21世纪中叶天津沿海地区极端高水位趋势预测

据统计,天津沿海地区50年一遇的风暴潮极端增水水位为 4.092m,开展控沉工作后的地面下沉速率约为15mm/a,目前沿岸海挡顶面高程一般为 4.332m.参考孟加拉湾、伦敦、汉堡等沿海地区在2050年海平面上升(取较今高约0.2m的推测值)背景下的极端增水趋势预测(增加0.5m),推测天津沿海地区2050年的极端高水位将增加到 4.792m(4.092m 0.2m 0.5m),现有海挡顶面高程将下沉至 3.687m(以2007年为起算年份).2050年极端高水位将比届时的海挡顶面高1.105m,由此将加重风暴潮水漫溢致灾的危险.如果再考虑波浪叠加、河口效应、极端海面上升等不确定因素的影响,危险将更加严重.     

天津市沿海地区海陆变化报道

渤海湾西岸是我国典型的泥质海岸带地区。相对于基岩和砂砾质海岸,泥质(及泥砂质)海岸带对于地质环境变化更为敏感,变化记录的保存更为完整。因此,泥质海岸带一向是地质学家高度关注的研究对象。近年来,随着对“全球变化”的重视日益增强,国际泥质海岸带地学研究涉及的高分辨率地质记录、海陆变迁、海面升降史与高精度测年,均取得了长足的进展,并在影响国家决策、服务公众方面发挥着愈加明显的作用。但是,相对于改革开放以来我国以泥质(泥砂质)海岸带为主的大规模经济活动(围海造陆、港口、公路工程及能源开发等),我们的泥质海岸带地质学研究亟需大力加强。近十余年来,天津地质调查中心以渤海湾为主要基地,正在开展“泥质海岸带近现代地质环境变化研究”的课题。在坚持基础地学研究的同时,我们还高度重视向社会普及地学知识,自2010年以来,每年均开展“地球日”宣传活动。这里介绍的两个长剖面,已经通过天津市教委德育处向全市100余所中小学分发,并发至国土、海洋及市政府参事室等部门。北面的一条(剖面Ⅰ),自西北向东南穿过宝坻、宁河和汉沽的“牡蛎礁平原”,南面的一条(剖面Ⅱ),自西向东穿过静海、津南、大港的“贝壳堤平原”,长度均约50 km。两条剖面揭示了渤海湾西岸自早全新世(约距今8000年)以来“沧海变桑田”的过程。这一过程蕴含的丰富而有趣的地学信息,正等待着我们的不断探索。例如,近来我们在海边埋深约4~5m的地层中,发现了网坠、植物果实和陶器碎片,距今约2000年(据已有AM S 14 C年龄和初步的考古判断,进一步的AM S 14 C测年,正在进行中),这一发现可能获得我们的祖先在天津地区从事海洋渔猎活动的最早时间和最东边界的新证据。     

天津市蓟县系雾迷山组热储层水位动态变化及趋势预测研究

通过对天津市蓟县系雾迷山组热储层地下水位动态规律的分析,利用LUMPFIT软件预测了在不同开采量下未来水位的变化规律。结果表明,水位呈逐年下降的趋势,但由于回灌量的增加,水位下降速率明显减小。     

基于RS的昆仑山区夏季雪线高程变化及其影响因素分析

以昆仑山区为研究区域,利用2001-2015年MOY10A1/MOD10A1以及气温、降水等数据,通过统计学的方法得出了研究区的研究日期,积雪持续时间比率法提取了研究区近15年雪线高程,线性趋势法分析了近15年研究区雪线高程的动态变化,相关分析法研究了雪线高程变化的影响因素。经分析得出：研究日期确定为每年的7月22日-8月24日（第203~236天）,共计34天,积雪持续时间比率法提取的雪线阈值为76.5%。2001-2015年昆仑山区及各区域雪线高程呈波浪式上升的趋势,昆仑山东、中、西段雪线高程变化的倾向率分别为80 m·（10a）^-1、131 m·（10a）^-1和155 m·（10a）^-1,昆仑山东段雪线高程变化最为稳定,其次是昆仑山中段,最不稳定的则是昆仑山西段。近15年昆仑山东、中、西段雪线高程的平均值分别为4 990 m、5 271 m和4 936 m,并且昆仑山中段雪线高程的最小值要高于其它两区域的最大值,因此,昆仑山区域雪线高程分布特征为：中间高,两边低。从年的时间尺度分析,影响昆仑山区及各区域雪线高程变化的主控因素为气温;从季节的时间尺度分析,气温对雪线高程影响最大的季节为夏秋季,降水对其影响最大的季节则在夏冬季;从月的时间尺度分析,昆仑山区夏月气温对雪线高程影响最大,而降水对其影响最大的月份则在冬月。     

神木北部矿区5-2煤层厚度及其底板高程趋势分析

为了查清神木北部矿区5-2煤层赋存特征及成因,选取了该矿区172个典型钻孔数据,用趋势分析法研究了5-2煤层的厚度及其底板高程度变化特征。结果显示:该区煤层厚度总体为南北厚中部薄,东厚西薄;底板高程为南北高中部低,东高西低;煤层厚度和其底板高程间普遍存在正相关关系。在该区构造稳定的背景下,后期改造对煤层厚度及其底板的影响很小,煤层赋存特征主要受沉积与剥蚀的控制。     

亚热带典型岩溶区地表溪流溶解无机碳昼夜变化特征及其影响因素

岩溶水体溶解无机碳（DIC）的转化过程是评价岩溶碳汇稳定性及效应的重要指标之一,为了解其在岩溶地下水补给的地表溪流中的变化特征和影响因素,于2013年7月8~14日对广西融安县官村地下河水补给的地表溪流进行7昼夜定位连续监测,利用高分辨率自动监测仪器每15分钟测定pH、溶解氧（DO）、水温（T）、电导率（SpC）等参数,人工每2小时采集水样用于测定常规离子和δ13CDIC等指标。结果表明溪流水体T,pH,DO,SpC,DIC（以HCO-3表示）,Ca2+,δ13CDIC,方解石饱和指数（SIc）以及水体二氧化碳分压（pCO2）等水化学指标均表现出明显的昼夜变化过程。SpC,DIC,Ca2+和pCO2等指标白天降低,夜间升高;T,pH,DO,δ13CDIC和SIc等指标白天升高,夜间降低。SIc变化范围为0.70~0.89,表明溪流中可能发生了碳酸盐的沉积。通过热力学参数计算表明水温（昼夜变化幅度为5.8℃）对水体pCO2的昼夜变化影响率为27.48%~54.88%。反映水体水生植物新陈代谢过程（光合作用和呼吸作用过程）的水体DO指标和水体δ13CDIC均在白天上升,夜间下降,而δ13CDIC和水体DIC呈明显负相关关系（R2=0.71）,这也证明溪流水体DIC的变化过程受到水生植物新陈代谢过程的影响,白天水生植物以光合作用为主,消耗DIC,释放O2,水体δ13CDIC上升;晚上以呼吸作用为主,消耗O2,释放CO2,增加DIC,水体δ13CDIC下降,其对水体pCO2的昼夜变化影响率为45.12%~72.52%。通过研究表明溪流溶解无机碳变化过程受到物理因素（太阳辐射和水温等）和生物作用（呼吸作用和光合作用）的共同影响,这为进一步了解岩溶地下水出露地表后溶解无机碳转化过程及岩溶碳汇稳定性评价提供了依据。     

渤海湾西岸泥质海岸带地质环境现状与趋势预测

简要介绍了与泥质海岸带现代地质环境变化有关的最新研究结果,包括地质历史时期全球气温与海面的变化、21世纪海平面上升趋势预测、极端高水位、新奥尔良实例等。根据对前人成果的综合研究和小组获得的最新数据,阐明了影响渤海湾西岸环境变化的主要因素——保有高程、加积作用、地面下沉、海面上升和以极端增水为代表的突发事件——各自的现状,提出了综合诸因素相互作用的泥质海岸带的研究思路和警惕可能的沼泽化趋势的建议。     

天津潮间带高程现状与滨海新区城市安全

通过6条潮间带水准测量剖面,对天津滨海新区潮间带的高程及坡度进行了测量和计算。结果显示:人工岸线(海堤、海防公路等)与滩面交汇处的高程为+0.22m~+0.73m(1956黄海高程);天津潮间带的平均坡度为1.25‰,海河南侧滩面的平均坡度为1.09‰,较北侧1.33‰小,海河北侧从蛏头沽剖面(1.21‰)到大神堂剖面(1.58‰)滩面坡度呈现变大的趋势;结合潮位观测数据,获得了潮间带的出落宽度,永定新河潮间带最宽,为1730~1810m,大神堂潮间带最窄,为1090~1160m。与20世纪80年代对比,滩面已变陡、变窄。进一步的滩面高度与潮位对比发现,滩面与人工岸线交汇处的高程均低于平均高潮位,揭示了海防设施受到海水直接影响的现状。海防设施真正地成了保护城市的唯一屏障,因此应该进一步加高、加固海防设施,提高防灾等级。     

天津滨海地区G2孔磁性地层年代及其构造指示

建立可靠的地层年代标尺对于研究滨海地区晚新生代沉积物记录的沉积环境变化、新构造运动及古气候演化具有重要意义。对位于天津滨海地区迄今所获得的最长的全取心钻孔G2(深1226m)进行了详细的磁性地层学研究,在此基础上探讨了该孔年代地层划分及其区域构造意义。结果表明,G2孔的底界年龄约为8.5Ma。其中,1226~658m为晚中新世,属馆陶组上部,658~303m属上新世明化镇组,303m以上属第四纪马棚口组、佟楼组、塘沽组和天津组,全新统天津组底界深度为19.4m。G2孔包含2个沉积速率较高(大于200m/Ma)的时期,分别为8.5~6.43Ma和3.58~3.03Ma。这2个时期与晚中新世以来青藏高原的扩展隆升在时间上有很好的可比性,指示高原隆升可能对华北地区的沉积和构造演化有重要影响。     

软岩隧道大变形预警分级研究及发展趋势

为实现隧道大变形段的准确预警分级及发展趋势评价,本研究以隧道大变形监测成果为基础,先利用多种评价判据构建隧道大变形预警分级模型,并利用优化长短时记忆神经网络构建大变形预测模型,以实现现状预警分级和发展趋势评价的综合研究。实例分析表明:不同判据评价得到的大变形预警等级存在一定差异,按不利原则,得到大变形段的预警等级为Ⅳ级-红色,应闪光、声音警示,并暂停施工、商讨对策,以切实保证施工安全。同时,通过大变形预测,得到其预测结果的平均相对误差均小于2%,验证了该文预测模型的有效性,且外推预测得出隧道变形仍会持续增加,并无收敛趋势,建议加快大变形加固处理,以避免造成塌方灾害。     

天津滨海土壤盐分离子相关性及采样密度研究

土壤盐渍化是一个世界性的生态问题。天津滨海地区土壤长期遭受海水及高矿化潜水共同作用,土壤盐渍化现象分布广泛。本文选取天津滨海新区太平镇作为典型地区,研究了土壤主要盐分离子的相关性,另外对工作区采样点进行了随机均匀抽稀试验,探讨了不同采样密度对土壤盐渍化插值结果和评价结果的影响。研究表明:天津滨海地区土壤易溶盐中Na+、Cl-所占比例具有绝对优势;土壤中全Cl、Cl-与全盐量具有非常好的相关性,随机均匀抽取少量样本加测全盐量,建立全Cl与全盐量的相关方程可以比较准确地推算出所有样本的全盐量;大密度采样有利于提高样本的代表性,若要满足相对误差合格率≥80%的要求,采样密度不应低于4点/km2,另外用于评价盐渍化等级的采样密度不宜低于1点/km2。     

天津滨海地区深部黏土层弹塑性变形特征与地面沉降关系研究

利用在滨海新区施工的2眼全取芯钻孔（G2和G3）,通过原状土样工程特性指标测试、固结压力试验、0-P0反复加、卸荷试验及地面沉降分层标监测数据分析等,系统阐述了滨海地区深部黏性土层弹塑性变形特征与地面沉降的关系。结果表明：天津滨海地区100 m以浅主要为欠固结土层;100～400 m土层处于超固结和微超固结状态,主要是由过去地下水超量开采造成的;400 m以下土层以正常固结为主。G2和G3孔不同层位黏性土层在反复加、卸荷试验过程中表现出塑性变形量逐渐减小,而弹性变形量几乎不变,与反复加、卸荷次数无关,表明黏性土层在水位反复升降条件下,逐渐变为以弹性变形为主。黏性土层这种特性显示,在地下水位反复升降多次后,黏性土层将会逐渐变成弹性体,在水位恢复时,将产生同步回弹,对防治地面沉降具有重要意义。分析弹塑性变形与黏性土层深度、天然含水率和黏粒含量的相关性发现：弹性变形量与黏性土层深度、天然含水率及黏粒含量呈正相关性;塑性变形量与深度相关性不明显,与天然含水率和黏粒含量呈负相关性。     

天津滨海地区土壤剖面盐渍化特征及其影响因素

土壤盐渍化是由自然或人类活动引起的一种环境风险,对工农业生产具有重要影响。本次研究在天津滨海地区布置了6条具有代表性的土壤盐渍化剖面,选取其中4个剖面进行了为期两年的按月采样监测。研究发现,除了BHY6土壤剖面由于长年耕种,表现为平衡型土壤剖面形态之外,其余基本表现为底聚型土壤盐渍化剖面形态;从剖面中下部直到底部浅层地下水位附近,土壤中阳离子以Na+为主,阴离子以Cl-或Cl-+HCO-3为主,尤其在浅层地下水矿化度显著偏高(达盐水程度)的地区,土壤中Na+、Cl-所占比例具有绝对优势,具有滨海盐土的基本发生特征;气候因素、浅层地下水矿化度及埋深、表层土壤植被都是滨海地区土壤盐渍化的重要影响因素。表层土壤表现出春季积盐、夏季脱盐、秋冬季缓慢积盐的特征,浅层地下水矿化度越高、埋深越浅,其土壤剖面含盐量越高;果林地和长期耕种的土地可以降低土壤盐分的活性,有效抑制盐分的累积,降低滨海地区土壤盐渍化程度,保护和改良土壤。     

天津附近奥陶系地热流体成因与补排分析

天津市区附近奥陶系地热流体TDS变化较大, 存在东、西差异, 且在西南部形成TDS与F- 浓度高异常区, TDS最大值为418 mg/L。通过δD-δ18O及流体动力场分析, 认为奥陶系流体均为大气降水, 来自北部燕山地区, 并向西向南排泄。高TDS异常区与蓟县系雾迷山组储层流体液面位势异常区重合, 且雾迷山组储层流体液面位势高于奥陶系流体液面位势23.21～26.96 m, 存在雾迷山组流体向奥陶系顶托补给的动力条件。李七庄断裂通过本异常区, 是雾迷山组热流体向奥陶系补给通道; 奥陶系地层中存在有1%的硫铁矿, 该类矿物在氧化分解作用下, 使SO₄2- 离子提高, 从而在西区形成 TDS与F- 浓度异常。     

天津滨海新区重点海岸带土地生态景观综合分析与评价

土地生态景观分类是土地分类的深化,土地生态景观分析能够更好地审视生态环境的现状和变化。文章以天津滨海新区重点海岸带为研究区域,以高精度航空影像和GF-2卫星影像为数据源,结合Naveh的景观分类系统完成了研究区的土地生态景观遥感调查。在遥感调查的基础上,选取斑块面积（CA）、斑块数量（NP）、最大斑块所占景观面积比例（LPI）等12项景观格局指标对研究区的景观现状进行了综合分析,发现：1）工业及居住景观呈团块式聚集,农业景观和人工养殖景观破碎程度较高;2）研究区景观异质性明显,景观格局类型稳定性差且景观格局分布具有明显的地域性;3）工业及沿岸浅海区规划较好,然而荒漠景观分布面积较多且集中,需要重点规划和治理。研究表明景观格局能够准确反映研究区景观的基本特征,对研究区今后的生态环境改善、旅游景观分析以及土地资源利用和规划提供一定的参考价值和指导意义。

     

天津地区主要河流表层沉积物中饱和烃的组成与分布特征

根据不同环境功能区 9条河流表层沉积物样品中饱和烃污染物的分析结果,讨论了天津地区河流沉积物中饱和烃化合物的组成与分布特征,初步分析了饱和烃污染物的污染源.结果表明,不同河流表层沉积物中均分布有多种类型的饱和烃化合物,主要包括正构烷烃、无环类异戊二烯烷烃、异构与反异构烷烃、烷基环己烷和甾、萜类等.不同河流及同一河流不同河段的表层沉积物中可抽提有机物(EOM)、烃类化合物含量和饱和烃化合物的组成特征均存在明显的差别,其中北塘排污河(北排污河)和大沽排污河(南排污河)沉积物中 EOM的含量相对较高,海河及津北地区的潮白新河、蓟运河、永定新河、北京排污河的沉积物中 EOM的含量相对较低;北运河、南运河及大沽排污河巨各庄河段的沉积物中烃类化合物含量相对较高,海河、大沽排污河和北塘排污河表层沉积物中烃类污染物的含量相对较低.位于市区北部的河流,靠近市区的河段沉积物中 EOM含量有增加的趋势,而位于市区下游的河流,靠近市区的上游河段的沉积物中 EOM含量相对较高,下游河段的有所降低.河流中烃类污染物主要来源于矿物油及其衍生物、高等植物蜡和藻类的降解产物,不同河流及相同河流不同河段污染源的相对贡献存在明显的差别.