复杂深海工程地质原位长期监测系统研发与应用

海底滑坡、浊流等深海底地质灾害严重威胁海洋工程安全,是国家深海开发亟待解决的风险问题。为避免深海海底地质灾害对海底工程造成危害,解决深海海底地质灾害监测预警的难题,我们研发了一套复杂深海工程地质原位长期监测系统。该系统通过声学、电阻率、超孔隙水压力等方法监测深海海底沉积物的物理力学性质变化,实现了对深海海底地质灾害的监测和预警。该系统主要包括海床基搭载平台、监测系统、通信控制系统、供电系统等。其中监测系统主要通过原位长期监测海底沉积物的电阻率、声学、超孔隙水压力等的变化来获取海底沉积物的物理力学性质变化;通信控制系统可以实现海底到海面,再到陆地的双向通信和数据传输。其中供电系统通过独特设计的海水电池工艺,可以满足该系统在海底长期工作一年的电量需求。复杂深海工程地质原位长期监测系统已完成了近海测试,并搭载“海洋地质六号”“东方红三号” “张謇号”等科考船在南海进行了多次远海海试,获取了丰富的实测数据。电阻率监测系统采用温纳法滚动测量,测得的水土界面位置平均电阻率为0.207 Ω·m。超孔隙水压力监测系统采用开放式结构的压差式光纤光栅孔压测量方法,监测到孔压观测的4个标志性阶段:(1)贯入过程引起的超孔隙水压力累计,峰值为34.942 kPa,历时0.182 h;(2)贯入完成后累积的超孔隙水压力衰减,衰减到9.973 kPa,历时为0.810 h;(3)环境应力引起的超孔隙水压力实时响应,超孔隙水压力的变化范围为8.327~14.384 kPa;(4)残余孔隙水压力平均值为11.150 kPa。声学监测系统采用两个一发三收模式,测量的海水平均声速为1 533 m/s,测量的海底沉积物自上而下的平均声速依次为1 586、1 587、1 784、1 735、1 831 m/s。复杂深海工程地质原位长期监测系统的成功研制将显著提升目前海洋工程地质原位长期观测的技术能力,解决复杂深海工程地质评价及地质灾害监测预警的技术难题。     

浙江省瑞安市耕作层土壤养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素

综合采用地统计学、GIS和传统统计分析方法,研究了瑞安市耕作层土壤9种养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素。结果显示,研究区耕作层土壤碱解氮呈西高东低的分布趋势,速效钾、有效硼、有效锰、有效钼、有效铜和有效锌呈西低东高的分布趋势,有效磷呈东西高、中间低的分布趋势,有效铁分布均匀;研究区中西部耕作层有效硼较缺乏,东部碱解氮较缺乏,中部有效磷较缺乏,其他地区9种养分元素有效态含量均达到中等以上;半方差函数分析显示有效锰和有效铁为强空间相关性,碱解氮、速效钾、有效磷、有效钼、有效铜和有效锌为中等空间相关性,有效硼为弱空间相关性。研究认为,中性或是弱碱性、含盐量较高且阳离子较活跃的土壤环境有利于速效钾和有效硼富集,酸性或弱酸性和有机质含量较高的土壤有利于碱解氮和有效铁富集;速效钾、有效钼、有效硼、有效铜和有效锌含量的控制因素相似,主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素和施肥、耕作等随机性因素的双重影响,而碱解氮、有效铁、有效磷和有效锰的含量分布主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素的影响。     

柴北缘东段及周缘侏罗系发育特征及其对构造活动的响应

为研究柴北缘东部及周缘侏罗系发育特征及其对构造活动的响应,笔者等基于柴北缘东段红山、霍布逊及德令哈凹陷侏罗系野外地质调查,通过地层接触关系追踪、二维地震资料解释以及岩性岩相突变特征分析,同时与中国西北地区其他典型的盆地侏罗系发育特征进行对比分析,研究表明,在中国西北多个板块的相互作用的构造背景之下,柴北缘东段燕山期构造运动Ⅰ幕发生在早—中侏罗世,以古地理与古构造环境较为均一、发育粗碎屑凹陷、每个凹陷内具有幕式沉积充填特征,与中国西北其他盆地对比,此幕构造运动波及面大,但强度较弱,推测与中国西北周边各板块碰撞造山之后的伸展作用相关;燕山期构造运动Ⅱ幕发生在晚侏罗世—早白垩世,此幕构造运动导致古地理与古构造环境向新的环境转变,以中—上侏罗统之间的角度不整合、白垩系及晚侏罗统的残缺不全为特征,推测与拉萨地块与欧亚板块碰撞以及蒙古—鄂霍茨克洋的关闭及Kolyma—Omolon地块的碰撞有关。     

甘肃敦煌盆地侏罗纪原型盆地性质与沉积环境演化

为研究敦煌盆地侏罗纪原型盆地性质及沉积环境演化,本文利用地震资料、航磁资料、野外地质考察资料、同位素定量测年数据,基于前人在阿尔金断裂系构造理论成果,对敦煌盆地基底岩性组成、深部动力学背景、盆地发育时限和盆地性质做了系统研究,认为敦煌盆地与塔里木盆地、柴达木盆地、酒泉盆地的前侏罗纪基底组成不相同,是一个相对独立的盆地。敦煌地块的南部边界为红柳沟—拉配泉断裂,西部边界为民丰—且末断裂带,阿尔金主断裂为敦煌盆地的东部边界。三危山断裂是分割敦煌盆地南北凹陷的控凹断裂,民丰—且末断裂、红柳沟—拉配泉断裂、阿尔金主断裂是控盆断裂。青藏高原南缘的北向超深俯冲、北缘陆内南向的浅俯冲、深部地幔羽结构等多元驱动机制导致敦煌地块显生宙以来大部分时间处于隆升剥蚀状态,很少接受沉积,至侏罗纪塌陷形成敦煌湖盆。敦煌盆地在三叠纪和晚侏罗世—早白垩世青藏高原两次重大的碰撞造山之间的松弛拉张期形成了侏罗纪沉积盆地。敦煌盆地发育经历3个阶段：早侏罗世填平补齐阶段,中侏罗世断陷阶段和晚侏罗世坳陷阶段,其中中侏罗世断陷阶段为主成盆期。     

陕西省地理国(省)情监测试点中的“陕北―关中―陕南”自然区域划分研究与实现

在自然地理要素基础上对陕西省进行"陕北―关中―陕南"的自然区域划分,是陕西省地理国(省)情监测试点首要解决的问题之一。根据地域分异规律将陕西省划分为3个自然区,详细论述陕西省的自然区域划分以水文地貌关系为依据的可行性,明确划分出"陕北―关中―陕南"的自然区划界限,并从划分结果的区域形状、位置、特征统计参数和区域要素特点等方面,论述区域划分方法和结果的合理性。这不仅对陕西省地理国(省)情具有认识意义,而且是陕西省地理国(省)情监测成果的区划统计支撑,可以作为宏观把握社会、人口、经济等要素区域差异的基础数据,因而也具有重要的现实意义。     

南疆盆地1 96 1—2005年气温变化特征

通过对新疆南疆盆地近45a气温变化特征分析,发现南疆盆地年平均气温在1989年开始发生暖突变。从1980年代末夜间温度开始异常升高,白天温度也随之升高,从而导致南疆盆地整体温度异常暖突变。最高、最低气温和气温日较差的变化具有明显的季节差异。在各个季节中,秋季和冬季温度的异常偏暖对年平均温度异常暖突变的贡献最大。在各种温度升高过程中,升温幅度最大的是最低气温,而最高气温的升温幅度远小于最低气温,从而日较差表现为减小的趋势。     

夏季金塔绿洲近地层通量足迹及源区分布特征分析

选取2005年5月24日～6月18日在金塔开展的"绿洲系统能量与水分循环过程的观测实验"中的3层CSAT3的实验数据,应用Schmid的FsAM(The Flux-Source Area Model)模型,分析了不同观测高度的通量贡献源区分布以及观测高度对通量贡献源区分布的影响,同时分析了不同大气层结条件下源区的分布以及稳定度对通量贡献源区分布的影响.结果表明,稳定条件下的通量贡献源区大于不稳定条件下的通量贡献源区,并且随着观测高度的增加通量贡献源区会显著增大.     

东昆仑祁漫塔格地区野马泉铁铜矿床地质特征及成因探讨

前人认为野马泉铁多金属矿属矽卡岩型,笔者首次在野马泉矿区发现在矿体的顶部有喷流岩——紫红色碧玉岩出现,证明在野马泉矿区曾发生过海底喷流成矿作用。通过分析对比,认为该区早期为喷流沉积成矿作用,晚期为矽卡岩成矿作用,也就是说野马泉铁铜矿床的成因应为喷流沉积+矽卡岩型。对于在该区找矿有重要的理论意义。     

深圳抽水蓄能电站区域构造稳定性评价

在深圳抽水蓄能电站区域地质构造背景分析的基础上 ,认为深圳大断裂和横岗—盐田断裂是控制电站场址区域构造稳定性的重要断裂 ,挽近期以来活动较明显 ,但全新世或晚更新世以来趋于稳定 ,对本电站场址构造稳定性没有构成威胁。同时 ,对地震危险性进行了进一步研究分析 ,并综合评价了场址区的构造稳定性问题。根据地震危险性分析结果以及未来 5 0年 10 %概率烈度计算值 ,本场址基本烈度为Ⅶ度 ,本工程场地可按Ⅶ度抗震设防。     

Hard state of the urban canopy layer turbulence and its self-similar multiplicative cascade models

It is found by experiment that under the thermal convection condition, the temperature fluctuation in the urban canopy layer turbulence has the hard state character, and the temperature difference between two points has the exponential probability density function distribution. At the same time, the turbulent energy dissipation rate fits the log-normal distribution, and is in accord with the hypothesis proposed by Kolmogorov in 1962 and lots of reported experimental results. In this paper, the scaling law of hard state temperature n order structure function is educed by the self-similar multiplicative cascade models. The theory formula is Sn = n/3μ{n(n+6)/72+[2lnn!-nln2]/2ln6}, and μ Is intermittent exponent. The formula can fit the experimental results up to order 8 exponents, is superior to the predictions by the Kolmogorov theory, the β And log-normal model.