2005年度地理学基金项目评审及成果分析

介绍了国家自然科学基金2005年度地理学项目受理、评审与资助的总体情况;分析了2005年在研的地理学基金项目执行情况,着重剖析了2002年批准项目的成果产出数量与水平;阐述了2004年底结题的地理学基金项目取得的突出进展。     

淡水文石珍珠可溶性有机质对CaCO3结晶的影响

以浙江诸暨淡水文石珍珠为实验原料,提取文石珍珠中的两种基质蛋白--酸可溶蛋白(ASM)和水可溶有蛋白(WSM),并分别将其制备成一系列不同浓度的基质蛋白溶液.利用上述两种不同浓度的可溶性有机基质溶液采用扩散法开展了碳酸钙的体外模拟矿化实验,探讨两种可溶性有机质的浓度在控制CaCO3结晶方面的作用.通过扫描电子显微镜及显微共聚焦拉曼光谱等方法对体外模拟矿化结果进行了观察和分析.结果表明,酸可溶蛋白对碳酸钙晶体的形貌和尺寸具有明显的调控作用,而对晶型无影响,不同浓度的酸可溶蛋白对碳酸钙晶体形貌影响差别不大,对尺寸的影响略有不同;水可溶蛋白对碳酸钙晶体的晶型、形貌及尺寸均有显著影响.不同浓度的水可溶蛋白对碳酸钙晶体的形貌和尺寸影响较大,对晶型有一定的调控作用.     

坝体填筑料压缩特性及影响因素分析

堆石料的压缩性直接关系工程的安全问题,对某一抽水蓄能电站坝体填筑料开展多组大型侧限压缩试验,结果表明,堆石料的压缩模量较大、压缩指数很小。只有在应力超过颗粒破碎应力以后堆石料压缩曲线才会发生较大程度的下降,且认为颗粒破碎应力是堆石料发生弹塑性变形的转折点,对于不同初始孔隙比的同一种堆石料,在极高的应力状态下它们的压缩曲线会聚到唯一的极限压缩曲线LCC。压缩曲线中堆石料的卸荷回弹量非常小,表明其是弹性变形。不论何种加载路径材料的初始级配决定了堆石料的最终压缩状态,且随着母岩强度的增加、初始孔隙比或者泥岩含量的减小堆石料的压缩性减小。     

美国的震磁观测与研究

美国地质调查局(USGS)与各有关大学,在美国西部、特别在圣安德列斯断层及其临近地区布设了包括地磁在内的地球物理观测网,用以监测该地区的地震活动。地磁观测资料的分析结果显示:5.2~7.3级地震,在离震中3~50 km的观测点与台站上,得到地磁总强度的变化异常幅度为0.3~6 nT。震磁研究结果表明:某些地震存在震磁前兆信息,因此震磁效应的观测研究是探索地震预测的一种手段。深入分析了2004年9月28日帕克菲尔德6.0级地震前后7个台站的地磁数据,结果表明:该地震的同震震磁效应为-0.4~0.3 nT,这是由压磁机制引起的;而该地震较长时间的震磁异常为-5.0~1.0 nT,该异常与局部地质构造及其活动、应力变化状况、地下介质的电磁性质等因素有关。     

上海地铁一号线人民广场振动测试与分析

对上海地铁一号线人民广场站区间隧道进行振动测试,结合轨道加速度测试数据及车辆体系振动方程,建立地铁列车振动模拟荷载的数定表达式,并将荷载作用于FLAC3D数值模型上,分析地铁引起的地面振动响应。通过对比不同工况的数值分析结果,研究振动波在地表的传播规律,并讨论了隧道埋深对地面振动的影响,分析了不同频率的简谐地铁激励荷载引起的地面振动的衰减规律。     

中国东北-华北地区地壳厚度与泊松比及其地质意义

本文通过收集和综合分析已有的接收函数H-k研究结果,给出了中国东北-华北地区的地壳厚度与波速比/泊松比分布图.本研究表明该区地壳最薄的地方出现在松辽盆地和华北平原地区（28~35 km）;大兴安岭、燕山-太行地区的地壳厚度介于36~45 km范围,其中燕山造山带地壳厚度由东向西逐渐增加;而最厚的地方则出现在鄂尔多斯盆地西南缘（~55 km）.研究区平均波速比为1.76±0.05,较全球大陆平均值明显偏高,这可能与中、新生代以来该区显著的岩石圈减薄与破坏过程相关.其中地壳波速比最高的地方出现在山西地堑、长白山、大同-张家口等新生代火山区,意味着这些地区可能具有较高的地壳温度或存在广泛的壳内部分熔融.本文研究显示,大兴安岭造山带地区地壳厚度与波速比/泊松比成负消长关系,推测大兴安岭在形成过程中,地壳的增厚以长英质上地壳增厚为主.与大兴安岭地区不同,松辽盆地及周边地区地壳厚度与泊松比没有明显的相关性,表明松辽盆地可能具有复杂的形成与演化过程.     

气温气压与断层气氡浓度短期变化的相关性分析

以嘉峪关断层气氡为研究对象, 利用气氡和气温、 气压的日值, 通过计算气温气压与气氡浓度的相关系数, 分析了气温和气压对断层气氡浓度短期变化的影响. 结果显示, 气温和气压对气氡浓度的短期影响显著, 其表现为既具有相似性特征, 又存在明显的差别: ① 在对气氡浓度的影响程度上, 气压明显大于气温. ② 气温和气压对气氡浓度的影响均具有明显的滞后效应, 如离取样时间最近的0—8时, 它们对气氡浓度的影响均逐渐减弱, 但气温对气氡浓度的影响于7时达到最低, 8时仍在低位变化; 而气压对气氡浓度的影响则在8时达到最低值. 9时气温和气压的影响都出现快速上升, 之后气压对气氡浓度的影响表现为波动缓慢上升变化, 18—19时达到最高值; 9时之后气温对气氡浓度的影响则表现为波动缓慢下降变化. ③ 不同月份气压和气温对气氡浓度的影响也存在明显的差异. 气压的影响具有很好的规律性, 1—4月为高影响状态, 5月份开始出现快速下降变化, 8月份达到最低值, 9月份略有回返, 10—12月又达到了全年的最高值; 而气温对气氡浓度的影响除3月份和4月份比较高之外, 其它月份都在低值变化, 并且差别不大. ④ 对震例的分析结果表明, 嘉峪关气氡浓度大幅正突跳变化不具备预报地震的能力.      

我国大陆地下水封洞库库址区地应力场分布规律统计分析

收集我国大陆地区湛江、黄岛、烟台、惠州、锦州、大连等在建和已建的地下水封洞库工程区76组地应力测试数据,建立了我国地下水封洞库库址区水平主应力 、垂直主应力 及侧压比k随埋深的分布图,参照Hoek-Brown方法对地应力特征进行回归分析。结果表明,我国大陆地区地下水封洞库库址区浅部地应力总体上随埋深H增大而增大,垂直主应力 与H线性关系良好,应力变化梯度略小于Hoek-Brown关系式中的0.027;最大主应力 及最小水平主应力 整体上随深度增大而线性增大,散点主要分布在一个倾斜的平行带内;(3) 侧压比k在H＜200 m范围内分布较为分散,在H ＞200 m范围内较为集中,且侧压比分布包络线位于Hoek-Brown包络线之内,与全球地应力分布规律较为接近。研究分析和总结了我国地下水封洞库库址区建库深度范围内地应力场分布规律,对我国石油（气）战略储备的规划布局、建设和发展具有一定参考价值。     

孔隙分布分形维对多孔材料抗压强度的影响研究

建立了4组不同孔隙分布形式的多孔材料模型,在考虑孔隙分布范围和密度的基础上计算其孔隙分布分形维数,并利用假三维数值试验的方法获得了相同初始强度、不同孔隙度和孔隙分布形式试样的抗压强度。数值试验结果表明,除了孔隙度较小和孔隙分布分维数较大的试样破坏形式基本满足45° 破裂角的规律以外,该分维数较小的试样均呈现出不对称的斜截面破坏;在孔隙度相同的情况下,该分维数越大,样品的抗压强度越高;通过推导假三维情况下材料孔隙度与抗压强度的理论关系发现,该分维数越大,样组的抗压强度随孔隙度增大而衰减的速率越慢;根据损伤力学模型对试样的抗压强度进行预测分析发现,当样组的该分维数较大时,该模型能够较准确地预测多孔材料的抗压强度,而当样组的该分维数逐渐减小时,损伤力学模型的精度也逐渐降低。上述规律是由孔隙分布分维数越小、孔隙分布越不均匀、试样中应力集中的累积效应越显著的原因而造成的。     

低纬南北风指数在广西暴雨预报中的应用

利用EC风场资料设置低纬南北风指数,探讨和建立广西暴雨预报指标。采用离散格点坐标方法,对1970-2009年1115次锋面过程分析,整理出全区性暴雨事件发生时对应的南风指数和北风指数、全区性暴雨事件不发生时对应的南风指数和北风指数,由此计算得到全区性暴雨事件发生的概率（等值线）随南风指数和北风指数的分布,再通过经验订正,归纳出广西全区性暴雨开始时间、暴雨落区、暴雨强度预报指标。经过对1970-2009年440次锋面暴雨过程检验,符合暴雨开始时间指标的过程比例为74．5％,符合暴雨落区指标的过程比例为75．9％,符合暴雨强度指标的过程比例为67％,均处于合理的范围,可以应用到暴雨预报业务中。