全新世气候波动与快速构造活动作用下的酒东盆地北大河河道迁移过程研究

位于青藏高原东北缘的祁连山与外围的金塔南山分别限定了酒东盆地的南北边界,构成了盆山耦合的宏观地貌体系。起源于祁连山的北大河北流进入酒东盆地后,沿近东西走向的金塔南山南麓发育了系列与山体平行的纵向河道,然后径直转向北流经鸳鸯峡谷出盆地,形成了贯通水系格局。野外地貌与沉积追踪考察发现,沿金塔南山南麓分布3条被遗弃的河道,它们东西向延伸,两端与北大河现代河床靠拢,为该河流的古河道。根据年代由老到新的原则,依次将它们命名为古河道1至3,并对其主槽沉积的上覆泥炭样品进行加速器¹⁴C测年。结果显示,古河道1至3分别在7471 cal.a B.P.、7434 cal.a B.P.和5706 cal.a B.P.被遗弃。基于此,论文初步重建了北大河沿金塔南山南麓的迁移过程,并进一步与区域冰芯气候记录和金塔南山北缘断裂的古地震数据对比,发现河道面向山体北移发生在气候变暖和构造相对平静期,而背向山体快速南移则主要对应于气候变冷和构造相对活跃期。因此,在活动构造区河道迁移可能是河流综合响应亚轨道时间尺度气候波动和流域快速构造活动的结果。结合区域活动构造的研究成果,论文进一步揭示北大河河道迁移可能反映了青藏高原中全新世以来向东北缘的扩展。

     

北极大气中典型持久性有机污染物对海冰变化的响应

近年来,北极变暖速度几乎是全球平均速度的两倍,海冰加速消融被认为会使沉积的持久性有机污染物（POPs）重新释放进入大气。本文利用近30年的大气POPs浓度数据和北极海冰数据,比较了有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）在北极Alert、Zeppelin、Stórhöfði和Pallas这4个站点的变率,结合互相关分析,探讨POPs对海冰变化的响应。结果发现,在周围多为浮冰区的Zeppelin站点,OCPs（特别是HCB和α-HCH）在2009年后与海冰变化显著负相关,而在其他站点显著性较低或无显著相关性。PCBs在Stórhöfði和Pallas站点,超前海冰变化,可能与长距离输送和土壤的二次释放有关,而在Zeppelin站点出现了和DDTs类似的滞后海冰变化的现象。本研究表明,不同类型的POPs对海冰变化的时空响应不同,海冰消融不一定导致大气POPs浓度增大。

     

树轮记录的自公元1200年以来强火山喷发事件与高亚洲南部河流源区气候水文变化的关联

强火山喷发作为气候变化重要的外强迫因素,其所造成的气候环境效应一直是气候变化研究热点,而其对于流域水循环影响较少受关注。本文利用采自高亚洲南部河流源区麦吊云杉（Picea brachytyla）树轮样本,研制出一个长达885 a的树木年轮标准宽度年表。基于树轮气候响应分析结果,利用线性回归模型重建研究区自公元1200年上年11月至当年2月平均最低气温变化,重建方程方差解释量47.1%。该气温重建序列显示,研究区自公元1200年经历了8个冷期和9个暖期,包含有10个极冷年和23个极暖年。同时,该气温重建序列验证了自公元1200年来27次强火山喷发（VEI≥5）对于青藏高原东南部河流源区气候的影响,包括1257年Samalas和1815年Tambora等强火山喷发事件。该气温重建序列与相关河流径流数据对比结果表明强火山喷发在引起高亚洲南部河流源区气温出现明显下降的同时,也可能会进一步导致水循环减缓,使得高亚洲南部河流径流量出现减少。

     

长江下游南漪湖沉积记录的全新世以来温度变化

了解全新世的温度变化能为理解目前日益突出的全球变暖、评估未来全球气候变化给出重要的参考。在这项研究中,基于长江下游南漪湖沉积岩芯深度为0~450cm中161个样品的brGDGTs代用指标,对过去12.0ka的大气温度进行重建,以进一步深化对全新世温度变化的理解。发现湖泊周边土壤与湖泊沉积物brGDGTs分子组成存在显著差异：土壤以brGDGTs-Ⅰ系列为主,占到总比重的80%以上,计算得的MBT'_5ME平均值为0.81;湖泊表层和柱状沉积物的brGDGTs分子组成更相似,其brGDGT-Ⅰ和brGDGT-Ⅱ分别为43%、48%和62%、35%,对应的MBT'_5ME平均值分别为0.44和0.62,因此认为湖泊沉积物brGDGTs主要为自生来源,进而选用基于MBT'_5ME的湖泊温度经验计算式进行古温度的重建。重建的南漪湖年均大气温度自12.0 ka B.P.以来变化范围为13.8~22.4℃,根据变化趋势,可以分为4个阶段：①阶段,早全新世（约12.0~8.2 ka B.P.）,温度变化范围为15.1~20.6℃,属低温阶段;②阶段,中全新世（约8.2~6.0 ka B.P.）,温度为16.8~20.0℃,为稳定高温阶段;③阶段,中晚全新世（约6.0~3.0 ka B.P.）,温度为13.8~19.4℃,快速降温阶段;④阶段,晚全新世（约3.0 ka B.P.以来）,温度在17.4~22.4℃,快速升温阶段。通过对比其他古气候记录,可以得到以下结论：长江下游地区在约12.0~8.2 ka B.P.时期温度变化主要受高纬度冰川残留的影响,为低温时期;在约8.2~6.0 ka B.P.时期的温度变化主要受到较强的太阳辐射量控制,属稳定高温期,对应全新世大暖期;约6.0 ka B.P.后,温度受到6.0~3.0 ka B.P.中低纬度冷事件以及上升温室气体辐射强迫共同影响,呈现先降后升的"V"型变化趋势。本研究表明长江下游地区自12.0 ka B.P.以来温度变化主要受全球温度变化控制,自晚全新世以来温室气体辐射强迫是影响其温度变化的主要因素。

     

石灰改良高液限土强度特性的函数模型研究

针对广西荔玉高速路基沿线产生的大量高液限土弃方问题,采用生石灰对高液限土进行改良处理。选取弃土场的高液限土,分别配制不同初始含水率、不同石灰掺量的试样进行侧限压缩试验和快剪试验,采用基本初等数学函数模型拟合不同饱和状态、不同初始含水率下石灰掺量对试件压缩特性和抗剪强度影响。结果表明：(1)高液限土的压缩系数随石灰掺量增加呈指数形式减小;(2)不同饱和状态试件的黏聚力和内摩擦角随石灰掺量增加呈二次函数形式变化;(3)高液限土具有水敏性,饱和素土试件最大抗剪强度对应的含水率较击实试验最大干密度对应的含水率高3%～6%;(4)当初始含水率不高于26.73%时,建议石灰掺量不低于6%,否则改良高液限土的石灰掺量不低于8%,可在满足经济性的前提下达到较好的改良效果。     

TBM机施工隧道瞬变电磁超前探测研究

在隧道掘进机(TBM)施工隧道内,传统瞬变电磁的装置形式受到了TBM机械的限制,TBM自身的金属构件对二次场衰减电压的采集产生了强烈的电磁干扰.为了克服瞬变电磁法在TBM施工隧道内遇到的困难,在前人工作的基础上,尝试提出了一种基于电性源激发、电场分量采集的施工隧道瞬变电磁超前探测装置形式.针对钻爆法与TBM施工隧道各自不同的工况,利用三维时域有限差分法对单个电性源激励下隧道前方瞬变电磁场的分布规律与响应特征进行了正演模拟.通过对瞬变电磁场的分布规律以及响应特征进行分析,认为所述的电性源发射装置不仅可以在钻爆法施工隧道内使用,并且具有在TBM施工隧道内进行隧道超前预报的能力.     

分布埋入式光纤与隧道衬砌耦合性能试验及应用

为探究埋入式光纤与隧道衬砌的耦合性能,分别从理论与试验两个方面进行研究,并在实际工程中进行了验证。构建了光纤、中间体和基体结构力学分析模型,进行光纤应变传递机制理论分析,计算了光纤应变传递效率;使用钢筋混凝土梁模拟隧道衬砌,进行了2组不同加载速率的试验。其中,在同一根梁内(同一工况)设计6种光纤的布设方式,以位移控制的方式在梁跨中部位进行单点多级加载,使用BOFDA(布里渊散射光频域分析)技术分别对6条光纤进行监测。试验结果表明:6条光纤均可以有效监测梁从开始加载至钢筋开始屈服阶段,光纤与梁耦合性最好;钢筋开始屈服直至梁破坏阶段,光纤应变不再增加甚至减小或呈现出光纤断裂的状态,此过程光纤与梁耦合性较差;除开槽埋入式光纤的有效监测应变差为3 000×10^-6外,其余布设方式光纤有效监测应变差为2 000×10^-6;光纤在长距离(>>146 mm)埋入式布设情况下可认为其应变传递效率接近100%,2组不同试验结果呈现相似规律。在北京市新机场线地铁暗挖隧道CRD工法区间进行了工程应用研究,监测结果表明分布埋入式光纤布设工艺是可行的,可为...     

顾及共享交换的行业地理空间数据关联模式

在数字城市、"多规合一"、大数据建设推动下,政府管理部门和行业部门对地理空间数据共享有强烈需求.然而,其行业特殊性导致行业部门所拥有的数据无法进行有效融合与交换,数据共享成本大.以不改变行业原有的数据规范,实现行业之间地理空间数据的及时有效共享与交换为目标,通过分析行业地理空间数据特征,提炼数据的关联特征,认知并结构化...     

鄂尔多斯盆地煤储层低温氮等温吸附特征分析

利用美国Micromritcs ASAP 2000自动等温吸附仪,测试了鄂尔多斯盆地煤储层孔隙特征。在测试数据分析的基础上,确定了等温吸附和脱附曲线3种类型:第1类属孔结构是具有平行权构成的狭缝毛细孔型;第2类为发育一端尖灭的不平行的裂隙型;第3类属“墨水瓶”型孔。总结了鄂尔多斯盆地煤储层几种常见的比表面积分布曲线及累计孔体积分布曲线模型。     

右江盆地流体运移过程中成矿与成藏作用

右江盆地裂陷期和坳陷早期的沉积物提供研究区金矿与古油藏的物质与流体.成矿物质与烃类在盆地流体中沿以二叠纪生物礁为核心的断层、浊积岩及不整合面组成的三维输导体系向盆地边缘及二叠纪生物礁的核部运移.由于烃类物质与盐水体系密度的差异,使烃类物质与成矿物质差异聚集于不同的圈闭中形成流体藏.流体矿藏的破坏是导致成矿物质沉淀形成矿床的直接原因.构造活动、风化剥蚀及流体压裂均可导致流体矿藏破坏,其中燕山构造运动是该区流体藏破坏的主要原因,因而亦是该区金矿成矿作用的主要构造营力.本文从盆地流体运移、演化的角度证明,该区古油藏是盆地裂陷与坳陷阶段流体聚集的产物,而矿床则是盆地挤压抬升阶段流体藏破坏、流体散失的结果.研究成果表明,金矿与油气是同一盆地流体在其不同演化阶段的产物,这对在盆地中寻找相同类型的金属矿产意义重大.