Classification of yearly extreme precipitation events and associated flood risk in the Yangtze-Huaihe River Valley

Fifty cases of regional yearly extreme precipitation events(RYEPEs)were identified over the Yangtze-Huaihe River Valley(YHRV)during 1979–2016 applying the statistical percentile method.There were five types of RYEPEs,namely Yangtze Meiyu(YM-RYEPE),Huaihe Meiyu(HM-RYEPE),southwest-northeast-oriented Meiyu(SWNE-RYEPE)and typhoon I and II(TC-RYEPE)types of RYEPEs.Potential vorticity diagnosis showed that propagation trajectories of the RYEPEs along the Western Pacific Subtropical High and its steering flow were concentrated over the southern YHRV.As a result,the strongest and most frequently RYEPEs events,about 16–21 cases with average rainfall above 100 mm,occurred in the southern YHRV,particularly in the Nanjing metropolitan area.There have been 14 cases of flood-inducing RYEPEs since 1979,with the submerged area exceeding 120 km~2as simulated by the Flood Area hydraulic model,comprising six HM-RYEPEs,five YM-RYEPEs,two TC-RYEPEs,and one SWNE-RYEPE.The combination of evolving RYEPEs and rapid expansion of urban agglomeration is most likely to change the flood risk distribution over the Nanjing metropolitan area in the future.In the RCP6.0(RCP8.5)scenario,the built-up area increases at a rate of about 10.41 km~2(10 yr)~(-1)(24.67 km~2(10 yr)~(-1))from 2010 to 2100,and the area of high flood risk correspondingly increases from 3.86 km~2(3.86 km~2)to 9.00 km~2(13.51 km~2).Areas of high flood risk are mainly located at Chishan Lake in Jurong,Lukou International Airport in Nanjing,Dongshan in Jiangning District,Lishui District and other low-lying areas.The accurate simulation of flood scenarios can help reduce losses due to torrential flooding and improve early warnings,evacuation planning and risk analysis.More attention should be paid to the projected high flood risk because of the concentrated population,industrial zones and social wealth throughout the Nanjing metropolitan area.     

基于沉积过程的数字岩石建模方法研究

本文提出模拟地层沉积及成岩过程的矿物沉积算法,建立数字岩石模型,并通过对比Micro-CT扫描图像和数值模型的局部孔隙度及平均渗流概率函数分布特征,评价建模的准确性.结果表明,由二维扫描提取的粒径信息作为输入参数,模拟矿物沉积过程建模得到的三维数字岩石模型,能够准确重构原始岩心的非均质性及渗流特性,成功应用于泥质砂岩、碳酸盐岩、页岩等存在多矿物或多尺度孔隙的数字岩石建模中.数字岩石物理是正在兴起的重要技术.数字岩石采用超高分辨率先进成像装备,采集和表征微纳尺度岩石结构,在岩石弹性、电性、核磁、渗流特性等数值计算中发挥重要作用.但是,由于三维直接成像在有限视域内难以表征足够的岩石非均质性,提取二维结构统计特征,利用统计或地质过程法重构具有代表性的三维岩石结构成为十分有价值的研究课题,而且,对业界大量存在的岩石薄片及电镜高清二维图像的深度开发应用也具有重要的现实意义.本文发展的新方法,复原沉积过程,较好地解决了孔隙尺度岩石物理定量研究中数值建模与理论计算的技术瓶颈.     

西太平洋俯冲板块对中国东北构造演化的影响及其动力学意义

中国东北地区在古生代期间以众多微陆块的拼合以及古亚洲洋的闭合为特征,其后又经历了中-新生代太平洋构造域及中生代蒙古—鄂霍茨克构造域的叠加与改造,以致东北地区的构造行迹显得极为复杂,而大兴安岭重力梯级带及其西部地区构造演化是否与西太平洋俯冲有关仍然存在争议.本研究利用分布于中国东北、华北地区以及韩国、日本等部分台网所接收的近震与远震走时数据获得了中国东北地区壳幔精细的三维P波速度结构.成像结果显示,太平洋板块持续西向俯冲,俯冲板片的前缘停滞在大兴安岭—太行山重力梯度带以东区域的地幔转换带之中;长白山火山区上地幔存在着显著的低速异常体,推测西太平洋板块的深俯冲脱水导致了上地幔底部岩石的熔点降低,从而形成了大范围的部分熔融物质上涌.通过分析上地幔的速度结构,我们认为由于太平洋板块的大规模西向深俯冲,在大地幔楔中发生板片脱水、低速热物质上涌等复杂的地球动力学过程;俯冲板片前缘带动上地幔中不均匀分布的地幔流强烈作用于上部的岩石圈,这对东北地区深部壳幔结构乃至大兴安岭重力梯级带的形成、演化有着重要的影响.     

大兴安岭西盆地群域构造与地球物理场综述

中国东北地区大兴安岭西侧盆地群包括漠河盆地、根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和二连盆地等,蕴藏着丰富的中、新生代油气资源.为研究该盆地群域古生代、中新生代构造演化,综合建立盆地群域地球动力学模型,补充东北亚构造演化理论,本文综述该盆地群域受控的区域构造与深部构造背景、盆地群构造特征与性质、主要控盆断裂特征、盆地群油气条件比较以及盆地群域已完成并取得重要结果的地球物理工作.归纳已有主要认识和研究结果:(1)对大兴安岭西侧的盆地群起构造控制作用的构造带包括蒙古—鄂霍茨克洋缝合带、西拉木伦河缝合带、黑河—贺根山缝合带、塔原—喜桂图缝合带、西太平洋板块俯冲带,以及额尔古纳—呼伦断裂和得尔布干断裂.(2)二连盆地、海拉尔盆地和漠河盆地的盆地构造轴向与蒙古—鄂霍茨克洋缝合带走向相关;而且三个盆地内的一级构造单元走向(隆起、坳陷和推覆带)也具有这类特点.(3)几个地学断面的综合地球物理研究表明,大兴安岭西侧盆地群岩石圈地幔厚度自北向南变厚,南部盆地基底与华北地台基底表现类似;盆地群基底电性结构因受到软流圈热物质作用可能在继续演化.(4)在盆地沉积地层方面,漠河盆地的下部是侏罗系陆相煤系地层,上部是白垩系火山岩地层;海拉尔盆地由下侏罗统的铜钵庙组、南屯组,上侏罗统的大磨拐河组和下白垩统的伊敏组共同组成扎赉诺尔群,厚约3000m;二连盆地中生代地层中,中下侏罗统主要为含煤建造,上侏罗统为火山岩建造,下白垩统主要为含油建造和含煤建造,上白垩统为砂砾岩建造.(5)盆地群整体勘探程度较低.基于上述研究结果,需要进一步研究的科学问题包括:由本研究区的地球物理、构造地质、石油地质等多学科的综合研究,解决研究区受控的区域构造应力场所包括的因素及其作用,以及在岩石圈尺度上三维空间的地球物理场表征;深部构造对盆地群域构造的作用;从晚古生代到中新生代研究区构造演化特点及其依据;从北至南约1650km长的盆地群域构造差异与依据;盆地群(域)油气条件与毗邻的松辽盆地在构造成因上的差异.     

2017年西藏米林MS6.9地震发震构造初探

2017年11月18日在西藏米林发生了M_S6.9地震,目前尚未发现地表破裂带,发震构造尚不明确.震源机制解表明该次地震为逆冲型地震.精定位结果显示余震集中在加拉白垒东北坡上一个NW走向的长约36 km、宽约8 km的狭长条带之内.余震条带的走向及长度严格受到派乡构造岩片NE边界走向及长度的控制,垂直于该条带的地震剖面清晰地揭示出一条倾向NE的低倾角逆冲断层面,结合震源机制解及GPS同震位移场的已有结果,初步推断它可能就是发震断层面.雅鲁藏布江大拐弯上游加拉-米林河段两岸的湖相基座阶地面和山脊线在南迦巴瓦、加拉白垒脚下都发生了倾向SW的翘起变形,发震断层面构成了其上盘加拉白垒、南迦巴瓦强烈隆升区与其下盘地貌发生翘起变形的弱隆升区的分界面,推断加拉白垒峰沿着这一断层面不断地逆冲、隆升,以此来调节其两侧的不均匀挤出,而下盘近断层处的褶皱、拖曳等作用逐渐造成了阶地面、山脊线的翘起、弯曲变形.基于夷平面的区域变形分析,认为雅江缝合带作为主干断裂带从整体上控制着印度板块与欧亚板块在东构造结地区的碰撞-挤压格局.印度板块东北犄角的强烈顶撞引起了东构造结附近强烈的断块运动,嘉黎断裂带北侧的地壳显著增厚,主夷平面随之发生裂解.与此同时,由于碰撞带来的强烈挤压,派乡构造岩片、多雄拉变质穹隆沿着缝合带大拐弯内侧不均匀地挤出,南迦巴瓦、加拉白垒随之隆升.此次的米林地震仅仅是该不均匀挤出过程所引发的一次具体的事件,是派乡构造岩片内部的一条次级断层发生的一次逆冲运动造成的.此外,紧邻此次余震条带的南迦巴瓦NEE边界以及SE边界是一个潜在的地震空区,其未来地震危险性值得关注.     

黄土高原中东部沙尘与非沙尘天气花粉组成及来源范围

通过黄土高原两个不同地区(浑源、洛川)沙尘与非沙尘天气花粉组合的对比来探讨主要花粉类型最大传播距离。结果表明：沙尘天气花粉汇集量明显高于非沙尘天气,特别是蒿属和藜科花粉,沙尘天气平均是非沙尘天气的3倍以上。随风速增大,花粉可能的最大源区范围明显增大。风速低于3.3 m/s时,蒿属和藜科花粉多来自100 km范围内,其他类型花粉来源范围不超过20 km;风速大于5.9 m/s时,蒿属和藜科花粉源区范围增至300 km以上;其他类型花粉不超过100 km。风速达到12.5 m/s时,蒿属及藜科最大花粉源区范围可达1000 km,其他类型花粉不超过300 km。浑源地区不论平均风速还是最大风速均明显高于洛川地区,因此,主要花粉类型可能的最大源区范围达200 km,大于洛川地区(低于100 km)。     

渤海冬夏季营养盐和叶绿素a的分布特征

在2000年8月和2001年1月对渤海进行的两个航次的调查取样的基础上,分析渤海营养盐和叶绿素a的分布特征,各海区营养盐的结构以及营养盐和叶绿素a的关系。结果表明,冬季营养盐的浓度高于夏季,硅酸盐有明显的垂向结构,40多年来渤海中部硝酸盐呈现增加趋势;莱州湾浮游植物生长处于磷限制,其它海区处于氮限制;冬季叶绿素a的浓度也高于夏季,叶绿素a的季节差异可能与夏季浮游动物对浮游植物的大量摄食有关。     

高精度重力测量的潮汐改正软件及其评估分析

基于MATLAB GUI界面,采用天顶距直接法和负荷格林函数法编写一套重力固体潮与海洋潮汐负荷改正软件GTIDE,并将其与国际现有软件进行比较。结果表明,GTIDE软件易于操作、便于维护,能有效揭示重力固体潮与海洋潮汐负荷的变化特征,适用于高精度绝对重力与相对重力测量的潮汐改正。     

顾及OSB改正的BDS-3新频点精密单点定位精度分析

基于武汉大学发布的BDS-2/3观测量偏差(OSB)改正产品,采用国内8个iGMAS测站1个月的观测数据,分析OSB改正前后对B1I/B3I旧频点及B1C/B2a新频点2种组合模式下BDS-2/3伪距单点定位(SPP)和精密单点定位(PPP)精度的影响。结果表明,B1I、B3I、B1C和B2a的OSB年均值为-80～70 ns,各频点OSB年稳定性分别为3.41 ns、5.87 ns、2.04 ns和2.32 ns。在BDS-2/3伪距单点定位方面,改正后B1I/B3I组合的3D方向定位精度优于2.53 m, B1C/B2a组合的3D方向定位精度优于3.84 m,二者精度提升均不明显。在BDS-2/3精密单点定位方面,B1I/B3I组合的3D方向定位精度优于7.7 cm,提升约20.6%,收敛时间约为38 min,提升约7.3%;B1C/B2a组合的3D方向定位精度优于3.7 cm,提升约11.9%,收敛时间约为36 min,提升约16.3%。     

四川彭州市灯杆坡滑坡变形特征及稳定性分析

作者等对"5.12"汶川地震诱发的彭州市灯杆坡大型堆积体滑坡的变形破坏特征、滑坡的过程机制及震后稳定性进行了较系统的研究。滑坡变形可分为三个区,Ⅰ区为主变形区,Ⅱ和Ⅲ区为Ⅰ区后缘开裂诱发的向两侧的塌陷;滑坡Ⅰ区和Ⅱ区为推移式滑坡,Ⅲ区为牵引式滑坡,主滑Ⅰ区为沿基覆界面的推移式滑移,后缘开裂下错,中前部挤胀开裂;降雨和地震因素对滑坡稳定性影响较大,暴雨和地震情况下滑坡体处于欠稳定到不稳定状态,其中Ⅰ区中前部存在较严重的局部稳定性问题。