椭圆度-凹坑双缺陷海底管道局部屈曲特性研究

海底管道在制造、埋设以及使用过程中极易产生椭圆度-凹坑双缺陷,双缺陷影响管道局部屈曲,对含椭圆度-凹坑双缺陷海底管道的局部屈曲特性研究十分必要。现行规范中采用等效椭圆度对含椭圆度-凹坑海底管道进行评估,该方法无法准确评估不同缺陷形式的屈曲特性。采用形状系数对含椭圆度-凹坑双缺陷的海底管道进行评估,运用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,并进行试验验证。在此基础上对含有不同凹坑深度、不同椭圆度的海底管道进行局部屈曲的数值模拟,计算不同形状椭圆度、含有不同凹坑深度海底管道的形状系数,对其进行敏感性分析。计算结果表明:形状系数对海底管道椭圆度、凹坑深度、径厚比敏感性较强;对凹坑宽度敏感性较弱。     

我国海洋环境保护标准化的现状、需求和建议

海洋环境保护标准化对我国海洋环境保护事业的发展具有重要的技术支撑作用。文章从海洋环境保护标准体系、标准发布和制修订以及标准类别特征等方面,概述我国海洋环境保护标准化的发展现状;分析海洋环境保护标准化的需求,主要包括标准的适用性和有效性有待评估和提升、标准制修订的进程有待加快、监测方法标准的体例和结构有待规范和统一、海洋高新技术标准体系有待建立以及与多学科和其他行业标准有待统筹5个方面。基于此,提出促进和保障海洋环境保护标准化工作发展的4点建议,即建立海洋环境保护标准化工作专家库、健全海洋环境保护标准体系、加强多部门合作和积极参与海洋国际标准化工作。     

内蒙古鲁新井田水文地质条件研究

矿产资源开发导致了地下水失衡,地下水失衡又给矿产开发造成了极大的安全隐患,近年来,矿产资源开发与地下水环境保护之间的矛盾愈发凸显。通过对内蒙古鲁新井田典型的水文地质条件进行分析研究,分析采矿导致地下水失衡机理,深入剖析矿井开采充水条件及矿山开发对地下水环境的影响,合理提出了促进矿产开发与地下水保护相互协调的对策建议,为实现"采矿保水"协调统一提供了基础地质依据。为类似地区矿产开发过程中遵循自然规律,趋利避害,保障生产安全,保护地下水环境安全,实现资源绿色开发有较好的指导借鉴作用。     

港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析

一直以来，海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用，特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说，这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现：在远场近岸及港湾系统中，海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流，可能促使港工设施受到威胁及损害，进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此，全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征，探索港湾中海啸流的数值模拟方法，发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性，大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证，可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程，针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型（空间分辨率达到10 m），并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征，波、流计算结果与实测结果吻合较好，精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅，同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现：港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大，这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关；相比海啸波幅空间特征，海啸流特征具有更强的空间敏感性；海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强，海啸流的模拟与预报更有挑战性；不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差，合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后，希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征，拓展海啸预警服务的广度与深度，从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品.     

地幔上涌对鄂尔多斯西缘岩石圈的改造:来自远震多尺度层析成像的证据

本文利用喜马拉雅二期科学探测台阵的678个地震台站及26个固定台站记录到的9，641个地震共约160000条远震P波走时数据，采用基于稀疏约束的多尺度层析成像方法，获得了鄂尔多斯西缘及邻区上地幔800 km深度范围内P波速度结构.结果显示，在东经104°附近阿拉善地块与鄂尔多斯盆地间存在岩石圈深度的构造边界，这表明阿拉善地块与鄂尔多斯可能分别从属于不同的大地构造单元.以北纬38°线为界，鄂尔多斯地块西缘在岩石圈范围内南北存在明显的速度差异，鄂尔多斯南部上地幔200~300 km深度范围显示为高速异常，而鄂尔多斯北部上地幔显示大面积的低速异常.这一现象表明，鄂尔多斯地块南北两部分经历了不同的构造演化过程.根据本文的结果可以进一步推断，由于青藏高原、阿拉善地块向东北方向推挤以及岩石圈的拆离引起的上地幔扰动导致了地幔上涌，上涌的热物质改造了鄂尔多斯西北缘地区的岩石圈，并使该区的岩石圈减薄.地幔上涌也可能是东经104°边界带和北纬38°构造带形成的深部动力学因素.     

基于计算岩石物理方法的页岩储层弹性参数提取

发展了应用数值计算方法获取页岩储层的速度、各向异性参数的计算岩石物理系列方法.该系列方法包括了大尺度精细地质模型数值建模、计算网格尺度的地球物理建模和地震波数值模拟提取岩石物理弹性参数.本文方法利用储层的统计数据而不是具体岩心的测量数据，可获得储层岩石物理弹性参数的变化规律.相比于基于岩心测试的岩石物理方法，本文方法可精细考虑实际储层的非均匀特征，可得到岩心测试难以求取的与尺寸效应高度相关的弹性参数，也避免了求取弹性参数变化规律时获取不同地质特征岩心的困难.本文发展了计算岩石物理方法，为计算岩石物理面临的大尺度地质建模和计算能力限制问题提供了有效的解决方案.文中以胜利罗家的页岩储层为例，求得了储层TOC含量从3%到21%变化情况下储层的P波、S波速度以及各向异性参数变化规律.     

多年冻土区青藏铁路列车荷载作用下路基振动响应研究

针对多年冻土区青藏铁路列车荷载振动作用下的动稳定性,通过对北麓河和二道沟三个典型铁路路基横断面振动响应的二分量加速度观测,对比分析客运列车和货运列车引起的路基振动特性和衰减规律,研究不同防护形式路基的列车振动响应。结果表明,路基上的振动作用主要集中在40～80Hz频率范围内;防护形式对路基的列车动力响应有明显影响,热棒加碎石路基动力响应最小,其次为碎石防护路基,未采取任何防护的路基铁轨上的动力响应最大,建议对未采取防护的路基进行防护。分析结论为青藏铁路列车作用下的路基动稳定性评估提供实测依据,对多年冻土区的路基稳定性研究提供参考。     

多种海洋开发类型的综合效益评估

随着海洋开发活动的不断加剧,各海洋开发类型综合效益的评估与分析对维持海洋社会经济与海洋生态环境的可持续发展具有重大意义,不同海洋开发活动带来不同的社会、经济效益,也产生了海洋资源的损耗,影响了海洋环境和海洋生态服务功能。根据江苏省海洋资源开发活动特点,筛选出江苏海岸带资源开发中常见的4种典型的开发利用类型,选取了能够突出反映海洋开发活动综合效益的经济效益指标、社会效益指标、资源损耗指标、环境成本指标构建海洋开发类型综合效益评估体系。基于层次分析法与熵权法组合权重,运用综合效益指数评价模型分别计算了单一指标效益值、准则层效益值、各研究案例效益值、各用海类型效益值并对以上研究数据之间的相互关系进行了深入分析,探求各用海类型综合效益评估值的关键影响因素。通过实证研究发现4种海洋开发类型的综合效益评估值均介于0.4~0.6之间,处于一般的综合效益状态,综合效益从高到底依次排序:临港工业用海类型为0.551 3、海上风电用海类型为0.492 4、排污倾倒用海类型为0.441、围海养殖用海类型为0.434 3。海洋开发类型综合效益的评估对及时调整海洋开发对策,缓和海洋开发与海洋生态环境的矛盾具有积极意义。     

海洋功能区划与海洋生态红线关系探讨

海洋生态红线制度是我国"五位一体"文明建设的具体要求。为进一步在自然科学与人文科学的联结点上探求深入开展生态红线工作的可能性,文章对比了实施多年的海洋功能区划与历史新阶段提出的海洋生态保护红线的概念和内涵,剖析了两者之间的区别与联系,指出海洋功能区划与海洋生态红线区划在法律地位和管控制度等方面具有一致性,在划分目标、空间管理及划分方法上具有差异性,海洋功能区划以"使用"为主,海洋生态红线以"保护"引领。在此基础上,建议未来海洋生态红线工作的开展可从海洋功能区划借鉴经验,建立完善的管控评估制度,确立生态保护红线的优先地位,处理好海洋功能区划与海洋生态红线区划的关系。同时,海洋生态红线区划应以维持海洋生态系统结构稳定和提高海洋生态系统服务功能为目标,将区域资源环境承载力评估作为一项参考指标,限制低承载区的开发利用,保证海洋生态环境健康可持续发展。     

RESEARCH ON PASSIVE SERVO SEISMIC ROTATIONAL ACCELERATION SENSOR WITH LARGE DAMPING

Many strong motion records show that under the strong seismic vibration of, the torsional disfigurement of building structures is a common and serious damage. At present, there are no special sensors for measuring seismic rotation in the world. Most of the experts obtain rotational components through observing deformation, theoretical analysis and calculation. The theory of elastic wave and source dynamics also prove the conclusion that the surface of the earth will rotate when an earthquake occurs. Based on a large number of investigations and experiments, a rotational acceleration sensor was developed for the observation of the rotational component of strong ground motions. This acceleration sensor is a double-pendulum passive servo large-damped seismic rotational acceleration sensor with the moving coil transducer. When an earthquake occurs, the seismic rotational acceleration acts on the bottom plate at the same time. The magnetic circuit system and the middle shaft fixedly connected to the bottom plate follow the bottom plate synchronous vibration, and the moving part composed of the mass ring, the swing frame and the moving ring produces relative corners to the central axis. The two working coils mounted on the two pendulums produce the same relative motion with respect to the magnetic gaps of the two magnetic circuits. Both working coils at this time generate an induced electromotive force by cutting magnetic lines of force in the respective magnetic gaps. The generated electromotive forces are respectively input to respective passive servo large damper dynamic ring transducer circuits and angular acceleration adjusting circuits, and the signals are simultaneously input to the synthesizing circuit after conditioning. Finally, the composite circuit outputs a voltage signal proportional to the seismic rotational acceleration to form a seismic rotational acceleration sensor. The paper presents the basic principles of the rotational acceleration sensor, including its mechanical structure diagram, circuit schematic diagram and mathematical models. The differential equation of motion and its circuit equation are derived to obtain the expressions of the main technical specifications, such as the damping ratio and sensitivity. The calculation shows that when the damping ratio is much larger than 1, the output voltage of the passive servo large damping dynamic coil transducer circuit is proportional to the ground rotation acceleration, and the frequency characteristic of bandpass is wider when the damping ratio is larger. Based on the calibration test, the dynamic range is greater than or equal to 100dB and the linearity error is less than 0.05%. The amplitude-frequency characteristics, the phase-frequency characteristics and their corresponding curves of the passive servo rotational acceleration sensor are acquired through the calculations. Based on the accurate measurement of the micro-vibration of the precision rotating vibration equipment, the desired result is obtained. The measured data are presented in the paper, which verify the correctness of the calculation result. The passive servo large damping rotational acceleration sensor has simple circuit design, convenient operation and high resolution, and can be widely applied to seismic acceleration measurement of earthquake or structure.