华南西部滨海湿地调查及主要成果

通过遥感、单波束测量、地质取样、海水取样、钻探、地下水采集与监测等多种调查手段及工作方法,首次在我国华南西部开展1∶10万滨海湿地地质调查与生态环境评价工作,对滨海湿地类型及分布、滨海海域地形地貌、沉积物环境质量、海水环境质量、生态地质演化、地下水化学要素进行综合分析与研究。项目系统查明了该区滨海湿地类型、分布、生态环境现状及其主要影响因素,对湿地生态地质环境质量进行了综合评价,构建了华南西部滨海湿地地质调查技术方法体系和生态地质环境综合评价体系,提出了滨海湿地保护和恢复的建议,为后续我国南方滨海湿地调查提供了示范。     

粤港澳大湾区1975—2018年海岸线时空演变与影响因素分析

海岸带是陆地向海洋延伸的过渡地带,是人口最为密集、人类活动最频繁的区域,全球超过50%的人口和60%的GDP总量集聚在离海岸线不足100 km的区域。海岸线对海平面上升、海岸侵蚀、港湾淤积、湿地生态资源、近海海域环境等具有重要的指示作用。本研究利用遥感影像获取了粤港澳大湾区（以下简称大湾区）1975—2018年间的大陆海岸线数据,并基于GIS平台,对海岸线开发利用程度以及空间位置变迁进行了定量分析,探讨了海岸线变迁的驱动力。结果表明：（1）大湾区大陆岸线时空变化明显,总体可分为两个阶段。1975—1995年,岸线长度上升明显,岸线类型格局变化显著;1995年后,岸线长度增长较缓,但建设用地态势增长强劲。（2）大湾区大陆岸线整体形态上不断曲折化,分形维数逐渐增长;空间位置变化上,大陆岸线不断向海推进,年平均速率达9.91 m/a,向海延伸最远的地方出现在洪奇门至蕉门和虎跳门至鸡啼门岸段附近,最大值可达197.88 m/a。（3）大湾区大陆岸线的开发利用程度及人类活动干预程度处于逐渐增强的趋势,人为影响主要体现为港口码头建筑岸线及围填养殖岸线。（4）大湾区的地形地貌、水文特征等自然环境是岸线演变的基础,社会经济发展和政策是岸线演变的重要驱动因素。在20世纪末,发展速度对海岸线的影响最大;在21世纪初,发展强度则为演变的主要影响因素。     

自维持断层蠕滑过程和余震发生率的衰减特征—以汶川MW7.9地震序列为例

基于Dieterich地震活动性理论，本文推导出计算余震发生率和余震累积次数的一般表达式，其中主震后发震断层内部的剪切应力随时间的演化过程遵从Jeffreys-Lomnitz蠕变模型，且与修正Omori定律直接相关。修正Omori定律中的p值与震后断层的短时应力加卸载过程正相关。采用Rubin和Ampuero 给出的震后断层自维持蠕滑模型本文得出计算余震发生率的近似表达式，并对2008年汶川地震序列进行拟合。结果表明，p值的大小直接对应了速率-状态摩擦定律中摩擦参量b/a，而修正Omori定律中的c值则与速率-状态摩擦定律中的临界滑移D_c相关。对于汶川余震序列而言，拟合结果显示b/a约为1.13，D_c约为2—3 cm。Rubin-Ampuero震后自维持蠕滑描述了震后孕震层内部短暂的速率变化特征，是孕震断层演化过程不可缺少的环节。      

近断层应力变化快速计算方法及对强余震空间分布的指示意义:以M_w7.9汶川地震为例

构造地震一般由断层摩擦失稳所致.断层内部及周边所累积的剪切形变则通过同震滑动位移得到局部释放.因此,震后断层内部及近断层周边的静态剪切应力变化量的空间分布可通过断层面上的滑动位移分布计算得到.本文采用傅氏变换方法(FTM)计算单一有限断层同震滑移场所形成的静态剪切应力变化分布,近断层两侧的应力变化计算可由波数域内应力近似算法获得.结果表明,FTM快速有效、易于实现,有效地避免了常规应力计算中奇异值的出现.以2008年Mw7.9中国汶川大地震为例,采用前人所得有限断层滑动位移模型,得到了断层面和近断层周边准3D剪切应力分布解,并同主震后中强余震的空间分布特征作了比较.结果表明,大部分的中强余震震源位置处于剪切应力变化值为正的区域,由同震位移所产生的局部应力降峰值和均值大小同应力变化的正值大致相当,从而表明了快速且有效地计算断层内部及近断层附近的应力变化分布可以为主震后强余震发生的潜在区域提供指示意义.需要强调的是,应力变化空间分布特征的获取强烈地依赖于有限断层滑移模型解.有关滑动位移反演解的多解性对应力变化计算结果的影响,本文作了必要的讨论.     

基于GMS鄱阳湖拟建枢纽对地下水影响探讨

针对拟建鄱阳湖水利枢纽工程对地下水影响问题,选择赣江三角洲为代表区,采用资料收集、野外调查、统计分析和数值模拟等方法进行研究。依据地质钻探资料、地下水与河流动态关系、区域数字高程模型,结合鄱阳湖历史形成与演化过程确定研究区边界条件,运用GMS模拟软件建立了研究区地下水三维运动模型。依据推荐的枢纽调度方案,利用数值模型计算枢纽运行后对地下水运动影响的时空变化规律。结果表明:枯水年份影响大,距离河流、坝址近的地方影响大,反之亦然。影响幅度范围0~2m,地下水径流交替因此减弱,丰水年份土壤潜育化面积增加9.3%。     

利用GPS数据估算川滇南部地震（MSge;6.5）平均复发间隔

利用川滇南部GPS站点速度资料，采用Kriging插值和有限单元中形函数（拉格朗日差值函数）求导原则，计算了川滇南部主应变速率.在此基础上，引入Kostrov地震矩率计算方法，由主应变速率求得了研究区的地震矩率，进而借助于Ward地震平均复发间隔公式计算了研究区地震（MSge;6.5）平均复发间隔.计算结果表明，川滇南部不同震级档地震复发间隔空间分布总体上与区内主要活动断裂展布基本吻合；地震复发间隔低值区主要分布在地震活动水平和滑动速率较高的安宁河——则木河——小江断裂带、丽江——小金河断裂西南段、红河断裂西北段.所得的结果与利用历史地震资料获得的结果基本一致.该方法对于历史地震资料缺乏或不完整地区和活动断层定量研究程度较低的地区有着潜在的应用价值.      

1976年MS7.8唐山地震断层动态破裂及近断层强地面运动特征

采用美国南加州地震委员会（SCEC）Steven Day博士提供的三维有限差分断层瞬态破裂动力学模型（3D-FDM），以1976年唐山M_S7.8地震为例，从简化的断层双侧破裂模式出发，对该地震发震断层的动态破裂过程及近断层地表运动特征进行了仿真模拟和计算.研究区域为围绕发震断层200 km×140 km×40 km（深度）的长方形块体组成，模拟计算的空间分辨率和时间分辨率分别为200 m和0.012 s，形成的空间网格节点数为1051×701×201.在DELL小型工作站上，我们实现了对源程序的移植和并行计算.同时，通过引进计算机可视化技术，对模拟数据进行了3D/4D解释分析.另外，在对源程序修改过程中，实现了对京津唐地区三维地壳速度结构的嵌入，在一定程度上增强了对地震波传播以及地面运动模拟的真实性，并讨论了地震破裂的方向性对近断层地表运动的影响.最后根据初步研究结果结合京津唐地区活动断层构造特征，对唐山M_S7.8级主震后随之而来的1976滦县M_S7.1级余震及宁河M_S6.9级余震的动态触发机制提出了新的解释.由于受主震破裂方向性作用的影响，使得主震对后续两个较大余震产生的动态应力变化的峰值在断层的走滑方向上较大，为2~3 MPa，在逆冲方向上较小,为0.1~0.2 MPa.即唐山主震的发生使得其周边的应力场有一个瞬态的应力调整，唐山主震对后续余震的发生有促发作用.     

地震活动性预测并划分未来地震发生的潜在区域方法研究

采用网格地震方法,选取面积百分比(33%),确定圈闭区域的半径,统计后期地震发生在圈闭区域内的概率。在我国4个不同构造环境和地震活动水平的地区,分别统计了后期地震发生在圈闭区域内的概率。结果表明,4个地区后期地震发生在圈闭区域的概率远远大于面积百分比。说明未来地震是高度地聚集在过去地震发生的区域内,采用地震活动性预测并划分未来地震发生的潜在区域的方法是可行的。     

野外组装可移动式防直击雷装置的研究

通过对9m×9m的实际接地网进行计算,对于二类和三类防雷建筑物,可以应用当环形接地网的等效面积大于78.5m2后,采取不计接地网接地电阻的设计方法来实现野外可移动式接地网设计,并将避雷针和避雷线组合的接闪器设计成标构件,方便组装,实现野外组装可移动式防直击雷装置.