．区域物流特性及特征。
区域物流概念形成不仅依据其必要性，更重要的是其清晰的界定特性，使其独立于其他物流系统和层面而存在。区域物流概念缘起于同一经济区域内物流发展的共性。这是由于相同的法律，制度。文化社会背景以及相似的科技装备水平条件等，使得区域内物流发展的模式、阶段呈现出区别于其他经济区域的特性。
目前，区域物流研究和实践尚处于初级，新兴阶段，尚无统一定义。但统观学术界的各种定义。“经济区域”属性已被普遍认同。因此，区域物流应指在一定的经济区域地理环境条件下所发生的物流活动总和。它们在一定经济区域范围内呈现出整体共性，与其他经济地区的物流活动相区别。
区域物流活动具有两大特征：其一，具有现代物流的特征。这意味着区域物流活动具有结合信息技术的物流环节操作层面的一体化性质，也是以实现商品从生产地到消费地有效时空转移为目的的。其二，具有经济地理空间的特征，这强调物流活动是在城市，城镇、农村等区域空间形态结构中，通过基础设施等资源实现的有机集成。
2．区域物流系统及层次。
区域物流系统可以认为是：在一定经济区域范围内，为有效达成以低物流成本向顾客提供优质物流服务的系统 是所在区域内众多物流环节和物流运作的各组成要素在物流运作机制的综合作用下，以提高物流效率，获取物流利润为核心目标的区域性物流综合体系。
与国家物流系统，企业物流系统相比，区域物流系统是所在经济区域范围内各物流系统的有机综合。区域物流的基本构成单元是微观的企业的供应，销售物流等，同时又是全国物流，国际物流等宏观物流系统的重要组成部分。区域物流系统成为微观物流系统和宏观物流系统的衔接，属于中观层面。其目的在于运用物流链管理的方法解决单一企业以外的各种物流问题，以实现区域或更大范围的物流合理化。
相应地区域物流系统的实施可从企业和政府两大层面进行。一是企业跨区域性物流网络的有效构建和具体物流活动的有效实施，以保证物流服务效率。二是政府的地区性物流战略定位及规划、物流基础设施筹建。物流经济增长等宏观物流政策的实施，并拓展至围绕物流资源所进行的产业升级．经济规模扩张．区域区际协调、资源可持续与环境保护等。
区域物流发展的协同
1．协同及区域物流协同。
协同(sYBe rgY)本意为“共同工作”是对系统的各种因素和属性之间的动态良性相互作用关系及其程度的一种反映。因此，物流协同可被认为是为实现物流系统总体演进的目标，各子系统或各元素之间相互协作、配合，促进形成的良性循环态势。
区域物流协同则意味着充分利用物流发展的区域特I生，使物流活动符合所在经济区域的经济、社会等环境条件，最大程度地实现区域内物流的合理组织．从而满足统一协调区域内物流活动、保障效率的需要，这也是区域物流系统构建和研究的目标所在。
2．区域物流协同构层含义。
(1)区域物流协同微观含义。整体物流效率的提高，无法单凭企业力量而实现 而需要上下游企业的协同合作。
各经济地区范围内市场组织更是依托于区域性物流网络及资源 以此保障物流活动满足特定区域、特定消费者的服务需要。这就意味着区域物流协同在一定经济区域范围内，依靠相应的社会物流资源进行区域性／跨区域的物流活动的整合协作。例如区域性物流基础设施大型第三方物流企业 与其他企业区域性共同配送等等。因此，区域物流协同应该是企业基于物流资源空间协调配置基础上的物流环节协同和企业物流子系统的协同。其中，前者的协同是以时间，成本和位移为衡量坐标的，后者的协同则是以效率，空间和环境的合理性为标准。
(2)区域物流协同宏观含叉。物流产业协同。在物流产业层面，区域物流协同意味着在一定经济区域范围内，物流企业通过协作，兼并等手段，实现产业内部的联合与合作。因为，随着物流规模和物流活动的范围进一步扩大，物流产业日益朝着专业化、社会化、功能和服务的系统化，业务运作的网络化，管理手段与设备的自动化，区域上的全球化等方向发展。而产业内部的联合与合作 即物流企业间集约化与协同化发展则是满足物流产业衔接性、服务性、整合性．协同性的重要手段，协同化已经成为物流产业发展不可忽视的趋势经济空间组成协同。区域物流系统的协同，本身也包含着空间演化层面的协同。由于局部的企业物流高效并不意味着整体社会物流合理化，货物实载率下降、区域交通阻碍、事故增加、环境恶化、能源浪费等负外部效应的凸现，要求物流资源根据物流经济的聚集、辐射、吸收性等特性。寄快递 找物流 www.xiexiebang.com
从区域经济、社会经济可持续性等角度进行综合协调，这种综合协调受所在经济区域内物流资源，以及相关经济、社会、自然等要素相互作用与影响，反映在地域空间层面，则是物流经济客体在地域上的具体空间位置关系、集聚程度、相互作用的方向和强度等空间结构演变。
因此，在经济空间层面、区域物流协同意味着资源的协同配置，实现空间组成由基本物流聚集形式—物流经济带—物流网络—物流圈的演化趋势，使得区域物流经济活动由原始均衡状态到区域差距性分化，再到缓和差距的物流经济高级化均质进化过程。
1．协同化缺失问题。
现代物流作为“第三利润源”以及区域物流的重要性，已被广泛认同。各地政府纷纷开展物流战略、基础设施、政策等物流系统建设，区域物流呈现出快速发展的态势，但在上升发展时期，也呈现出地区竞争内耗、政策效用差异等协调和效率等协同化缺失问题。
各地区为了谋求所处经济区域更多的资源和空间发展优势，在地区性物流系统建设过程中，存在攀比和竞争心态，力图确保本地区物流领域的先发优势。由于缺乏区域物流协同化理念和理论支持，导致国内区域物流规划和定位的雷同现象严重。例如，截至2004年底，国内有183个城市战略定位为“现代化国际大都市”，而物流规划中“国际性物流中心城市”，“现代化国际港口城市”等定位更比比皆是。在趋同的产业结构下 加之功能重置、利用低下的物流网络建设，使区域内，区域间经济运行存在着巨大的内耗。
目前，国内物流仍处于服务水平较低的发展状态．与发达国家相比差距不小。近几年来，各级政府在区域物流推进过程中，相关战略、基础设施建设的政策等纷纷出台。其中宏观物流管理措施的效率问题不容忽视。
一方面是新项目的不断破土动工，另一方面则显示利用不足。据统计，国内物流园区空置率已达6O％。因此打破行政区域的限制．根据地理相邻，功能相近程度，以协作、共享、合并等方式进行资源的重新合理配置和运用，提高宏观管理的效率已经成为重要的问题
2．区域物流协同实践进展。
随着物流业发展日益综合化，区域性物流系统协同运作已经被各地区政府所重视．物流已成为实现区域(国家或地区)经济战略的重要环节，从日本，欧洲等国，到国内的珠三角，长三角．环渤海等地区的案例中均可发现，越来越多经济区域已经意识到协同缺失化所带来的巨大社会成本损耗，正逐步着手构建适应整个经济区域的物流一体化系统，区域物流的协同化实践已经成为一种趋势。
国外实践。日本是较早重视区域物流协同的国家，其在1997年就制定了“曰本总体物流实施大纲”，2000年则在“日本道路建设五年计划”中提出基于大区域的物流网络建设，涉及大区域物流网络建设、物流枢纽建设，城市物流设施改造和建设、信息系统建设等内容。欧盟也很重视各联盟国根据地域关联实施物流设施的共享，例如1999年的《欧洲空间发展前景规划》就强调相邻港口可共用铁路线、同一机场跨越国界对周边展开服务等等。
国际性组织在这场区域物流协同化潮流中 也起到了不可忽视的推动作用。例如国际经合组织(OECD)的多边合作物流研究机构于2001年6月在东京确定以区域内的国际物流合作为研究方向，即通过跨国性物流工程项目的案例分析 研究政府在区域物流合作中的作用 物流政策协调效用。又如北欧NOFOMA组织于2001年在冰岛召开以“物流协作”为主题的会议，研究北欧的物流协作问题。
国内实践。国内区域物流协同也是在经济领先的区域率先倡行。例如广东2004年率先提出泛珠三角概念，即通过地区问的联合，以物流为先导，充分利用其香港、深圳、南沙等8个黄金港口群，实现交通，信息业的协调与整合，打造具有高度互补性，合作优势的泛珠三角经济圈。又如长三角地区，2004年的《长三角道路运输一体化发展议定书》；2005年长三角物流信息一体化的常设机构的建立；2005年的《长江三角洲地区城市合作协议》等等。
结束语
立足于区域角度的物流系统能更为有效地保证企业，产业在全球化竞争中的优势地位，区域物流协同化运作，才能使区域内物流合理组织，从而保证企业，产业、区域物流活动的有效性及协调性，保障各供应链顺利，有效地实施，协同化已经成为区域内物流建设和发展的重要趋势。
“不能融入即意味着退出与衰落”，物流协同缺失的经济区域将越来越难以应对全球化资源配置和竞争。
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
第三篇：地下水系统数值模拟的研究现状和发展趋势
地下水系统数值模拟的研究现状和发展趋势
郝治福，康绍忠
(中国农业大学中国农业水问题研究中心)
目前地下水系统数值模拟方法主要有有限差分法(FDM)、有限单元法(FEM)、边界元法(BEM)和有限分析法(FAM)等。20世纪60年代中期以来，随着快速大容量电子计算机的出现和广泛应用，数值计算方法在地下水资源分析评价中得到逐步推广，具有明显的通用性和广泛的适用性。尤其近十几年，地下水系统数值模拟取得了长足进步。
一、国外地下水系统数值模拟研究现状
目前，国外该领域的研究主要针对数值模拟法的薄弱环节，提出新的思维方法，采用新的数学工具，分析不同尺度下的变化情况，合理地描述地下水系统中大量的不确定性和模糊因素。
1、该领域科学家在地下水系统数值模拟的工作程序、步骤方面达成了一致，强调对水文地质条件合理概化的重要性，并深入探讨尺度转换问题和量化不确定因素问题。
根据Anderson等提出的工作程序，要建立一个正确且有意义的地下水系统数值模型，应进行以下工作：确定模型目标，建立水文地质概念模型，建立数学模型，模型设计及模型求解，模型校正，校正灵敏度分析，模型验证和预报，预报灵敏度分析，模型设计与模型结果的给出，模型后续检查以及模型的再设计。Ewing提出地下水污染流模拟和建模需要强调3个方面的问题：①有效地模拟复杂的流体之间以及流体与岩石之间的相互作用； ②必须发展准确的离散技术，保留模型重要的物理特性；③发挥计算机技术体系的潜力，提供有效的数值求解算法。针对Newman等的推测，Wood提出了二维地下水运动有限元计算的时间步长条件。Kim等对抽取地下水造成的noordbergum effect(reverse waterlevel fluctuation)现象进行数值模拟，阐述了其机理性原因。Scheibe等分析了在不同尺度下的地下水流及其运移行为。Ghassemi指出三维模型可以详细说明含水层系统的三维边界条件以及抽水应力情况，而二维模型就不能恰当处理。Porter等指出DFM(data fusion modeling)可以量化各种各样的水文学、地质学和地球物理学的数据及模型的不确定性，可以用于地下水系统数值模拟的数据整合和模型校准。Mazzia等提出特别的数值方法用于求解重盐地下水运移模拟的二维非线性动力学控制方程，效果很好。Li Shu-guang等指出数值模型还不能解决预报的不确定性因素问题，并开创性地提出一种随机地下水模型，可以解决均值分布和小尺度过程的不同尺度问题。Mehl等提出二维局部网格细分法的有限差分地下水模型，提供了新的插值和错误分析的方法。模拟结果的可靠性得到了提高。
2、国外开发了许多功能多样的地下水系统数值模拟软件，以其模块化、可视化、交
互性、求解方法多样化等特点得到广泛的使用，尤其MODFLOW，据美国地质调查局统计，MODFLOW几乎占地下水系统数值模拟软件总应用次数的一半，这些年其功能更是不断完善。地理信息系统(GIS)与地下水模型的整合强化了数据的输入、传递、方案调整和空间分析等。遥感(RS)提供了判断地质边界、地貌单元和估算地表蒸发等的工具。地下水系统数值模拟模型与相关领域模型的耦合更扩展了其发展空间，可以解决更多的实际问题。
Juan等运用ARC/INFO和MODFLOW模拟了美国Jackson Hole地区的冲积含水层，并通过补给、排泄和水均衡的评估对模型进行了合理的校准。Winston专门介绍了许多MODFLOW相关的免费和共享的网络资源，为人们学习和应用该软件提供了方便。Olsthoorn指出基于有限差分法的MODFLOW与基于解析元法的MLAEM模型都各有优势，MODFLOW的数据结构更易于实现与GIS的整合。Harrington等运用CMC(compartmental mixing-cell)和MODFLOW模拟区域地下水系统的水化学和同位素变化情况，并强调了做细致准确的稳态流分析对于瞬时流分析的重要性。Brodie使用RDBMS(a relational database management system)存储钻孔资料，设计GIS管理空间数据资料，有很好的推广价值。Ataie-Ashtiani 等运用基于有限元的二维数值模型SUTRA模拟含水层边界条件周期性变化的地下水流，对基本方程和模型进行相应的修改，得到了很好的模拟结果。Wingle介绍了UNCERT模型，该模型可用于地下水流和污染物运移模拟，得到相关行业研究人员的一致认可并广泛使用。Ramireddygari等通过对POTYLDR地表水模型与MODFLOW地下水模型的修改并增强，用于模拟WetWalnut Creek流域。Osman等使用改进的MODFLOW代码和MOBFLOW模型，模拟得出地下水渗流和含水层情况，与用SWMS-2D所做结果吻合很好。Samani等指出轴对称井流是地下水力学非常重要的课题，新出版的MODFLOW 2000加入了精确模拟轴对称井流的标定方法，提高了模拟的仿真性。Dahan等提出多变量混和单元模型描述水化学过程，MODFLOW模拟水文地质情况，两种方法的结合不但可以模拟水头变化，而且可以模拟反映地球化学特征的地下水流线。Facchi等建立渗流地带模拟与基于MODFLOW的地下水系统数值模拟耦合模型，用GIS来控制空间分布式参数以及输入和输出值，与其他类似模型不同的是可以评估作物水分消耗值在时间和空间上的分布情况。
研究人员广泛应用地下水系统数值模拟软件和3S技术，在应用中发现问题，使功能不断加强，并通过与其他模型耦合发挥其独特优势。
二、国内地下水系统数值模拟研究现状
1、近几年，随着新技术、新方法的广泛应用，我国该领域科学家也做了大量的工作，在建立地下水系统数值模拟模型中发现问题，在理论和方法上不断创新，通过数值模型理论与相关研究方向的理论结合，不断提高模拟结果的可靠性。
陈家军等指出在进行区域地下水位估值时线性漂移的泛克立格法即可取得很好的效
果。卞锦宇等较好地解决了相对隔水层缺失区越流系数无法调试的问题。王玮提出了用人工查点法、半自动查点法、数字化地形图提取法等获取数字高程模型(DEM)的方法，并给出了通过数字高程模型计算节点地面标高的方法。卢文喜对地下水运动数值模拟中的边界条件进行了分析，提出在模型预报前要考虑自然因素、人类活动因素及邻区水流条件因素产生的耦合效应问题，先对边界条件进行预报。武强等通过对地下水系统数值模拟的研究分析，抽象出空间类层次结构，并提出了基于属性关系的宏观拓扑结构和基于同构或异构几何模型关系的微观拓扑结构，用三维空间拾取技术提供了友好的人机交互环境。张明江等采用“渗流管流耦合模型”、“入渗滞后补给法”和“参数迭代法”提高了模型的仿真性及对地下水资源评价的精度。张祥伟等根据地质统计、逆问题理论和地下水运动理论提出了大区域地下水系统数值模拟的理论和方法。廖华胜等指出平稳随机的假定不能真实反映空间小尺度变异性与大尺度非平稳性间的相互作用。薛禹群等介绍了Ms-FEM(多尺度有限元法)的基本原理，并将其应用于非均质多孔介质中的流动问题，通过计算结果的比较得出多尺度有限元法比传统有限元法有效的结论。魏连伟等基于模拟退火算法(SA)这一全局优化技术，耦合地下水系统数值模拟的有限元模型，给出水文地质参数的反演方法。综上所述，针对数值模拟过程中需要处理的地面标高、初始水位、边界条件、源汇项和水文地质参数等问题，可采取数字高程模型(DEM)及各种耦合模型，结合地球动力学、地质统计、逆问题理论和三维空间拾取技术等来提高模拟效果。
2、国内在运用地下水系统数值模拟软件以及地理信息系统的强大功能，并结合相邻学科的模型方面，也做了积极的探索。
陈锁忠等以GIS为主控模块，选择GMS和地面沉降模拟模型系统(compac)进行集成分析和设计。陈劲松等分析了MODFLOW中不同求解方法对精度的影响，选用PCG2法或SIP法求解结果满足精度要求，而选用SSOR法获得结果无法满足精度要求。高佩玲等采用系统分解合成方法，利用Develop Studio软件编制计算程序，得到了区域地下水系统水文地质参数，参数分布与水文地质勘察所得含水层结构特点及富水区分布基本相符。杨旭等提出了基于GIS 的“点”、“线”、“面”的模型拟合技术路线，实现了基于GIS的地下水系统数值模拟模型的可视化拟合。陈锁忠等研究基于GIS的孔隙水文地质层三维空间离散实现的技术路线，提出了基于GIS的孔隙水文地质层不规则六面体元的三维空间离散方法，具有较高的实用价值。陈喜等揭示了独特沙丘地形和土壤特性对地下水补排量的影响，利用地下水系统数值模拟模型MODFLOW和非饱和带水平衡模型对处于半干旱半湿润沙丘地区(SandHills)的地下水位进行了模拟，效果很好。罗毅通过对国际上著名的CERES(WHEAT，MAIZE)作物模型、SWAT分布式水文模型、MODFLOW地下水动力学模型的融合、集成和功能扩展，研制出地表水、地下水耦合模型，改进了地下水接受土壤水补给的计算和浅层地下水蒸发的计算。地下水系统数值模拟软件以其组件化、智能化、可视化和多样化受到普遍欢迎，GIS与地下水系统数值模拟模型的整
合具有整体化、自动化、可视化和实时性的优点，相关领域模型的耦合更使其有了广泛的发展空间，目前国内外对具体问题的处理方法具有很好的参考应用价值，大量的研究强化了地下水系统数值模拟方法的优势。
三、地下水系统数值模拟中存在的问题
随着计算机技术的飞速发展，国内外关于地下水系统数值模拟的研究有了长足的进步，但由于实际水文地质条件的复杂性，野外试验数据的缺乏，模拟技术的不合理运用，多学科交叉存在的难度等，发展中还存在一些问题：
1、各学科之间难以沟通，侧重的时间或空间尺度存在较大差异，地下水、地表状况、土壤、植被、气候变量和土地利用等都存在时空变异性，模型的耦合集成存在较大的难度。
该领域研究工作的深入越来越依赖于综合集成和跨学科协同攻关，发挥互补作用，可以解决各学科不同模型存在的一些缺陷，同时，该领域与其他学科合作建立的耦合模型有更好的实用价值，可以综合解决流域管理中存在的复杂问题，如地下水与地表水模型的耦合，陆面过程模拟、分布式水文模型模拟、基于遥感的生态模型与地下水系统数值模拟模型的耦合等。只有模型之间有了充分的交互，对模型的评价才更合理。同时需要指出，面对模型耦合的大问题，地下水系统数值模拟的其他方法也发挥着不可替代的作用。
2、地下水系统数值模拟模型的水文地质参数可以通过参数优化来调整，但参数调整的范围缺少准确的标准。
模型通过参数调整与实测值拟合较好，但应用到其他区域或年份时又会出现较大误差，说明对基本物理过程的描述还不够准确。模型反演求参时，解的不唯一问题一直是水文地质数学模型数学基础薄弱的环节。模型中参数的不确定性将导致计算的水头、流速的不确定性，从而影响到模拟结果的可靠性。如何加强参数的研究，提高地下水系统数值模拟的精度仍是亟待解决的问题。研究工作者仅仅通过模型参数调整提高参数精度是徒劳的，应加强模型参数的野外原位测定方法的改进、空间变异分析和新数学方法的运用，一个地区、一个流域或一个水文地质单元，应建立自己的标准参数，这个参数应有一定的代表性，应加强标准参数集的制备，这样可以轻松地进行检查、评价和修改。
3、随着计算机的广泛应用，计算机软件实现了对大量水文地质学及地下水动力学问题的模拟，其计算能力远远超过人们获取数值模型所需野外资料的能力，勘探技术水平需要提高。
在地下水系统数值模拟中，对水文地质条件的了解和概化所建立的概念模型是最重要的工作，需要有大量的野外试验数据和资料，包括地质结构、含水层参数、各类均衡项随时空变化的数据和资料，而这些资料的获取是建立数值模型最困难的工作，需要耗费大量人力、财力和物力，同时国内缺乏三维水头和溶质浓度等资料，因此三维数值模
拟的工作受到限制。长期持续的三维观测数据的获取及具有更高实际价值的三维模型的建立是值得重视的工作。另外，在应用外国先进的地下水系统数值模拟软件的同时，要加快研发有我国自主产权的通用软件。
4、根据国民经济发展的需要，在解决地下水不合理利用造成的问题，尤其是日益严重的西部环境和生态问题方面，急需该领域科学家深入研究典型生态环境区域的地下水动力学特征，提供决策依据。
重点研究荒漠、岩溶和黄土高原区域地下水运动规律，特别是浅层地下水变化的地表生态效应及深层地下水赋存规律，为荒漠、岩溶地区浅层地下水合理利用提供新的途径。西部不同水文地质单元(尤其是干旱区和岩溶山区)地下水流系统具有什么样的特征? 地下深层水循环与浅层水循环之间的关系是什么? 浅层地下水开发对地表生态系统会产生什么影响？如何运用地下水溶质运移模型分析边界条件的变化、水化学作用和地球化学环境的演变情况? 如何从数值法的角度评价并预测地下水的水质? 量化气候、土地利用和人类活动对地下水有何影响? 如何实现地下水资源的可持续利用? 对这些问题的回答具有重要的理论和实际意义。同时，地下水系统数值模拟是依据对地下水系统数学模拟模型的数值离散解法，并不能代表整个地下水系统研究，地下水系统数值模拟方法本身也存在问题，如裂隙介质岩溶介质中地下水系统数值模拟的关键技术尚未解决，地下水水质模拟的可靠性问题有待深入分析，所以地下水系统不同模拟方法的结合应用具有更大的价值。
四、地下水系统数值模拟研究展望
随着地下水资源需求的增加，与地下水有关问题的范围和复杂性也随之增大。农业活动区和城市的人类活动对区域地下水水位、水质的影响日益突出。地下水系统数值模拟可以量化地下水的动态变化与人类活动的关系，可以比较不同开采方案并预报开采对环境带来的影响，以便人们了解采取什么行动来保证含水层的可持续利用，维持合适的生态水位。地下水系统数值模拟模型在国家制定区域水政策和方针中将发挥越来越重要的作用。
近年来，随着计算机的发展和GIS技术的进步，带来了科学决策和管理信息的新方法，有利于水文水资源工作者了解地下水在时间和空间上的变化情况，并提供良好的数据维护、更新和分析功能，有了完备的数据做支持，一方面可以提高模拟的仿真性，另一方面又可大大减轻处理复杂数据的工作负担。深入挖掘3S技术在地下水系统数值模拟中的功能仍然是今后工作的重要内容。系统论、信息论在地下水研究中也将越来越重要。
如何将现有的各类计算方法和软件逐步过渡到以栅格为计算空间单元的分布式模型上来，充分利用RS动态监测信息和GIS空间数据管理功能，实现地下水系统数值模拟模型与GIS和RS的集成，是今后的研究重点。应充分利用“数字地球”和国家空间信息基础设施，将地下水系统纳入“数字地球”、“数字国土”或“数字流域”体系。数值模拟软
件还将不断完善，软件的组件化、可视化、前后处理智能化、离散方法简单化和求解方法多样化等特点日益增强，将融入更多功能强大的子程序软件包。
地下水系统数值模拟模型结合地表水文模型、作物模型、流域生态模型、区域气候模型、分布式水文模型、水平衡模型和随机法模型等优势，一方面弥补模型的缺陷，实现优势互补，使物理基础更加坚实；另一方面扩展模型的应用范围，综合集成管理模式的模型。
随着勘探手段的提高，含水层特征参数的确定方法将不断丰富，参数精度不断提高，数值模型的标定方法及灵敏度的分析将更规范化。三维数值模型是未来发展趋势，将越来越真实地概化实际的水文地质条件。新思维方法、数学方法、计算机软件技术的应用将越来越快地提升地下水系统数值模拟方法的功能，有针对性地处理模型中具体的不确定因素，更合理地表征具体的地下水动态变化特征。通过地下水系统不同模拟方法的耦合和多学科的深入交流合作，地下水系统数值模拟方法将会有更广阔的前景。
冯翠娥摘编自《水利水电科技进展》第26卷第1期，2006年2月
第四篇：MATLAB数值计算绘图模拟仿真以及使用总结
Work1 1-1
1-2
1-3
1-4
Work2 2-1
2-1-（1）
2-2
2-3
2-3-(1)
2-4 2-4-(1)
2-5
2-6和2-7
Work3 3-1
3-1-（1）
Work 4 4-1 4-
24-2-（2）
4-2-3
Work5 5-1-（1）
5-1-2
5-1-（3）
5-2简述MATLAB命令窗的主要作用？
（1）命令窗口(Command Window)位于MATLAB 操作桌面的右方，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果，是MATLAB 的主要交互窗口。
（2）Matlab既可以运行命令也可以执行程序，在命令窗口中可以运行单独的命令也可以调用程序，相当方便，而编辑调试窗口和图像窗口都是程序运行结果展示窗口，可以很直观的对程序运行过程中出现的矩阵或者是变量等等进行监视。（3）在MATLAB 命令窗口中可以看到有一个“>>”，该符号为命令提示符，表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后输入命令并按回车键后，MATLAB 就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。5-3简述MATLAB绘制二维图形的一般步骤 MATLAB绘制图形一般采取以下7个步骤：（1）准备数据
（2）设置当前绘图区（3）绘制图形
（4）设置图形中曲线和标记点格式（5）设置坐标轴和网格线（6）标注图形
（7）保存和导出图形
5-4启动Simulink的方式有几种？ 1.启动Simulink 启动Simulink通常有三种方式：
1)直接从Matlab指令窗口选取菜单File| New| Modal命令，Matlab将会打开Simulink库浏览器和名为untitled的模型窗口。2)在Matlab命令窗口中键人Simulink命令，Matlab将会打开Simulink库浏览器。
3)点击Matlab命令窗口工具条的图标，启动Simulink库浏览器。
由启动Simulink的三种方式，要新建一个模型文件，至少可以采用两种方式：
1)直接从Matlab指令窗口选取菜单File|New|Modal命令。2)先启动Simulink库浏览器，然后点击Simulink库浏览器的工具条中的“新建模型”图标，建立新的模型文件。
如果模型文件已经存在，至少有三种方法打开模型文件： 1)从Matlab指令窗口选取菜单File|Open命令。
2)先启动Simulink库浏览器，然后点击Simulink库浏览器的工具条中的“打开模型”图标，打开已经存在的模型文件，对它进行编辑、修改和仿真。
3)在Matlab命令窗口中键人模型文件名称，不需要．mdl后缀。Simulink用不同的窗口显示模块库、模型号和仿真输出图形结果．这些窗口不是Matlab图形窗口，不能用句柄图形命令来操作。5-5
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第五篇：《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》解读
《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》解读为贯彻执行《安全生产法》《煤矿安全规程》等煤矿安全生产法律法规，规范煤矿正确使用管理安全监控系统和检测仪器，由国家安全监管总局提出，全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会技术归口，国家煤矿安全监察局、中国矿业大学(北京)、阳泉煤业(集团)有限责任公司等单位制定了AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(以下简称《管理规范》)。此标准于2007年1月4日发布，4月1日起实施。
《管理规范》替代了原煤炭工业部《矿井通风安全监测装置使用管理规定》(煤安字[1995]第562号)，与后者相比，一是增加了安全监控系统的装备和联网等要求；二是增加了甲烷传感器的设置数量并补充了设置图；三是增加了其他传感器的设置要求；四是增加了安全监控系统联网信息处理和管理要求；五是结合当前煤矿安全生产的实际，对设计、安装、使用、维护和管理进行了细化；六是删除了质量标准及评定办法。
标准编制说明
2005年以来，全国各地煤矿全面贯彻落实国务院第81次常务会议提出的瓦斯治理7项措施，煤矿安全监控系统的装备和联网工作取得了显著成效。到2006年底，高、突矿井及低瓦斯矿井的安全监控系统装备率分别达到了99%和67.5%。有高、突矿井的67个国有重点煤矿企业实现了安全监控系统联网，产煤县(市)中有165个实现了联网，山西、黑龙江、重庆等实现了全省(市)联网。尽管煤矿安全监控系统近年来得到了迅速普及和推广，在现场使用和管理过程中也存在着一些问题。
为加强监控系统现场管理，指导和规范煤矿正确使用和管理煤矿安全监控系统及其检测仪器，国务院安委会办公室发布了《关于加强煤矿安全监控系统装备联网和维护使用工作的指导意见》，国家煤矿安全监察局也采取了一系列相应措施，加强对安全监控产品的监管，制订和修改了《煤矿安全监控系统通用技术要 1
求》《煤矿甲烷检测用载体催化元件》《煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器》等安全监控设备的煤矿安全标准。同时，由于《煤矿安全规程》通风安全监控一章中没有规定传感器的安装位置，没有对联网工作提出要求。原煤炭工业部1995年制定的《矿井通风安全监测装置使用管理规定》对煤矿安全监控系统的有关规定，已不能满足煤矿安全生产工作的需要，因此，国家煤矿安全监察局组织中国矿业大学(北京)等单位编制了《管理规范》。
标准主要问题解析
1.稳定性提高，响应时间缩短
煤矿安全监控系统的传感器稳定性由7天提高到15天，传感器到分站的传输距离从原来1km提高到2km，主菜单和一级子菜单采用了统一的显示格式，增加了异地断电/复电功能。与旧标准的主要区别是：甲烷传感器和便携式甲烷检测报警仪、数字式甲烷检测报警矿灯的稳定性提高，响应时间缩短，基本误差指标提高，而且3类产品的基本误差一致。
2.增加了传感器的安设数量，增强监控的可靠性
在井下重要地点设置2个以上的传感器，一旦一个失效，另一个仍然能发挥作用，可大大提升矿井的安全保障水平。本标准对《煤矿安全规程》第169条、第170条、第175条及表3进行了修改，在以下地点增设了甲烷传感器：低瓦斯矿井采煤工作面回风巷和掘进工作面的回风流；采煤工作面第二条、第三条回风巷；专用排瓦斯巷道的混合回风流处；双巷掘进的混合回风流处；高、突矿井长于1000m的采煤工作面回风巷和长于1000m的掘进工作面中部；总回风巷、一翼回风巷和采区回风巷临时施工的电气设备上风侧；井下煤仓和选煤厂煤仓上方；封闭的地面选煤厂机房内等。对U型通风方式的采煤工作面上隅角和封闭的带式输送机地面走廊内推荐设置甲烷传感器。开采容易自燃煤层、自燃煤层的矿井，在采煤工作面增设一氧化碳传感器，推荐安装温度传感器；在采区回风巷、一翼回风巷和总回风巷增设了一氧化碳传感器。
3.对部分甲烷传感器的报警值、断电值进行修改
一是对串联通风的被串掘进工作面局部通风机前设置的甲烷传感器，增加了“当瓦斯浓度≥1.5%CH4时，切断包括局部通风机在内的被串掘进巷道内全部
非本质安全型电气设备电源”的规定。二是对高、突矿井双巷掘进工作面混合回风流处设置的甲烷传感器，规定当瓦斯浓度≥1.5%CH4，切断包括局部通风机在内的双巷掘进巷道内全部非本质安全电源。三是采区回风巷设置的甲烷传感器，当≥1.0%CH4，切断回风巷内全部非本质安全型电气设备。四是当井下瓦斯抽放泵站内瓦斯浓度≥1.0%CH4，切断抽放泵站电源。瓦斯抽放泵输入管路中的瓦斯传感器≤25%CH4时报警。五是将一翼回风巷及总回风巷设置的甲烷传感器报警值由≥0.75%CH4改为≥0.70%CH4，因甲烷传感器的误差为±0.1%CH4。
4.利用监控系统的异地断电功能
规定当安全监控系统“显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其他区域时，矿井有关人员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源”。
5.在内容编写上比较详细
增加了传感器布置图、使用和维护方法，以附录的形式介绍了矿用开关瓦斯电闭锁接线原理和传感器的调校方法等。
6.减轻维护工作量
煤矿安全监控系统的各类传感器稳定性提高到15天，可适当延长甲烷传感器的调校周期，减轻煤矿安全监控系统的维护工作量。一是2007年以后新安装的按AQ6201标准制造并取得新的煤矿安全标志的安全监控系统，可以将传感器的调校期延长到10天。二是煤矿在用的安全监控系统按AQ6201标准进行了改造，可以将传感器的调校期延长到10天。目前，一些煤矿在用的安全监控系统执行的还是旧标准，传感器的稳定性只有7天，因此未经改造的在用系统还必须按7天的周期进行调校。
7.更新改造煤矿安全监控系统
因为新软件功能全面，有手动异地断电等功能，便于安全监管监察人员检查煤矿是否对系统进行了改造，而且软件改装易于完成，不牵涉安全火花联检。
8.定期检查更换传感元件和传感器
因为系统的使用寿命至少在5年以上，而瓦斯传感元件的寿命一般为1年，传感器也容易损坏。
9.更新改造资质
对煤矿在用系统进行更新改造，只能由取得新的MA标志的原制造单位，改
造时必须选择新的MA标志证书确认的系统传感元件、传感器、分站等配置。
10.建立安全监控设备检修室
煤矿应建立安全监控设备检修室，负责本矿安全监控设备的安装、调校、维护和简单维修工作。未建立检修室的小型煤矿，应由县级检修中心人员到矿下井调校传感器。将传感器等安全监控设备送到县、市级检修中心进行调校，只能是暂时过渡。
11.断电控制
一是要正确接线。安装断电控制时，断电控制器与被控开关之间必须正确接线。二是必须安装馈电传感器。三是要正确定义断电值。煤矿必须按本标准的规定定义传感器的断电值，不能为突出生产而将断电值调高。四是使用合格的电气开关。
实施标准的建议
贯彻落实《管理规范》对于指导和规范煤矿安装、使用、维护和管理煤矿安全监控系统和安全检测仪器, 具有十分重要的意义。
要使安全监控设备切实发挥作用,必须做到数据准确,断电可靠。数据准确就是要保证传感器安装地点和位置符合要求，使用校准气样旧系统每隔7天、新系统每隔10天，对安全监控仪器进行调校。断电可靠就是断电控制要正确接线，安装馈电传感器，正确定义断电值，使用合格的电气开关。做到了传感器的数据准确，断电可靠，系统和网络才能真正发挥作用，有效预防和控制瓦斯事故的发生。
附：AQ1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范
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