大兴安岭西侧盆地群推覆构造的地震学证据

推覆构造是一种和油气有关的重要构造形式,主要产出于造山带前陆,是挤压或压缩作用的结果,对油气的生成、储集、运移、圈闭和保存条件都有着重要的影响.研究区从漠河盆地、海拉尔盆地到二连盆地内的中生代推覆构造,组构了大兴安岭西盆地群推覆构造.本文通过对三个盆地五种推覆构造的地震学研究,将其推覆方向归结为两类:第一类由北西向南东推覆,在三个盆地中表现明显;第二类由南东向北西推覆,在海拉尔盆地和二连盆地内有显示.认为第一类推覆作用来源于蒙古—鄂霍茨克洋自西向东的闭合;第二类推覆作用来源于太平洋板块俯冲的远程应力作用.     

长江下游区域地温场特征及其能源意义

区域地热特征及深部温度估算对于油气勘探和地热能资源评价和开发利用具有重要意义,长江下游地区是我国东部经济社会高度发达的地区,其能源需求大,区域热状态研究能为该区地热资源评价提供关键约束。通过整合长江下游地区已有的温度数据和实测岩石物性参数,勾勒出该区的现今地温场特征,并进一步估算其1 000~5 000 m埋深处的地层温度。研究表明,长江下游地区现今地温梯度为16~41 ℃/km,且以18~25 ℃/km居多,苏北盆地区呈现高地温梯度。大地热流值为48~80 mW/m²,其均值为60 mW/m²,表现为中等的地热状态,有利于油气和地热能形成。此外,长江下游地区深部地温估算表明,1 000 m埋深处的温度范围为30~54 ℃,2 000 m时温度范围为50~95 ℃,3 000 m时温度范围为65~130 ℃,4 000 m时温度范围为80~170 ℃,5 000 m时温度范围为100~210 ℃。区域深部地温的展布趋势呈NE向,高温区域集中在安徽南部和江苏东北部。结合60 ℃和120 ℃等温线的埋深分布及区域地质、地球化学和地热特征,初步探讨了该区油气与地热资源的有利区带及其相应的开发利用类型。     

Laboratory investigations of the role of biofilms on stream-bed surfaces in debris-flow runout

Debris-flow runout is a fascinating process to understand due to its implications for downstream alluvial fans. Based on the propagation-deposition behaviors of the Dongyuege (DYG) debris flow, in Yunnan, the effect of biofilms on channel surfaces on debris-flow runout is investigated in laboratory flumes with two different internal surfaces: surfaces are lined with granite slabs (Model I) and gravel (Model II), respectively. Our results show that biofilms can significantly reduce frictional resistance to flows. They increase flow velocities, slow down the deceleration of the snouts, prolong runout distances, and subsequently extend the areas covered with resulting deposits, thus greatly assisting the propagation of experimental debris flows. Slippery biofilms consisting mainly of diatoms and their extracellular mucus (ECM) reduce the contact friction between the flume-beds and the overlying fluids, and greatly promote the propagation of tested flows. Well-developed biofilms are found on the underwater channel surfaces of the DYG Creek. Acting as lubricating layers, they likely played a key role in the DYG debris-flow runout. Most of the debris transported during the DYG event was deposited on overbanks, and the sediment that caused the disaster was transported to the populated fan region through the stream-bed clad in the thick biofilms. Owing to their impacts on the development and width of the temporary debris dam breach, the stream-bed covered with biofilms became a direct contributor to the debris-flow hazard. Because of the ubiquitous presence of biofilms on mountain stream-bed surfaces, the development of perennial streamflows can be viewed as an indicator of gully susceptibility to debris flows threatening creek fans. The underwater areas of pre-event channel cross-sections should be regarded as slip or low-friction boundaries, and the parts above stream-levels can be viewed as no-slip boundaries. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd.     

Adjustment of self-formed bankfull channel geometry of meandering rivers: modelling study

We consider the evolution of the hydraulic geometry of sand-bed meandering rivers. We study the difference between the timescale of longitudinal river profile adjustment and that of channel width and depth adjustment. We also study the effect of hydrological regime alteration on the evolution of bankfull channel geometry. To achieve this, a previously developed model for the spatiotemporal co-evolution of bankfull channel characteristics, including bankfull discharge, bankfull width, bankfull depth and down-channel bed slope, is used. In our modelling framework, flow variability is considered in terms of a specified flow duration curve. Taking advantage of this unique feature, we identify the flow range responsible for long-term bankfull channel change within the specified flow duration curve. That is, the relative importance of extremely high short-duration flows compared to moderately high longer duration flows is examined. The Minnesota River, MN, USA, an actively meandering sand-bed stream, is selected for a case study. The longitudinal profile of the study reach has been in adjustment toward equilibrium since the end of the last glaciation, while its bankfull cross-section is rapidly widening due to hydrological regime change in the last several decades. We use the model to demonstrate that the timescale for longitudinal channel profile adjustment is much greater than the timescale for cross-sectional profile adjustment due to a lateral channel shift. We also show that hydrological regime shift is responsible for the recent rapid widening of the Minnesota River. Our analysis suggests that increases in the 5–25% exceedance flows play a more significant role in recent bankfull channel enlargement of the Minnesota River than increase in either the 0.1% exceedance flow or the 90% exceedance flow. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.     

夏季东太湖光合有效辐射衰减特征及其对沉水植物恢复的指示

水下光照分布是影响水生态系统的重要因素,研究光合有效辐射衰减特征对于沉水植物恢复具有一定的指导意义.根据沉水植物生物量资料,将东太湖划分为沉水植物茂盛区、沉水植物稀疏区和无植物区3种区域.基于2019年夏季原位水下光场资料,探讨了东太湖光衰减特性和光照衰减因子的空间差异以及不同区域内的主导衰减因子,分析了东太湖的稳态阶段和富营养化水平,并阐述了真光层深度与透明度的关系,以期为东太湖沉水植物恢复和保护提供相关资料.结果表明:东太湖不同区域光衰减特性差异显著,光合有效辐射衰减系数(k d(PAR))在0.73~11.80 m^-1之间变化,真光层深度范围为0.39~6.31 m.不同区域的无机悬浮物和有机悬浮物浓度存在显著性差异,稀疏区叶绿素a浓度显著高于茂盛区,而与无植物区没有显著差异,有色可溶性有机物(CDOM)吸收系数在3种区域无显著性差异.k d(PAR)与无机、有机悬浮物的线性拟合效果较好,而与叶绿素a、CDOM拟合较差.水体吸收和散射作用是茂盛区光衰减的主要原因,无植物区域主导衰减因子仅有无机悬浮物,稀疏区由叶绿素a和无机悬浮物共同主导,是生态修复需要重点关注的区域,有机悬浮物和CDOM对东太湖光照衰减没有太大影响.东太湖目前正处于从草型稳态向藻型稳态过渡的阶段,整个湖泊属于富营养水平,真光层深度大约为透明度的2.7倍.     

黄河中游小北干流段持续淤积期的主槽摆动特点

黄河中游小北干流河段为典型的游荡型河段,主槽经常发生摆动,揭示主槽摆动特点对研究该河段的河床演变规律具有重要意义.以1986-2001年小北干流段汛后卫星遥感资料与实测29个淤积大断面地形资料为基础,计算了断面及河段尺度的主槽摆动宽度与强度,定量分析了持续淤积期小北干流段的主槽摆动特点及其主要影响因素.计算结果表明:主槽摆动方向具有往复性,断面主槽摆动宽度沿程变化表现为上段大、中下两段小的特点,其中禹门口-庙前段多年平均主槽摆动宽度和强度分别为1151 m/a和0.70,是小北干流段中主槽摆动最为剧烈的河段;建立了小北干流段主槽摆动强度与上游水沙条件(来沙系数)与下游侵蚀基准面(潼关高程)之间的单因素及多因素响应关系,并对综合关系式进行了率定与验证.在综合关系式中,主槽摆动强度随来沙系数和潼关高程的增大而增大,且两者在该关系式中的占比平均值分别为89.3%和10.7%,说明水沙条件是影响黄河中游小北干流段主槽摆动强度的主要因素,潼关高程是次要因素.采用该经验公式得到的计算值与实测值总体符合较好,可用于计算和预测小北干流段持续淤积期的主槽摆动过程.     

鄱阳湖退田还湖及其对洪水的影响

在详细分析鄱阳湖退田还湖现状基础上,建立了鄱阳湖退田还湖洪水位效应计算模型,估计退田还湖对典型年洪水位的效应.并对退田还湖对年最高水位频率的影响进行了预测.最后,探讨了退田还湖圩区适宜管理模式和退田还湖对湖泊环境的影响.     

三峡水库调节典型时段对鄱阳湖湿地水情特征的影响

三峡工程建成运行将改变下游的水文过程,影响通江湖泊湿地生态系统.本文选取水文情势变化大且可能对植被乍长产生较大影响的汛末蓄水和汛前腾空两个时段,运用长江中游江湖耦合水动力模型计算了三峡水库不同凋节流量下湖泊水位变化特征,并结合湖泊高程和面积关系曲线,分析了不同增减下泄流量对洲滩湿地淹没出露的影响.结果表明,三峡水库汛末...     

近60年来长江河口河势变化及其对水动力和盐水入侵的影响Ⅱ.水动力

本文基于本系列论文Ⅰ中数值化的长江河口20世纪50年代、70年代海图获得的岸线和水深资料,以及2012年水深实测资料,设置不同年代模式网格,考虑径流量、潮汐和风应力作用,建立长江河口水动力和盐水入侵三维数值模式,模拟和分析不同年代潮汐潮流、单宽余通量、分汊口水通量和分流比,及其河势变化对它们的影响。最大潮差在3个年代间的变化主要在北支区域,50年代至70年代,北支潮差减小,减小区域集中在北支中段,2012年相比70年代北支潮差增大。单宽水通量在50年代北港大于南港,北支下段向上游输运、上段量值较小,在70年代南港大于北港,北支下段量值较小、上段向下游,在2012年南北港水通量较为接近,北港稍大,整个北支水通量向上游。定量给出了50、70年代和2012年南北支、南北港大潮期间和小潮期间涨潮、落潮和净水量和分流比,结合河势变化分析了不同年代间的变化原因。     

河西走廊西端灌丛沙丘发育过程及其对沙漠化的指示意义

在风沙活动强烈的荒漠地区开展环境变化研究常缺乏符合要求的地质测年材料。灌丛沙丘是干旱区发育的一种特殊生物地貌类型,具有计年和储存环境信息的功能,可以用来重建沙丘的发育过程和过去的环境变化。以河西走廊西端花海盆地发育的灌丛沙丘沉积剖面为研究对象,基于AMS¹⁴C年代学及沉积物粒度、碳酸盐含量、地球化学元素等代用指标的分析,与文献记载、沙漠化监测数据和近几十年的器测气象资料对比分析,试图揭示区域灌丛沙丘的发育过程及其环境指示意义。结果表明：花海盆地灌丛沙丘的发育时间已超过800 年;20世纪60年代中后期至70年代早期人类活动的干扰曾使灌丛沙丘的堆积过程中断,但丰富的物源随后又促使灌丛沙丘再次快速发育。沙丘物源曾发生过剧烈的变化,使得灌丛沙丘沉积物中的粗颗粒组分和中值粒径并不适于作为环境代用指标重建区域的风沙环境变化,而细颗粒组分（<63 μm和<10 μm）和碳酸盐含量的变化,则揭示了研究区在20世纪70-80年代（沙丘高度300~420 cm）时获得了丰富的物质来源。灌丛沙丘沉积物中的Zr/Rb比值,能够作为良好的环境代用指标指示1970-1988年（沙丘高度300~420 cm）区域处在风沙活动较强烈的环境;近几十年花海盆地土地沙漠化明显,尤其是20世纪70年代和80年代。灌丛沙丘可以作为有较高可信度的地质记录载体,在河西走廊西端重建较长时间尺度的、高分辨率的区域气候环境演变历史。