土地利用变化对流域生态需水的影响分析

人类对流域生态系统的干预,导致季节性淹没区减少,天然湿地丧失,生态环境的恶化和生物多样性锐减,土地利用方式发生了剧烈变化。以流域整体性理论、物种多样性理论、物种耐性理论和景观生态学理论为基础,分析了土地利用方式对生态需水的影响。结果表明,河岸天然植被生态系统通过削减洪峰、增补枯水和截留污染物的作用,来影响流域的水量分配和水质改善,使流域受水分不足威胁的程度降低,即在更大的时间与空间尺度上,保证了流域对生态水的需求。因此,为了流域生态系统的可持续发展,应采取保护湿地、河溪森林植被、水陆交错带等合理的土地利用方式。     

中国人口和富裕对环境的影响

辨明人类活动各因素对环境影响作用的大小,并依此找寻发展的对策是当前可持续发展研究的核心问题之一.分析了IPAT等式在分解环境影响中人文因素的作用;采用生态足迹作为环境影响的测量指标,利用STIRPAT模型,以1999年中国各省市的截面数据为例,分析了人口数量、富裕程度、现代化及经济区位和自然区位对环境影响的具体作用,并在此基础上探讨了中国各省(市)的技术生态效益.结果表明:人口数量是当前环境影响的一个主要驱动因子,环境影响与人口数量近同比例变化,富裕程度或现代化程度增加也将加剧人类对环境的影响.在观测数据范围内,分析结果不支持存在环境Kuznets曲线的观点.最后分析讨论了不支持存在环境Kuznets曲线的原因及STIRPAT模型的优缺点,并指出社会适应性能力可作为下一步深入研究的方向.     

南方多沙河流水沙演变特征及水库的影响分析

以我国南方一多沙河流控制性水文站1959~2010年共52年的实测水沙资料为基础,运用Mann-Kendall法、变差系数、类比法和灰色系统理论等分析了该河的水沙演变特征及其梯级开发的影响。结果表明:①该河的水沙演变特征具有明显的年代际差异;在梯级开发前水沙均呈上升趋势,在梯级开发建库后呈下降趋势;输沙量的变化较径流量的变化显著。②水沙变化呈正相关关系;梯级开发后径流量和输沙量都明显小于梯级开发前;在1986年和2008年水沙关系有较明显的变化。③梯级开发会使径流量和输沙量减少;梯级开发是该河2008年水沙关系发生变化和输沙量明显减小的主要原因。     

断裂带土中氡浓度影响因素分析及特征曲线应用

土壤中的氡气（Rn）是研究断裂的一个有效手段,通过氡浓度变化曲线可以大致确定断裂带的位置、范围和产状等。一般而言,断裂带上方呈现Rn峰值异常,远离断裂带逐渐衰减至正常水平。土壤中氡浓度变化取决于断裂的规模、倾角、岩性、破碎带宽度、充填物透气性、覆盖层、地下水、稀释效应和放射性平衡等因素。     

典型工业化国家SO2排放影响因素分析及其对中国的启示

通过美国100年来SO2排放趋势分析, 对比日本、英国的相关数据资料, 发现SO2的排放与能源消费、经济发展、环境政策以及环保技术进步密切相关: 经济结构的转变和能源结构的调整是SO2减排的关键因素, 环保政策和技术进步是SO2减排的主要驱动力。典型国家SO2排放强度曲线均呈倒“U”型, 符合环境库兹涅茨曲线。SO2排放的拐点美国在人均GDP15000美元, 日本和英国在人均GDP9000～10000美元; 三个国家人均SO2排放强度的拐点在人均GDP5000～7000美元, 目前中国已经越过人均SO2排放的顶点。在此基础上本文提出了中国进一步减排SO2的建议。     

密度及水分状态对黄土状粉土变形特征的影响

以三门峡地区黄土状粉土为研究对象,通过控制重塑土样的干密度及含水率制备不同状态下的试样,在非饱和土三轴仪上采用不固结不排水试验法,对试样进行试验。试验结果表明:试样的密度及水分状态对土的应力-应变曲线特征有着重要影响,在不同干密度及含水率下分别出现应力软化和应力硬化两种曲线形态;试样的破坏偏应力随干密度的增大而升高、随含水率的降低而升高,含水率为7%时候的破坏偏应力是含水率13%的2倍左右;非饱和状态下,试样的剪切破坏面以单一及双剪切面为主,且在一定含水率下,试样的破坏变形形态会随干密度的不同而出现剪胀和剪缩两种现象。     

新疆典型盐渍土特征及腐蚀性对输气管道工程的影响研究

新疆煤质气管道沿线经过的新疆、甘肃等地区分布着大量的盐渍土,盐渍土的盐胀和腐蚀作用通常会导致输油输气管道发生变形甚至泄漏。因此查明盐渍土地区成因、结构特性以及对管道的腐蚀,进而提供有效的防治措施,是管道建设当前和未来发展的一个关键问题。本文主要对研究路线上盐渍土的分布、成因与微观结构进行分析,结合盐渍土对输气管道的腐蚀性室内试验研究,分析腐蚀形貌和腐蚀速率。结果表明：X80钢在盐渍土模拟溶液中发生了严重的全面腐蚀,伴随着局部的点蚀;4组试样都在腐蚀初期产生最大腐蚀速率,腐蚀速率随着温度的适当升高而加快;随着腐蚀时间的延长,模拟溶液对X80钢的腐蚀速率会逐渐下降。本文综合新疆煤制气管道沿线典型盐渍土,研究盐渍土腐蚀性对管道的影响作用,为管线建设和运营提供一定的现实依据。     

渗流作用下黄土含水率变化特征及对隧道工程的影响

富水黄土隧道施工开挖后含水率增加对隧道工程施工影响较大,前人建立了多种以黄土含水率为指标的工程措施判别标准,但对于黄土含水率的变化原因及时空变化特征缺乏系统研究。银西高铁驿马一号隧道不同工况下含水率的变化特征表明,自然渗流状态下隧道洞身黄土含水率平均为25.9%,局部为软塑;施工排水阶段受渗涌水影响,黄土含水率平均上升到31.3%,下拱腰上升到32.2%,引起了隧底软化、掌子面滑塌失稳、围岩稳定性变差等问题;采取地表降水后,黄土含水率下降为25.4%,改善了黄土的物理性质,确保了隧道施工安全与进度;水位恢复后,黄土含水率平均上升到29.4%,拱顶与上拱腰变化较小,下拱腰达到了37.2%。研究认为地下水渗流变化将使得隧道洞身黄土含水率变幅达15%～33%,通过控制地下水渗流作用可以达到隧道安全施工的目的。     

竖向应力及干密度对砾石土土-水特征曲线的影响研究

利用SWC-150 Fredlund土-水特征曲线压力仪,对不同干密度的砾石土进行不同竖向应力作用下的土-水特征试验,探讨了干密度和竖向应力对土-水特征曲线(SWCC)的影响。采用Fredlund & Xing三参数模型对试验所得的土-水特征曲线进行最小二乘法拟合,获得了土-水特征曲线的模型参数,并探讨了其变化规律。随着竖向应力及干密度的增大,模型参数n增大,m减小。除吸湿阶段拟合参数a随干密度略微减小外,其余情况a随竖向应力和干密度密度的增大而增大。结合土-水特征曲线拟合函数,分析研究了竖向应力和干密度对土-水特征曲线的进气值或进水值以及斜率的影响规律,提出了土-水特征曲线的进气值或进水值以及过渡段斜率与竖向应力和干密度的定量关系。结果表明：进气值或进水值与竖向应力和干密度呈线性关系,但吸湿阶段的进水值随干密度变化不明显;土-水特征曲线的斜率与竖向应力呈双曲线关系,与干密度呈直线关系。     

煤体结构对煤层气吸附-解吸及产出特征的影响

煤的孔隙、物理化学结构差异对煤层气的吸附-解吸及产出特征有巨大影响。基于对不同煤体结构煤的孔隙、结构、力学性质的认识,利用现场实测资料,分析了煤体结构对煤层气产出的影响。结果表明：构造变形使煤的孔容和比表面积增大,吸附能力增强。含气量和损失量呈正相关关系;在含气量相同的情况下,逸散速率相对大小依次为：原生结构煤<碎裂煤<碎粒煤<糜棱煤。原生结构煤和碎裂煤的临界解吸压力大于糜棱煤。在0~45 min、45~95 min、95~185 min,平均解吸速率关系为：原生结构煤<碎裂煤<糜棱煤,而在185~485 min内,平均解吸速率关系反生改变,即：糜棱煤<原生结构煤<碎裂煤。在含气量大致相等时,原生结构煤和碎裂煤的解吸量及解吸时间明显大于糜棱煤。     

颗粒粒径对滑坡碎屑流动力特征及能量转化的影响——以四川省三溪村滑坡为例

滑坡碎屑流的能量演化机制涉及复杂的碰撞、摩擦和能量转化,对滑坡灾害的防治具有重要意义。以四川省三溪村滑坡为例,采用离散元法建模,研究了不同土颗粒粒径下滑坡的运动堆积特征、能量演化过程及其对建筑物的影响。结果表明,在不同粒径条件下,滑坡的堆积特征变化不大,但它们对能量转换和建筑物的冲击力有显著的影响。粒径越大,滑坡启动速度越快,峰值动能速度越高,碰撞耗散能量越大,摩擦耗散能量越少。粗粒土中颗粒间距越大,颗粒间的碰撞效应越明显,有利于能量传递,因此,对房屋的冲击力越大。因此,在模拟过程中不能忽视颗粒粒径对滑坡碎屑流动力学特征的影响。这些研究结果揭示了不同粒径土粒在滑坡运动过程中的能量演化机制,为能量演化对建筑冲击的影响提供了初步的认识,可为滑坡碎屑流的防治提供指导依据。     

引黄入晋工程大梁水库坝基黄土湿陷变形特征及对工程的影响

引黄入晋工程大梁水库坝基存在大面积厚层上更新统（Q3）黄土。通过大量试验数据统计,湿陷起始压力、湿陷系数峰值的研究,以及不同埋深黄土微观结构的扫描电子显微镜研究,证实黄土的湿陷主要受架空孔隙的控制,随着土层埋深的加大,黄土结构逐渐由架空结构向局部架空或架空镶嵌型结构转变,因而湿陷性也逐渐减弱,为坝基黄土工程处理措施提供了依据。     

阿尔及利亚X区块泥盆系Siegenian组储层微观特征及成岩作用对其影响

通过岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、压汞分析及粘土矿物X衍射分析等资料,从储层的岩性、成岩作用、孔隙类型及影响孔隙结构的因素方面,对阿尔及利亚三叠盆地泥盆系Siegenian组储层的微观特征及成岩作用对其影响进行了研究。研究结果表明,该储层以石英细砂岩、粉砂岩为主,成分成熟度高。储集空间主要有原生粒间孔、粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔、胶结物内溶孔及构造裂缝6种,主要以次生溶蚀孔隙为主,且首次在研究区发现了石英溶蚀孔,并研究了碱性流体的来源。孔隙结构以细孔、细喉-微喉型为主,少量中孔细喉型和微孔微喉型。成岩作用类型多样,在区内发现了碱性溶蚀作用。成岩作用对储层发育具有重要的影响,压实、胶结作用是导致孔隙度和渗透率降低的主要因素,溶蚀作用是区内储层改善的最重要的成岩作用类型。X区块勘探程度低,明确其储层微观特征有利于X区块的进一步勘探开发。     

辽河西部凹陷西斜坡沙四段储层特征及成岩作用对其影响

通过对岩石薄片及铸体薄片的观察和分析,结合大量物性及压汞分析资料,对辽河西部凹陷西斜坡沙四段砂岩储层的岩石学特征、成岩作用及储层物性特点进行了研究。结果表明,研究区岩石类型以长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,常见压实、胶结、交代、溶蚀、蚀变等成岩作用类型;常见孔隙类型有原生粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔等,其中粒间扩大孔隙最常见;孔隙结构主要为细-中孔细喉型,储层类型主要为中孔低-中渗型,储层物性较好。主要分析了成岩作用对储层发育的影响,压实和胶结作用对储层具有破坏性作用,溶蚀作用对改善储层物性具有建设性作用。溶蚀作用形成的粒间溶孔、粒内溶孔、粒间扩大孔及超大孔隙对储层的贡献最大,形成了中-粗孔、中-高渗型优质储层。900~1 900 m和2 300~2 900 m深度段为孔隙度和渗透率异常带,带内溶蚀作用发育,在其中寻找有利的储层应当成为下一步勘探的重点目标。     

襄樊膨胀土的矿物成分及化学特征对其胀缩性能的影响研究

本文以工程实例研究了膨胀土的矿物成分及化学特征对膨胀土胀缩性能的影响，认为蒙脱石含量及阳离子交换容量（CEC)是影响膨胀土胀缩性能的主要内在因素。而蒙脱石含量的增长将引起膨胀土自由膨胀率的线性增长，同对从矿物微观结构方面说明了其影响机理。     

日本MW 9.0级地震对中国华北东北大陆主要活动断裂带的影响及地震危险性初步探讨

根据美国地质调查局USGS发布的有限断层模型,利用线弹性有限元数值模拟方法,反演了2011年3月11日日本MW 9.0级地震在中国华北东北大陆近地表产生的同震水平位移场及同震应力场;在此基础上,计算了日本大地震引起我国华北东北大陆内主要活动构造带的静态库仑破裂应力变化,进而探讨其对华北东北地区地震活动的触发效应。结果表明：(1)日本大地震在华北产生向东的水平位移,由东往西逐渐减小,最大水平位移分布在山东半岛及江苏北部等地,约12 mm;在东北产生SESEE向的水平位移,最大水平位移分布在吉林东北部,约为30 mm;模拟水平位移与GPS观测结果基本相符。(2)日本大地震在我国华北东北大陆近地表产生的同震应力变化主要是水平的,铅直方向应力变化量为0～0.085 kPa,近似为0。两个同震水平主应力中,同震最大水平主应力既有压应力也有张应力,量值为0～0.75 kPa,从东北到华北,其方向逐渐由NE→NNE→近SN转为NNW向;同震最小水平主应力为张应力,量值为0～3.20 kPa,从东北到华北,其方向逐渐从NW→NWW→近EW转为NEE向;总体上,此次日本地震的同震应力效应虽会对华北东北大陆现今构造应力场产生一定的影响,但影响程度很弱,并不会改变区域现代构造应力场分布格局。(3)华北东北大陆内主要活动构造带上的库仑破裂应力变化大部分为正值,但其值均不超过1 kPa;其中,郯庐断裂带中、东北段和密山-敦化断裂带中、东北段库仑破裂应力增加值最大,约为0.5～0.8 kPa;日本大地震对中国华北东北地区地震活动起加速触发作用,但程度有限,即便如此,继续并深入研究其引起中国华北东北大陆主要活动构造带库仑破裂应力变化及地震活动危险性分析,对区域防震减灾工作仍有重要的意义。     

前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常对中国东部春季极端降水频次的可能影响及预测价值

本文研究了前期冬季北极海冰与中国东部春季极端降水频次的联系及其可能机制,并进一步探讨了海冰异常信号对极端降水的预测价值。结果表明,前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常与中国东部春季极端降水频次经验正交分解第一模态(EOF1)之间存在密切联系。当前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常偏多时,冬季大气环流呈现出类北大西洋涛动(NAO)正位相的异常分布,并伴随经向的北大西洋三极型海温异常。该海温异常可以从冬季持续到春季,进而激发出从北大西洋到欧亚中纬度的纬向遥相关波列,在东亚地区引起气旋型环流异常。该气旋型环流异常会引起中国东部地区湿度显著增加,上升运动增强,从而为该地区极端降水的发生提供了有利的背景条件。相反,当前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常偏少时,其滞后引起的春季环流异常则不利于中国东部地区极端降水的发生。进一步的交叉检验结果表明,前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常信号对中国东部春季极端降水具有重要的预测价值。     

中国大陆科学钻探主孔540-600m榴辉岩中赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构的特征及对榴辉岩折返动力学过程的意义

在中国大陆科学钻探主孔540-600m榴辉岩中集中发育了一种具特殊出溶结构的不透明金属矿物——具高度精细共生结构的赤铁矿-钛铁矿固溶体。在这段榴辉岩中，这种固溶体少部分以细小圆粒状包裹体分布于单斜辉石和石榴石内部，大部分则呈海绵陨铁状充填于单斜辉石和石榴石空隙之间。出溶分多个不同的期次，相对粗粒的赤铁矿质钛铁矿和钛铁矿质赤铁矿出溶片晶中又包含有更细粒的出溶片晶，在次一级的赤铁矿质钛铁矿域出溶钛铁矿质赤铁矿，同时在钛铁矿质赤铁矿域又出溶赤铁矿质钛铁矿，出溶片的大小可以从毫米级一直变化到纳米级，以至于很难测到纯的端元组分。出溶片在单个颗粒中按照平行（001）的方向定向排列，但在整个样品中则没有规律。出溶片中钛铁矿的摩尔百分数从23．80变化到89．84，反映了从不具明显磁性的赤铁矿和钛铁矿端元组分向具有强磁性的出溶体演化的过程。这样的出溶过程需要一个缓慢降温的环境，说明在超高压地体快速折返的整个过程中可能存在一个近等温降压或滞留在高温状态下（近等温等压）的阶段。这种固溶体在矿物的磁性特征方面十分特别：（1）可以包含异常强且稳定的天然剩磁；（2）所保存的剩磁即使在强的退磁磁场中也不会消退；及（3）能引起区域上显著的磁异常。因此，这种固溶体可能是导致CCSD主孔540～600m段榴辉岩较高磁化率、区域高度航磁异常及高度V、Ti异常的主要因素。赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构在540～600m岩性段集中分布的现象与这一岩性段在各方面均有异常表现的奇特现象相吻合，结合前人的研究，认为赤铁矿-钛铁矿固溶体的成因与导致这段岩性段各种异常的成因有着直接的联系。赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构的出溶成分和所具磁性强烈依赖于榴辉岩温压条件的变化特征，对它的继续深入研究，将会为精确限定苏鲁超高压变质带变质岩石形成中的温压变化，解释CCSD主孔附近区域的磁性异常及钒钛矿的勘探等问题起到重要的指示作用。