河流-潮汐耦合控制下河口湾坝体沉积动力学数值模拟

潮控河口湾坝体复杂的沉积特征及内部结构尚不清楚.通过建立理想化的潮控河口湾模型,采用沉积动力学数值模拟方法,开展不同流量与潮汐能量条件下潮控河口湾坝体及内部夹层的沉积定量化模拟.结果表明,在理想情况下,大潮汐能量、中等流量条件下潮控河口湾坝体大规模发育.在潮汐能量因素分析中,潮控河口湾坝体长宽比为2～15,夹层长度集中...     

具有复杂计算域和地形的潮汐流动数值模拟

采用无结构网格上的Roe型二阶精度迎风型FVM格式的有限体积方法对具有复杂计算域和地形的胜利油田海域的潮汐流动进行数值模拟。为保证Roe格式能够应用于复杂地形条件下的计算,采用Ropers格式来解决通量梯度项与源项的平衡问题,对摩擦力源项采用分步法求解以增加格式的稳定性。应用此方法对地形复杂的胜利油田海域进行了实际模拟,数值计算结果和实测结果吻合较好。     

胶州湾三维潮流及潮致余环流的数值模拟

运用一个三维正压湍流封闭数值的模式，成功模拟了胶州湾M2分潮的潮汐与潮流分布，模拟结果表明，胶州湾的潮流以往复流为特征，最大流速出现在胶州湾口，量值为95cm/s，潮臻余流的水平结构是：团团转”的多涡结构，其中5个余流涡旋的位置得到观测资料的证实，在模拟结果的基础上，比较了欧拉余流和拉氏余流的差异，并分析潮致拉氏余流涡的垂向结构特征，垂向湍粘性系数的水平分布与水吩布形态相似，呈现出底，表层小，中层大的垂直分布结构。     

潮汐环境中垂向湍射流流场的数值模拟

选用κ-ε双方程湍流模式,对自由面做“动”刚盖假设,建立潮汐流场中垂向射流流场的数学模型.根据潮流往复回荡的特性,采用“跟踪扫描”对离散方程逐行求解,保证和加快了解的收敛。计算了五种回荡周期中射流流场的变化过程,预报回流区高度与实测值吻合。分析了潮汐非恒定性的影响,获得了一些有益结论。     

潮汐作用下北黄海跃层波动的数值研究

跃层除有季节性的变化外 ,还时刻受到潮汐、风、降水等诸多因素扰动而引起波动与起伏。文章研究潮汐 (4大分潮M2 ,S2 ,K1,O1同时输入 )作用下渤海跃层起伏与波动的三维数值模型 (将海洋分为 3层 ,即上混和层 ,跃层和下混和层 ) ,揭示了整个海区跃层上下界面处跃层起伏的地理分布及叠加在起伏之上的潮周期波动的时空变化 ,模拟出跃层波动与实测基本一致。跃层波动既与潮汐运动有关 ,又与潮汐有很大区别。从波动位相、波高来看 ,两者均不相同 ,甚至周期有时也不同。跃层上下界面的波动周期、位相、波高在很多地区也不一致。中下层余流大小和方向几乎一致。大振幅的跃层波动均发生在近海地形突变之处。海水运动的激发与地形相互作用以及海岸海底摩擦可能是跃层波动与起伏的重要因素。     

岩溶管道结构影响泉流量变化的数值模拟研究

采用MODFLOW-CFP建立管道流数值模型,模拟岩溶含水系统在暴雨期的响应过程,以泉口流量峰值作为因变量,分别对控制管道结构的4个参数以及落水洞集中补给比例进行调整,研究管道结构如何控制泉流量变化过程。结果表明:管道直径、管壁渗透系数和落水洞补给比例对泉口流量峰值均表现为正相关,其中管壁渗透系数影响最大;管道弯曲度值较小时其增大促进出口流量峰值变大,当径流途径变长引起的流量减小幅度超过管壁面积变大引起的流量增大幅度时,流量峰值逐渐变小;管壁粗糙度在达到两个相对应的雷诺数临界值时水流状态发生突变,导致流量峰值也表现为两次突变。      

重力场的潮汐变化观测及其研究

基于我国武汉超导重力仪长周期序列潮汐观测数据,研究了重力场潮汐变化特征,精密确定了地球潮汐常数,讨论了重力观测中的海潮负荷和大气效应问题;根据地球自由核章动在周日重力潮汐观测中的共振效应确定了自由核章动的复本征周期和品质因子Q值,研究了极移重力效应;并对进一步利用重力潮汐观测研究地球物理问题进行了讨论。     

渤海海冰和海洋的动力相互作用模拟试验

利用冰-海洋动力耦合模式, 对渤海海冰和海洋之间的相互作用进行了研究和模拟试验.耦合模式中的海洋模式采用普林斯顿海洋模式(POM), 冰模式采用国家海洋局海洋环境预报中心(NMEFC)的渤海海冰业务化数值预报模式.通过模拟研究, 分析了M2分潮对海冰质点运动轨迹、冰外缘线位置、瞬时冰速和冰厚分布的影响; 同时探讨了海冰对冰下海洋的动力作用.     

巷道层测深理论曲线数值模拟及资料解释方法

建立了层测深理论曲线正常规模拟的数学模型，结合三层和四层地电模型层测深视电阻及视电阻率理论曲线的正演计算，研究了层测深曲线特征和解释方法，同时介绍了煤矿井下层测深法的应用实例。     

考虑渗透率变化的煤层气储层数值模拟及参数敏感性研究

煤层气开采过程中储层渗透率的变化对产气量影响较大,通过引入S＆D渗透率变化模型,建立了考虑渗透率变化的煤储层三维气水两相渗流数学模型,完成模型检验后应用所编制软件研究了煤储层参数、吸附参数及渗透率模型特征参数对开发效果的影响。结果表明,煤层气产量随着初始含气量、煤层有效厚度、裂缝渗透率和Langmuir压力的增大而增大,随储层原始压力、裂缝孔隙度和Langmuir体积的增大而减小,而解吸时间对产气量影响不大;裂缝渗透率随着杨氏模量和基质收缩/膨胀系数的增大而增大,随泊松比和裂缝压缩系数的增大而减小。引入S＆D模型后计算的累积产气量要比常规模型低1.3%,因此不可忽视煤层气产出过程中渗透率的变化。     

渤海和黄海北部潮间带底质中的介形虫

间带不同性质的底质中 ,介形虫动物群的特征和生态分布各不相同。在岩石滩和沙滩中介形虫较丰富、多样 ,前者具有 Xestoleberishanaii,Cythere lutea lutea,Loxoconcha hattorii,Aurila cymba等 ,而后者有 Sinocytheridea impressa,Pistocythereis bradyformis,Bicornucytherebisanensis,Cushmanidea subjaponica等。泥质滩中介形虫通常很少 ,有 Loxoconcha binhaiensis和L.ocellata等。受高潮和中潮影响的河口区 ,通常介形虫丰度和多样性的分布较低 ,都是适应环境变化很强的属种 ,并具有海、陆相介形虫分布的混合区段。朝向海洋方向 ,非海相介形虫的百分含量呈逐渐降低变化 ,而海相介形虫正好相反。     

渤海湾西部风暴潮漫滩数值模拟

基于ROMS海洋模式,结合近年的地质实测资料,建立了渤海湾西部地区风暴潮漫滩的数值模型。对模型进行验证后,对渤海湾西部区域重现期为50a、100a、200a及500a的风暴潮漫滩进行了数值模拟,分析了不同重现期风暴潮漫滩发展的动态过程及最大漫滩淹水范围。结果表明,数值模型基本能反映风暴潮的增水趋势,能够模拟风暴潮漫滩发生发展的动态过程。随着风暴潮强度的增加,渤海湾西部地区淹水范围具有从东海岸向西部内陆区域扩展的趋势。通过曲线拟合发现,风暴潮最大漫滩面积比值与高水位之间基本呈线性关系。     

Diurnal and semidiurnal tidal currents in the deep mid-Arabian Sea

Current meter records from two depths, approximately 1000 and 3000 m, at three moorings in the deep mid-Arabian Sea were used to study tidal components. Tidal ellipses for the semi-diurnal (M₂, S₂ and K₂) and the diurnal (K₁, and P₁) tidal constituents have been determined using the currents recorded at hourly intervals during May 1986–May 1987. The clockwise rotating M₂ tidal currents were the strongest. The maximum horizontal velocities due to M₂,₂ and K₁ tides were 2.2 cm/s, l.0cm/s and 0.89 cm/s respectively. The amplitudes of the other two constituents (P₁, and K₂) were much smaller. The barotropic M₂ ellipses have been estimated by averaging the M₂ tidal currents at the upper and lower levels. Although the amplitudes of computed ellipses are lower than those that have been predicted using numerical models of global tidal model, their orientations are the same.     

Holocene seasonal sea‐surface temperature variations in the southern Adriatic Sea inferred from a multiproxy approach

Holocene cooling events have been reconstructed for the southern Adriatic Sea (central Mediterranean) by means of analyses of organic walled dinoflagellate cysts, planktonic foraminifera, oxygen isotopes, calcareous nanoplankton, alkenones and pollen from a sediment core. Two cooling events have been detected, during which sea‐surface temperatures (SSTs) were ca. 2°C lower. Unravelling the SST signal into dominant seasonal components suggests maximum winter cooling of 2°C at around 6.0 ka, whereas the cooling at ca. 3.0 ka might be the result of a spring temperature cooling of 2–3°C. The events, lasting several hundred years, are apparently synchronous with those in the Aegean Sea, where they have been related to known cooling events from the Greenland ice‐core record. A distinct interruption in Adriatic Sea sapropel S1 is not clearly accompanied by a local drop in winter temperatures, but seems to be forced by ventilation, which probably occurred earlier in the Aegean Sea and was subsequently transmitted to the Adriatic Sea. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的元素地球化学记录

为研究渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素组成特征及与物源的关系,分析了该海域138个站位沉积物样品的常量元素含量。渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布基本相似;Si O2分布与Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布相反;Al2O3、Mg O、TFe2O3、Ti O2和Na2O等元素与细粒沉积物呈正相关,Si O2与粗粒沉积物呈正相关,Ca O、Ca CO3、Mn O和K2O分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;北黄海东部K2O分布反映了鸭绿江物质的影响。R-型聚类分析得出3种组合类型,以Mg O、Ca O和K2O及Mn O为代表,分别对应反映陆源细粒物质输入、指示黄河和鸭绿江物质的影响和海洋自生作用。依据Q-型聚类分析特征,将调查海域沉积物划分为4个不同的地球化学分区,同时综合分析得出了Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区的沉积物运移的路径趋势。K2O/Ca O揭示黄河物质影响自南至北和自西向东呈逐渐减弱的趋势,其中研究区西南部和北黄海中西部受黄河物质影响较强,北黄海东部沉积物更多受鸭绿江物质影响。     

渤海湾西北岸几道牡蛎礁

渤海湾西北岸划分出了第Ⅰ道—第Ⅵ道牡蛎礁的平面分布(图1);对牡蛎礁壳体的几何形态特征进行了描述(图2),并将牡蛎礁壳体进行了剖面切割(图3);对牡蛎礁壳体进行了X光衍射与激光拉曼(活—古)矿物晶型的对比分析(表1,图4);对俵口村BKP20-2剖面(-2.84m)牡蛎礁一个体右壳:在双目镜下对其内部结构与矿物组分进行了分析(图5);通过机械挖掘剖面及钻探获得:牡蛎礁体的空间堆积厚度与赋存的海拔高度及其各剖面垂直方向上的14C年代数据;并获得牡蛎礁体堆积的内部结构特征(图6);以及牡蛎礁体水平夹层与CaCO3含量变化(图7),其中水平夹层CaCO3含量往往偏高,初步分析可能与气候偏冷有关。对牡蛎礁壳体内充填物及壳外沉积物进行了粒度分析(表3),粒度组分及概率累积曲线等(图9)为分析牡蛎礁的生态环境提供了佐证:即牡蛎礁基本以潮下带生活环境为主。以俵口BKP20剖面为例分析了牡蛎礁体堆积物从埋深-2.14～-6.90m的生物组合特征(表4)。以上资料为获得牡蛎礁堆积体的生长-发育-消亡等演化模式提供了依据(图10)。     

渤海湾西岸几种地球化学的环境指标

为了探讨渤海湾西岸全新世地层的古环境,本文进行了多种地球化学环境指标的分析,在此,将指示不同环境的指标进行了分项(或归类)如:古气候、氧化-还原、海-陆相环境指标等;并将其分别进行R型聚类分析和散点分析(获得了元素指标的相关系数及聚散特征).具体分析结果为:①古气候指标:如图2所示,古温度值与Rb/Sr比值呈正相关关系...     

渤海西岸全新世气候演化与海陆变迁

应用第四纪地质学和海相生物等化石数量统计,以天津马棚口海岸带BQ1孔化石鉴定与统计结果,对古气候、古事件进行对比研究。通过岩芯编录,在岩性层中划分出4个海相层、5个过渡层、9个海面波动。结合研究区广泛分布的贝壳堤和牡蛎礁,利用其大量的测年资料,重现了6道海岸线;根据海相化石个体统计数,画出全新世气候演化曲线,与孢粉和物候所画的古气候演化曲线大体一致。研究历代海陆变迁,必然涉及到历史上长期争论不休的西汉大海侵等问题,谭其骧（1965）圈定的大海侵范围、海岸线分布以及考古结果几乎都能联系在一起,因此,大海侵之谜终于尘埃落定。考古界对河北平原自东汉—金的空白也有了初步答案,同时,发现中国朝代兴衰与气候冷暖有明显的对应,从而建立了气候分期。     

渤海构造收缩与沉积充填

通过对多年的渤海海岸线变化、水深变化、构造、卫星影像和水文等数据进行分析,讨论了渤海构造收缩和沉积充填问题。GPS观测结果清楚地显示渤海正处于构造收缩的过程中;地质记录以及长期验潮站的结果显示渤海海域的海平面正在下降;而地震剖面以及钻井数据则显示渤海盆地的基底沉降自上新世至今已大幅下降,和北黄海相比,目前已经停止沉降。渤海的构造收缩、海平面下降以及基底沉降的停止,这3个因素是决定渤海演化方向的3个关键因素,它们共同奠定了渤海正走向构造关闭的道路。渤海岸线的向海推进、渤海水深变浅作为强有力的地质证据呼应了渤海正在走向关闭的地质进程。黄河三角洲和辽河三角洲不断向渤海的淤积推进是在渤海必然走向关闭的地质构造背景下进行的,其淤积造陆效果非常明显,从而成为渤海快速关闭的主要因素。预计在400 a后黄河河口和辽河河口可能在渤海对接起来,至此渤海将不复存在;100 a后,莱州湾将被封闭。喜马拉雅山隆升的远程效应导致渤海的构造收缩和大量沉积物通过黄河进入渤海,从而从根本上导致渤海的关闭。从总体效果来说,渤海走向构造关闭的道路在短期内不会改变,同时也不会因为人为因素而产生明显变化。     

对称不稳定对梅雨锋暴雨影响的数值模拟

在Kuo-Anthes垂直对流参数化方案和Nordeng倾斜对流参数化方案基础上,提出了垂直-倾斜对流一体化参数化方案,在引入MM5模式后,对1999年6月发生在长江流域的一次大尺度带状强降水过程进行了数值模拟及敏感性试验。结果表明:在模式中引入倾斜对流参数化方案,可有效改进模式模拟的降水强度和位置,加快形成锋面附近的垂直环流并使之得到增强,模拟结果更接近实况。同时也表明,在模拟和预报具有对称不稳定的天气系统时,在模式中考虑倾斜对流参数化方案是必要的。