豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析

利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺度天气形势下,在日本海高压西伸及台风烟花(2106号)、查帕卡(2107号)西北行背景下,黄淮低涡外围加强北上的东南急流/偏南急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、能量条件,对流层中低层暖湿平流强迫、叠加地形影响的强动力辐合抬升作用及低空弱冷空气扩散南下是形成强降水的重要条件,而大气“强-弱-强-弱”的对流不稳定层结特征转化说明强降水过程中存在着两种互补的物理机制。不同阶段极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)对流系统的形态结构和发展演变特征不同,但从雷达回波的垂直分布来看,系统均具有“低质心”特征,质心强度≥55 dBz且≥50 dBz强回波垂直伸展至5～8 km、持续时间1 h以上。强降水对流系统在太行山前30 km左右范围内的后向发展特征明显,一方面与地面西行偏东风/东北风在太行山绕流作用下形成的地形辐合线不断南伸有关,另一方面也与强降水冷池效应促使...     

南亚热带富营养化抽水型水库轮虫的组成与动态

大镜山水库位于广东省珠海市,是一座供应珠海市和澳门特别行政区饮水的抽水型中型水库.抽水改变了水体的水动力过程以及水体生态系统的动态过程.为了解这一动态过程中轮虫的群落结构及环境冈子对轮虫的影响,于2005年1-12月,每月一次对该水库敞水区进行了采样调查.共采集到轮虫32种,其中,臂尾轮科12种,异尾轮科、腔轮科各有4种,它们主要是热带、亚热带地区的常见种和优势种类.热带龟甲轮虫(Keratella tropica)、对棘异尾轮虫(Trichocerea stylata)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、迈氏三肢轮虫(Filinia maior)、裂痕龟纹轮虫(Anuraeopsis fissa)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、剪形臂尾轮虫(Brachionus forficula)、卵形无柄轮虫(Ascomorpha ovalis)、敞水胶鞘轮虫(Collotheea pelagiea)和卜氏品囊轮虫(Asplanchna brightwelli)为优势种,这些优势种个体小、具有硬被甲.轮虫的多样性指数在0.29-0.81之间变动,与相同营养水平的湖泊相比,大镜山水库轮虫的种类数和多样性指数均较低,轮虫丰度和生物量的分布范围分别为21-1094ind./L和4.04-1127μg/L,高峰期均出现在2月和5月,二者具有相似的动态特征.轮虫个体的大小范围在50-620μm之间,轮虫种类和丰度的组成均以200μm以下的小型个体为主,如裂痕龟纹轮虫、角突臂尾轮虫等,轮虫生物量组成主要是以200-400μm的中型个体为主,如卜氏晶囊轮虫、萼花臂尾轮虫(Brachionus Calyeiflorus)等,温度、透明度、浮游植物生物量和蓝藻生物量是影响水库轮虫群落结构特征和动态的主要环境因子.     

我国水华蓝藻的新类群——阿氏浮丝藻(Planktothrix agardhii)生理特性

阿氏浮丝藻(Planktothrix agardhii)是水华蓝藻的重要类群,实验对我国不同省份分离到的5株阿氏浮丝藻生长速率、色素组成、光合活性参数进行了测定.结果表明分离于广州的HABll28叶绿素a(Chla)含量较低,藻蓝蛋白(c-Pc)比例和含量较高.电子传递速率(ETR)测定结果表明,HABIl28的ETR曲线较高,最大ETRme值也显著高于其余4株,高效的光能电子传递链弥补了光合色素Chla的不足,以致HABIl28保持了中性的生长速率.分离于武汉东湖的HAB631则与之正好相反,较高的ChLa受限于光能电子传递链的薄弱,生长速率表现较低.分离于北京、上海、昆明的3株藻株在各项生理指标上无显著差异.     

小白洋淀水-沉积物系统多环芳烃的分布、来源与生态风险

以端村小白洋淀为研究对象,利用GC-MS测定了6个样点水、悬浮物和沉积物中15种优控多环芳烃(PAHs)的含量,分析了其组成与来源特征,探讨了不同多环芳烃单体的生态风险,结果表明:(1)15种优控多环芳烃的总含量(PAH15),水相为40.1-74.0ng/L,算术均值51.0ng/L;悬浮物为2438.0-5927.0ng/g,算术均值4528ng/g;沉积物为466.9-1366.4ng/g,算术均值为755.6ng/g;与国内外有关研究相比,污染较轻,(2)三相中均以2、3环PAHs为主,其比例均高于80%;并且,从水相、悬浮物相到沉积物相,2环PAHs依次降低,3环、4环依次升高,高环检出率和含量也依次升高,(3)沉积物中多环芳烃的来源以生物质燃料(秸秆、薪材)和煤的燃烧为主,以液体化石燃料(汽油、柴油和原油)的燃烧为辅,(4)沉积物中的芴(FLO)、菲(PHE)含量在潜在生态风险效应区间低值(ERL)与中值(ERM)之间,其生态风险几率介于10%-50%之间;其他PAHs单体的含量均低于ERL,其生态风险几率均低于10%.     

太湖流域防洪工程建设及减灾对策

太湖流域是我国经济最发达的地区之一,近代几次大的洪涝灾害及其损失表明洪涝灾害是本区最主要的自然灾害。本文分析了近年来太湖流域水利工程建设的格局及其在防洪除涝过程中的作用,在总结以往治水的基础上,介绍了新形势下防洪水利工程和建设思路,提出流域减灾目标和应采取的减灾对策。     

复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟

盐岩在深部高温高压环境下具有很强的蠕变特性,在岩盐层钻井经常出现井眼缩径、卡钻等复杂事故。目前关于岩盐层井段安全钻进泥浆密度的计算方法主要适用于均匀地应力的情况,难以在非均匀地应力条件下应用。为此研究建立了三向地应力作用下盐岩和砂泥岩相互交错的复合岩盐层井眼蠕变缩径的三维有限元模型,并以塔里木油田羊塔克地区深井为例,研究了非均匀地应力条件下,复合岩盐层井眼随时间变化的蠕变缩径规律,得出了一定泥浆密度下岩盐层井眼在不同时刻的井径值。计算结果表明,安全泥浆密度有限元模拟值与羊塔克地区岩盐层井段实际采用的安全泥浆密度非常接近,验证了所建数值模型的合理性和计算结果的可靠性,研究成果为岩盐层井段的安全钻进提供了技术支撑。      

南极格罗夫山陨石的磁化率

我国在南极格罗夫山发现并收集到大量南极陨石,需要一种无损、快速简单的分类方法。陨石磁化率(χ)的主要贡献是其中的铁镍金属,因而有可能成为一种简便有效的分类参数。同时,磁化率是陨石的一个重要物理参数。我们在国内首次开展陨石磁化率的研究,通过对模拟陨石磁化率样品的测量,证明可以通过不同取向的测量平均,将样品的大小和形状等几何因素的影响减小在仪器的测量精度范围之内。完成了首批613块南格格罗夫山陨石的磁化率测量,除普通球粒陨石外,还包括火星陨石、灶神星陨石、碳质球粒陨石、中铁陨石、橄榄陨铁、橄辉无球粒陨石等特殊类型。根据质量磁化率,可以划分大部分H、L、LL群陨石。特别重要的是,磁化率对于划分非平衡的普通球粒陨石化学群提供了更为可靠的参数。格罗夫山H群陨石的磁化率分布与南极其他地区的陨石十分相似,二者相对降落型陨石均向低质量磁化率方向平移0.2（logχ, 10^-9m³/kg）,反映了风化作用对南极陨石磁化率的平均影响程度;格罗夫山L群陨石的质量磁化率分布同样较降落型陨石偏低0.2左右,但南极其他地区的陨石与沙漠陨石的磁化率分布相似,二者均更为离散和偏低,可能反映了不同的风化程度。     

西秦岭铧厂沟金矿床流体包裹体特征研究及矿床成因

铧厂沟金矿位于西秦岭勉略缝合带南侧,其产出受韧脆性剪切带控制,赋矿围岩为泥盆系细碧岩、凝灰质绢云千枚岩和灰岩。根据脉体穿切关系和矿物交代关系,可以将铧厂沟金矿分为早、中、晚3个成矿阶段。在铧厂沟金矿的石英中发育了CO₂-H₂O型、纯CO₂型、H₂O溶液型和含子矿物型四种类型流体包裹体。早期石英中原生包裹体主要是CO₂-H₂O型和纯CO₂型,其成分为CO₂+H₂O±N₂±CH₄±H₂S,均一温度集中在320~360℃,盐度为0.43%~5.14% NaCleqv;中阶段为主成矿阶段,该阶段石英中包含了所有四种类型的包裹体,其中H₂O溶液型包裹体占了大多数,CO₂-H₂O和水溶液包裹体均一温度集中在240~320℃,盐度为0.43%~11.19% NaCleqv;晚阶段石英仅发育水溶液型包裹体,具有较低的均一温度(118~228℃)和盐度(0.18%~6.59% NaCleqv)。根据CO₂-H₂O型包裹体计算主成矿阶段压力为70~195MPa,成矿深度为5~7km。总体而言,铧厂沟金矿的初始流体具有中高温、富CO₂、低盐度的变质流体特征,晚成矿阶段流体演化为低温、低盐度水溶液流体,流体的不混溶导致了主成矿期的矿质的大量沉淀,铧厂金矿为中浅成的造山型矿床。     

西秦岭新生代高钾质玄武岩流体组成及其地幔动力学意义

西秦岭新生代高钾质玄武岩是认识大陆碰撞俯冲体制下地幔流体组成及深部动力学的岩石探针。本文采用分步加热质谱法测定了西秦岭高钾质玄武岩中斑晶及基质的流体化学组成和碳同位素组成,结果表明流体组分在200~400℃、400~800℃和800~1200℃阶段性释出,以H₂O为主,其次为CO₂和SO₂,并含有相对较高的He含量。从橄榄石斑晶到斜长石斑晶和基质H₂O和CO₂逐步升高。橄榄石斑晶流体挥发份主要释气峰温度(900~1200℃)明显高于中国东部地幔捕虏体及其它地区超镁铁质岩体中的橄榄石,流体组份以SO₂和CO₂等氧化性组份为主,其CO₂的δ¹³C值(-26.21‰~-20.85‰,平均-23.32‰)和CH₄的δ¹³C值(-42.35‰~-38.17‰,平均-40.03‰)低于基质的δ¹³C_CO2值(-16.43‰~-11.67‰,平均-13.22‰)和δ¹³C_CH4值(-44.22‰~-34.03‰,平均-39.70‰)。基质中CO₂和CH₄碳同位素组成具有机质热裂解特征。原始岩浆的流体挥发份主要为SO₂、N₂和CO₂,可能起源于较深的混杂地幔源区、演化于高f_O2的环境。流体挥发份化学和同位素组成表明高钾质玄武岩浆挥发份中存在地幔和地壳来源组分,幔源岩浆上升演化过程中可能加入了大量的H₂O和CO₂等,可能存在碳酸岩岩浆的混合或岩浆穿透区域碳酸盐地层的混染;其中的再循环壳源组分可能为古特提斯洋闭合俯冲或其后华北克拉通与扬子克拉通碰撞相关的再循环壳源沉积物脱出的流体组分。     

处置库污泥工程特性测试研究

对某填埋场污泥库中取样的污泥进行了岩土工程特性测试,包括有机质含量、含水率、界限含水率、颗粒级配、渗透系数、压缩固结特性及抗剪强度等。试验结果表明,与常规淤泥相比,污泥库中经一段时间降解后污泥有机质含量及含水率较高,平均值分别为45%和520%;污泥在历时2 a的生物降解作用下,污泥含水率、有机质含量沿深度呈较为明显的减少趋势;污泥具有极高的压缩性,压缩系数a100-200高达7 MPa-1;污泥的固结表现为非线性大变形特性,其固结系数在10-5～10-6 cm2/s,比淤泥低1～2个数量级,固结系数随压力的增加而显著减少;污泥的抗剪强度参数较小,其黏聚力为0,内摩擦角为14.7°。有机质含量高是污泥高含水率、高液塑性指数、高压缩性,低渗透性、低固结系数及低抗剪强度的本质原因。以上成果可为污泥库的固化处置、稳定分析等提供必要的参数。