深圳东部海域造礁石珊瑚资源分布及其群落健康评价

采用边界摸查与截线样条法对深圳东部海域的造礁石珊瑚资源分布及其多样性进行全面调查,并对其群落生态系统健康状况进行了分析评价。结果表明,深圳东部海域共有造礁石珊瑚群落密集分布区37片,其中23片为重点分布区,总分布面积为193.73 hm²;共有造礁石珊瑚67种,分隶于13科及1个未定类,25属;优势种前三位为澄黄滨珊瑚（Porites lutea）、肉质扁脑珊瑚（Platygyra carnosus）和翼形蔷薇珊瑚（Montipora peltiformis）;造礁石珊瑚覆盖度均值为37.58%,其中站位16的覆盖度最高,为57.33%;站位2最低,为14.89%;丰度（d）、种类多样性指数（H′）、均匀度（J）均值分别为5.32、2.71和0.81;死亡率均值为8.23%,平均补充量均值为3.66 ind/m²;深圳东部海域造礁石珊瑚群落生态系统健康状况良好,其中鹅公湾、大鹿湾、西涌—东涌及杨梅坑海域为健康状态,梅沙—溪涌、大澳湾及茅东湾海域为亚健康状态。本研究对深圳东部海域造礁石珊瑚资源进行全面调查和评估,并对资源保护和生态系统健康发展提出做好规划与布局,制定相应保护及修复规划,设立监测站位,加强研究并建立修复示范区,联动公众与社会科普等5条建议,可为区域造礁石珊瑚群落的保护、管理、恢复、重建和可持续发展提供参考。     

基于常规测井的变质岩裂缝识别方法研究

BZ19-6气田变质岩潜山储层结构复杂、多样,裂缝发育且非均质性强。在储层评价中,识别有效的裂缝是一个紧迫的难题,而这对于该气田的勘探开发具有重要的意义。以岩性主要为花岗片麻岩、夹少量侵入岩的太古界为研究层位,通过对常规测井曲线进行重极标差（R/S）分析,以识别研究层位的裂缝发育程度,并通过计算Lg(R/S)的牛顿二阶差分值预测裂缝的发育位置。进一步将R/S分析结果与岩芯薄片裂缝观察统计和电成像图解释结果进行对比,建立了利用赫尔特指数识别花岗片麻岩储层裂缝发育程度分类标准。研究表明：(1)将R/S分析和牛顿差分法相结合改进的裂缝识别方法,在变质岩储层裂缝评价中具有可行性,可识别宽度>0.005 mm的裂缝;(2) Lg(R/S)曲线二阶差分值能够准确地识别天然裂缝的发育位置,并且KRxo与裂缝线密度呈正相关,相关性高;(3)岩性各向异性和裂缝充填情况对常规测井曲线R/S分析方法识别裂缝精度有影响。     

基于Chapman模型的气水两相饱和岩石速度频散及衰减表征

含裂隙岩石的裂隙系统与其内的流体的分布,很大程度上会影响地震波在其内的传播,导致速度频散和衰减．本文基于Chapman模型,研究润湿相和非润湿相流体随频率的变化．许多学者研究的是单一流体下的频变各向异性理论,本文着重于气水两相流体部分饱和的情况．引入了基于分形理论的相对渗透率模型,并使用无量纲参数q来表征斑块饱和现象．首先研究气水两相的相对渗透率与分形维数的关系,然后考虑了斑块饱和效应对流体混合物的有效迁移率的影响．根据数值算例,在Chapman模型中分别引入相对渗透率模型和斑块饱和效应,观察各自对横波速度和衰减的影响．最后分析耦合的相对渗透率和斑块饱和对横波速度和衰减的影响．根据算例结果可知,在中频时,相对渗透率及斑块饱和效应都比低频和高频的情况对横波速度和衰减影响大．最后考虑分形维数和无量纲参数q的耦合影响,发现无量纲参数q对横波速度和衰减的影响都明显要大于分形维数．同时还引入了横波分裂来分析这种耦合效应对各向异性的影响,结果表明横波分裂与分形维数成反比,与无量纲参数q成正比,这种现象在低频较为明显．     

二维时间空间域弹性波全波形反演-理论模型数值试验

本文使用炮并行和区域分解(物理上分割模型,使用基于MPI的分布式存储架构的计算集群,节约单个CPU内核的内存使用量,快速进行正演数值模拟)两种并行算法.该方法的每一步迭代都能确保近似海森矩阵的正定,因此,算法稳健.将时间正向传播的炮波场和反向逆时间传播的残差波场(伴随波场)进行零延迟互相关计算,得到误差泛函的梯度,然后对梯度乘以一个预条件算子,从而加快反演的收敛速度.通过抛物线搜索方法而估计步长,使用L-BFGS算法(限定内存的BFGS算法)求解模型的更新量,进行二维时间空间域弹性波全波形反演.将该反演方法应用到Marmousi2弹性波理论模型,分别反演Marmousi2理论模型的纵波速度、横波速度以及密度等三个参数.我们分别使用截止频率为2 Hz、5 Hz、10 Hz和20 Hz四个阶段的低通巴特沃斯滤波器,采用多尺度的策略,从理论模型数据的低频分量开始反演,将低频分量的反演结果作为高频分量反演时的初始模型,然后依次反演数据的高频分量.理论模型数值试验反演所得到的结果证实:二维时间空间域弹性波全波形反演计算灵活,适用于各种观测系统,能够方便地对地震数据进行加时窗;二维时间空间域弹性波全波形反演所得纵波速度模型的分辨率最高,横波速度模型的分辨率次之,密度模型的分辨率稍微差些.     

利用谱元法计算SNREI地球的表面负荷变形

谱元法作为一种基于变分原理的数值方法,已经成为地球动力学数值模拟的重要手段.本文旨在对Martinec(2000)正演模拟表面负荷问题的谱-有限元方法进行改进.简单地介绍了谱元法计算负荷边值问题的相关理论,并推导了中性分层液体中的平衡方程以及其对应的弱形式解.在地球半径方向上,采取高阶样条函数作为负荷解的基函数,并利用高斯-勒让德方法进行数值积分.均质地球模型数值试验表明,相较于Martinec的方法,本文方法可以有效地加快数值解的收敛速度.最后,利用PREM模型计算了SNREI地球的负荷勒夫数.数值计算结果表明本文方法的收敛性和稳定性都非常好.本文方法获得的负荷勒夫数与采用传统龙格-库塔积分方法获得的结果相对误差在0.01%的量级.     

我国海洋外来生物入侵现状、监管问题及建议

外来生物入侵是指非本地生物(植物、动物和微生物)以自然或人为方式对本地生态系统、人类健康、物种多样性造成危害的现象。外来生物入侵不仅对本地生态系统和物种造成严重破坏,而且会对一个产业、一个地区的经济和社会稳定造成严重影响。文章就部分入侵面积和危害较大的海洋外来生物(包括互花米草、沙筛贝、尼罗罗非鱼、米氏凯伦藻、桃拉病毒)的入侵现状进行综述,并提出海洋外来生物入侵防控存在的主要问题及建议。     

基于地壳介质各向异性分析湖北及周边地区应力特征

利用湖北及周边地区数字地震台网2007年12月1日—2013年12月31日的地震观测波形资料,使用剪切波分裂SAM系统分析方法,获得了该地区18个数字地震台站的快剪切波偏振结果。结果表明,湖北地区少部分地震存在S波分裂现象,18个台站的快剪切波偏振优势方向为NE、近NS方向,并无明显的第一优势偏振方向,说明该区台站应力场可能为区域构造背景应力环境与局部断裂诱导的各向异性综合效应;复杂的局部构造会影响剪切波分裂结果,造成偏振优势方向与主要活动断裂走向不一致或与区域主压应力相差较大的现象。     

气候变暖下太湖极端洪水的归因探讨

全球增温引起的降水变化是否引起极端洪水的增加,发生在不同气候背景的极端洪水事件可提供不同参照系;而不同驱动因子下气候、水文数值模拟为认识洪水发生和归因提供了有效途径.本文结合机理数值模拟和随机统计模拟两种途径,针对1990s和1880s的太湖流域特大洪水,通过GCM气候模拟驱动的流域水文模拟和不确定性的阈值模拟,分析19世纪末和20世纪末极端洪水的发生强度和频率的变化,从而论证极端洪水发生的风险系数.结果表明,1990s的极端洪水流量(0.1%的极端洪水流量(Q0.1%)为2929~3601 m³/s,0.5%的极端洪水流量(Q0.5%)为1842~1893 m³/s)比工业革命前大气温室气体状况下(Q0.1%为2069~3119 m³/s,Q0.5%为1436~1561 m³/s)显著增大.与19世纪末相比,由于太湖流域人类活动改变的流域下垫面在1999年特大洪水中引起最大增量占35%,本文模拟和分析的20世纪末气候下的洪水最大增量占60%.去除人类活动影响的下垫面变化,估计特大洪水风险的最大增量为25%,因此认为20世纪末气候变化引起的太湖极端洪水风险在增加;这将为认识与全球增温相关联的洪水灾害预测预警提供科学依据.     

逐时降雨概率密度的适用函数与理论密度函数

暴雨强度公式在水文、气象、工程设计等各领域都是非常关注的问题,而常用降雨概率分布函数的适用性欠缺,理论分布函数一直处于争鸣之中。从逐时降雨概率密度函数的适用性分析入手,有利于发现普适且恰当的理论密度函数。本文从我国暴雨洪涝灾害易发区中沿30°N选取4个经纬度长方形区域(雅安附近、鄂西南、江汉平原南部、杭州湾西),并在其南、北各选一对比分区(海南岛、郑州),对6个分区内降雨资料直接采用全样本,统计逐时降雨的三类概率密度经验函数,对照这些函数的特性,从理论上分析了众多分布函数的适用性,筛选适用函数并进行拟合试验,优选出理论密度函数。研究结果表明:三参广义伽玛函数拟合误差最小,而两参广义正态函数更恰当、被首推为理论密度函数;拟合参数寻优时的目标函数综合了乘性与加性误差模型,能使拟合曲线兼顾头尾;本研究有别于极值降雨概率分布中仅采用极少部分样本的方法,采用降雨概率密度方法替代传统的年极值法,使重现期计算更准确有效,能提高暴雨强度公式的科学性,拟合的高精度与函数的普适性有望解决降雨概率分布模型统一的问题。