我国地震地下流体观测的现状和趋势

在过去的30多年中,我国地震地下流体观测经历了"创建阶段—发展阶段—提高阶段"到目前开始的"全面现代化阶段",形成了国家级基本台(网)、省级区域台(网)与县市级地方台(网)三类台(网),记录到了具有丰富科学内涵的海量数据,为相关的灾害、环境、资源问题的分析和研究提供了重要的科学依据。"九五"期间,完成了对全国114个台站以水位、水温(地热)、氡(Rn)与汞(Hg)观测为主的数字化改造。"十五"和以后更长一段时间内,计划大规模推广地下流体数字化观测技术,建设三个"前兆台阵",初步建立流动观测系统,完善与健全学科台网中心,建立学科观测技术质检中心,并就地震地下流体观测中的一些基本科学技术问题进行研究,使我国地震地下流体观测沿着"台网(站)布设科学化,测项配套合理化,监测技术系统自动化和现代化,观测规范化和观测数据质量评价定量化"的方向稳步发展。     

西安市地下水远程监测网络系统的应用

由西安市水务局和西安市阎良区嘉华电子有限公司共同研制的地下水远程监测网路系统,是对地下水水位、水温进行自动观测、并对采集数据进行分析的自动化信息系统.该系统由中心监测站和现场观测子站组成,分为两级联网.由现场数据采集与存储、远程数据传输、数据分析与数据库管理三个环节构成.该系统可准确测量观测井的地下水位及水温,其优点是,可以通过市政电话网实现远程监测、存储数据、自动绘图和制表,大幅度降低工作量.     

云南保山地块核桃坪与芦子园铅锌成矿作用初探

云南保山地块位于怒江断裂、龙陵—瑞丽断裂与柯街断裂、南汀河断裂之间,缅甸掸邦地块北延部分之三江成矿带南段,属于滇泰马地块成矿省之保山—腊戌—东枝断块成矿区(卢映祥等,2009)。特殊的大地构造位置,复杂的区域构造演化历史形成了该区丰富和颇具特色的矿产资源,尤其是铅锌,这些铅锌矿床(点)与缅甸包     

基于现场观测的辽东湾东岸海冰环境基本特征

全面获取气-冰-海环境特征数据已成为当前冬季现场观测的重要任务,用于准确、快速开展区域冰情评价预测,以满足海冰防灾减灾工作需求。基于辽东湾东岸鲅鱼圈雷达海冰观测站（15a）与温坨子附近海域（9a）的冬季观测数据,对辽东湾东岸的风、水温、海冰时空分布等环境基本特征进行了探讨。对鲅鱼圈站1月和2月4级风（5.5m·s-1）以上数据进行分析,发现偏北风自2016年以来呈现由N、NNE、NE向NE转变,偏南风自2016年以来主风向由SSW向WSW转变。对温坨子海冰观测站水温观测数据进行分析,发现水温表现出降温期、平稳期与回温期,降温期发生于12月至次年1月中旬,平稳期发生于1月下旬至2月中旬,回温期发生于2月下旬;当气温低于-10℃时,水温基本维持在-1.4℃附近,气温处于-10～-5℃时,水温基本分布于-1.4～-0.5℃区间,气温处于-5～5℃时,观测点水温基本分布于-1.4～3℃。对鲅鱼圈站与温坨子站能见范围内的逐日海冰分布面积比例进行分析,发现海冰面积呈现增大期、稳定期与减少期,鲅鱼圈站附近12月12日至次年1月9日前后为增大期（对应初冰期）,1月9日前后至2月8日前后为稳定期（对应盛...     

昌平地震台数据处理系统设计与实现

一、前言昌平地震台是跨形变、流体两大学科的综合台,安装有TJ-1A型体应变仪、RZB-1型分量应变仪、YRY-2型差应变仪及高精度的气压测量仪、水位测量仪和水温测量仪。 1994年起,昌平台实现了数据自动化采集和传输,由原来的整点值测量到分钟值测量,观测密度提高了60倍,每天有上万组的观测数据需要处理。将这些数据绘制成各种报表、曲线图,为分析部门提供真实可靠的观测数据以及利用第一手资料进行分析研究     

新一代 Ar-Ar实验室建设与发展趋势: 以中国科学院广州地球化学研究所 Ar-Ar实验室为例

简单介绍了国外Ar-Ar实验室发展和我国Ar-Ar实验室建设概况,以中国科学院广州地球化学研究所新旧两个Ar-Ar实验室作对比,分析了该所新一代Ar-Ar实验室改进之处,指出气体提取系统-纯化系统小型化和实验流程自动化是Ar-Ar实验室的必然发展趋势,并以滇西龙陵花岗岩黑云母Ar-Ar定年结果为例,展示新一代Ar-Ar实验室获得的高质量的实验数据。向广大地质科研工作者介绍新一代Ar-Ar实验室的建设概况,以期推动我国Ar-Ar实验室的实验流程自动化建设,向国际先进水平实验室迈进。     

郭店黄土原区水文地质参数推求及水资源评价初步探讨

为掌握地下水位受开采和灌溉入渗补给影响的变化规律,探讨黄土原区地下水资源计算方法,进行资源评价,给机井建设提供科学数据,七八年由宝鸡市地下水工作队和有关县,在风翔县郭店公社布设了地下水开采动态观测区,开展了水位、开采量、水温、水质观测项目,积累了部份基本资料,初步进行参数推求和资源评价。     

数字化地下水单井综合观测平台的结构设计

为地震地下水前兆观测技术实现数字化和综合化这一发展目标 ,性能先进的数字化观测仪器和功能优良的综合观测平台是相辅相成的两个基本方面。本文在分析已有综合观测体系模式的基础上 ,应用最新研究成果 ,提出了新一代综合观测模式 ,给出了单井综合观测平台结构设计。该平台在与地下水各测项的数字化观测仪器对接后 ,可实现静水位、水化学和水温三者均处在理想观测状态条件下的自动化单井综合观测     

易门井数字化水位水温同震响应及其机理探讨

研究了易门地震前兆观测井数字化水位水温观测资料对2004年12月26日印尼8.7级、2008年5月12日汶川8.0级和2011年3月11日日本9.0级大震同震响应特征,探讨其同震响应机理,给出水位水温同震响应的合理解释。表明易门井水位水温同震变化总是水位震荡下降—迅速恢复、水温迅速下降—缓慢恢复,形态相似。与观测井所在的地质构造、井深以及探头深度密切相关。     

河南省水文总站利用PC—1500计算机进行地下水资料整编取得明显效果

今年,我们学习、使用了山西省水文总站张宏良工程师编制的地下水埋深资料整编程序,并由我站史和平、王志刚同志编制了地下水水温和开采量资料整编程序,肖寿元同志编制了地下水水化学资料整编程序,利用PC—1500计算机,对我省1983年1394眼地下水观测井,5个观测项目(5日、逐日地下水埋深、地下水水温,地下水开采量、     

辽东湾红沿河附近海域2017—2018年冬季气温-水温-冰情关系研究

辽东湾是我国冰情最严重海域,每年冬季都会受到海冰的显著影响,冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性,结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型,可实现局地小尺度的冰情快速预测评估。基于2017—2018年冬季辽东湾东岸红沿河附近海域实测气象-水温-冰情同步观测数据,结合辽东湾大尺度整体冰情（浮冰面积）,推演局地气温、水温与不同尺度冰情评价参数（浮冰范围与冰厚）的相关关系,提出基于不同气温区间的气温变化规律的冰底热通量选取方法,进而建立适用于辽东湾的气温-水温-冰情评估方法。相关性分析结果显示：观测点气温与水温存在明显相关性;浮冰范围与气象数据存在明显相关性,临界温度为 -5 ℃的累计负气温能很好拟合本年度盛冰期浮冰范围。基于HIGHTSI进行数值模拟后发现：水温与块体积法计算冰底热通量时,冰水间的热传递系数取2.2×10^-5是可行的;水温对冰情的影响表现在海冰冰厚最大值与冰期长短。为弥补辽东湾其他海域因缺少实测海水温度观测数据欠缺、冰底热通量选取不准选取导致的冰情模拟预测评估困难的问题,本文依据水温与气温的相关性,将水温随气温变化划分为结冰区（气温小于-10 ℃时水温维持冰点附近）、过渡区（气温为-10~-5 ℃时水温处于-1.4~-0.4 ℃）、融冰区（气温高于-5 ℃时水温随气温的增大逐渐增大）,进而提出适用于辽东湾所有海域的冰底热通量计算方法和冰情评估方法。     

云南白水台钙华景区的水化学动态变化研究

本文采用水化学仪器自动记录、现场测定和取样室内分析等相结合的方法,对云南白水台钙华景区水的物理化学动态变化特征进行了综合研究,结果发现: 随着CaCO3 的沉积,水中的主要离子Ca2+ 和HCO-3 浓度、电导逐渐降低; p H值升高。我们对1号泉进行昼夜观测发现: 5月1号泉的水温呈周期性变化,周期约为28小时,而在9月水温保持恒定。对下游( 12号观测点)的动态观测发现水的p H值与水温呈反相关关系,在对中游( 6号观测点)的早、中、晚观测得到了同样的结果。最终我们得出结论: 1号泉水温变化可能受补给水源水温动态变化、降雨和地热影响;中下游pH值和电导率的变化与碳酸钙的沉积速率、碳酸平衡和藻类作用有关。      

丰满水库水温的原型观测及分析

为探究寒区冰封水库热状况的时空演变规律,于2010年6月~2011年8月对丰满水库的水温和冰情进行了原型观测。基于现场观测资料,阐述了丰满库区不同季节热结构的变化规律,重点分析了汛期洪水过程对分层结构的影响,并发现解冻初期水库表层浮力流动现象。同时,典型水温分层期1月和6月的坝前75~800m范围4条水温观测垂线基本一致,且同期电站下泄水温与坝前取水口对应高程平均水温差异较小,说明该水域范围内无三维水温效应。由于深层取水影响,丰满电站下泄水温过程较为稳定,但与坝址天然水温相比,5~7月、10~12月分别表现出月平均高达10.8℃、7.9℃的春夏低温水和秋冬高温水现象。此外,冰情监测结果表明,丰满水库冬季基本全库封冻,坝前最大冰厚约0.7m,且库区冰厚沿程出现不均匀分布的规律。     

地震剥落——花岗岩地区的一种典型震害

1976年5月29日20点23分和22点00分在我国云南省龙陵地区连续发生了7.5、7.6级强烈地震。宏观震中分别为镇安、金竹坪、邦公以及平达一带,震中烈度为九度。震区花岗岩分布广泛,花岗岩风化壳表层的地震剥落破坏了稻田和地面各种设施,堵塞了公路和沟渠,成为这次地震的典型震害。分析这次地震剥落特点及其产生的地质条件,对类似地区未来的抗震防震及震害预测都是有实际意义的。     

季节性冰封热融浅湖水温原位观测及其分层特征

为探究季节性冰封浅湖热力学特征,于2010年10月至2013年7月对高原腹地一典型热融湖塘冰层生消、水/冰温及气象条件开展原位观测,分析了水温分布时间变化、温跃层以及冰生消对水温结构的影响。结果发现:冰面升华显著,贯穿整个冰期;水温日变化、季节变化和垂直结构受气温、大气辐射、风速、冰生消和湖底沉积层热贡献影响显著;在"无冰期-结冰前-冰生长期-冰融化期-融化后-无冰期"年循环过程中水温垂直结构分别呈现出"分层-翻转-逆温分层-逆温与正温共存-翻转-分层"的循环过程。分层期水温结构仅由上部混合层和温跃层构成,且偶因强风搅动而全湖翻转混合。可见,相比大中型湖泊,季节性冰封浅湖热力学结构差异显著。     

地下水位在非饱和水流数据同化中的应用

为理解地下水位观测信息在非饱和水流数据同化中的数据价值,建立了基于地下水位动态观测信息的一维饱和-非饱和水流集合卡尔曼滤波,通过虚拟数值实验检验了地下水位观测信息在非饱和水力参数估计和水分校正中的潜在价值。研究结果表明:在以地下水位为唯一观测数据时,同时更新参数和水头比仅更新水头能更好地校正土壤剖面的水头分布;当多层单个水力参数未知时,地下水位观测可以为参数估计提供有效信息;当多层多个参数未知时,地下水位与多层多个参数之间的复杂关系导致观测信息难以估计出最优的(唯一的)参数值;地下水位可作为辅助信息,与含水量观测等信息联合运用改善参数估计和含水量预测精度。     

中国大陆深探测的大地电磁测深研究

通过对地震波速度、密度、磁性、导电性等物理场进行观测,研究地壳与上地幔的物性与结构特征,将为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题提供科学依据,同时也将为寻找深部大型矿床提供信息。大地电磁深探测方法作为研究地球壳幔电性结构的主要地球物理方法,在国内外完成了大量探测工作,取得了许多重要的研究成果。在研究壳幔构造方面,大地电磁法和地震方法一起被视为两大支柱方法,在世界范围内解决大陆动力学问题方面已有许多成功的应用范例。但由于大地电磁探测以天然电磁场作为场源,在矿集区等强干扰地区往往很难采集到高信噪比的数据,抗干扰能力较弱。同时,大地电磁与地震数据的约束反演以及联合解释目前尚没有达到实用化,这些都限制了大地电磁数据的处理及解释精度。"深部探测技术与实验研究"(SinoProbe)专项下属的"深部探测技术实验与集成"项目将选择青藏高原、西部造山带与华南山区结晶岩等复杂地质条件和不同人文干扰水平地区,以大地电磁探测与地震探测作为主要手段,研究深部精细地球物理探测技术的集成,并且通过实验剖面研究这些实验区的壳幔结构特征。其中的"大地电磁测深大剖面观测实验与壳/幔三维电性研究"课题,将通过在实验区的大地电磁观测实验,研究适用于不同地质条件及干扰水平地区的大地电磁数据采集方法技术以及精细处理与反演方法,同时探讨大地电磁数据与地震数据的约束反演以及联合解释。该研究将提高深部地球物理探测精度,为深部精细地球物理探测方法技术集成以及区域地球物理精细探测提供范例。已经完成的青藏高原东北缘西秦岭造山带和福建结晶岩地区的大地电磁观测试验表明,在这些典型地质构造区域,虽然存在施工困难,干扰水平大等各种不利因素,但只要采取合适的野外观测技术,并通过数据精细处理与反演计算,是能够获得高质量的大地电磁数据以及可靠的电阻率分布模型。试验所取得的成果,将为实现"深部探测技术实验与集成"项目科学目标和研究任务提供重要的技术支撑与保障。     

数字黑河的思考与实践1:为流域科学服务的数字流域

多学科数据的收集和积累、多学科模型的集成以及现代化的观测系统是发展流域科学的必要前提。"数字黑河"是为黑河流域科学研究和流域集成管理而搭建的集数据、模型和观测系统于一体的信息化平台,是"数字地球"在流域尺度上的一次实践性尝试。数字黑河由数据平台、模型平台和数字化观测系统组成,其核心是观测、数据和模型平台中的信息基础设施建设,但同时也外延而扩展为以流域综合模型为骨架的各种应用。"数字黑河"已阶段性地完成了数据集成,在线数据量超过1 000 GB,并实现了完全共享,有力地支持了黑河流域的各项研究工作;在模型集成方面已初步建成了流域综合模型和空间决策支持系统。"数字黑河"的进一步构想是在e-Science的框架下将数据系统、观测系统、模型系统、信息发布系统、高性能计算及科学计算可视化集成为一个整体。     

基于剖面声呐的海底微地貌观测研究*

海底地貌是海水覆盖下的固体地球表面形态的总称。海底地貌巨变往往与海底地质灾害息息相关,会对海底管线和海上平台等海洋工程设施造成危害,因而对海底地貌进行原位观测具有重要意义。本研究基于前人研究成果和团队常年自主研发仪器经验,研制出了剖面声呐海底微地貌原位观测系统,详细介绍了观测系统的组成、功能、工作原理和工作模式,并提出了观测数据的处理分析方法;然后,使用观测系统进行了标志物检验实验,通过将观测系统测量数据与其他设备测量数据相对比,验证了观测系统的可行性和数据准确性;最后,使用观测系统在舟山海域朱家尖滑坡区进行原位观测,进一步验证了观测系统的可行性。观测结果进一步表明剖面声呐观测系统可以用于海底微地貌的观测研究。     

深埋长引水隧洞对电站下游水温的影响

引水式水电站深埋长引水隧洞对电站下游水温的影响直接关系到下游水生物生境.采用k-ε模型,结合能量传输方程建立了引水隧洞三维水温预测模型,并在利用原型观测资料验证模型的基础上,对拟建的锦屏二级引水隧洞的水温进行了预测.预测结果表明,由于雅砻江上拟建的锦屏二级隧洞洞径与过流量较大,水流在隧洞内滞流时间短,水温升高不明显.由于模型采用隧洞实际空间布置数据,建立包括混凝土衬砌区域在内的三维空间计算域,同时考虑温度场与流场的相互影响,实现了对温度场的精确模拟,从而可为水电站设计和水生物保护提供科学依据.