Coupled Model of Two-phase Debris Flow, Sediment Transport and Morphological Evolution

The volume fraction of the solid and liquid phase of debris flows,which evolves simultaneously across terrains,largely determines the dynamic property of debris flows. The entrainment process significantly influences the amplitude of the volume fraction. In this paper,we present a depth-averaged two-phase debris-flow model describing the simultaneous evolution of the phase velocity and depth,the solid and fluid volume fractions and the bed morphological evolution. The model employs the Mohr–Coulomb plasticity for the solid stress,and the fluid stress is modeled as a Newtonian viscous stress. The interfacial momentum transfer includes viscous drag and buoyancy. A new extended entrainment rate formula that satisfies the boundary momentum jump condition(Iverson and Ouyang,2015) is presented. In this formula,the basal traction stress is a function of the solid volume fraction and can take advantage of both the Coulomb and velocity-dependent friction models. A finite volume method using Roe's Riemann approximation is suggested to solve the equations. Three computational cases are conducted and compared with experiments or previous results. The results show that the current computational model and framework are robust and suitable for capturing the characteristics of debris flows.     

胶东玲珑金矿田175号脉群深部地质特征与成矿预测

玲珑金矿属于以石英脉型为主的金矿床,其矿脉受玲珑断裂和破头青断裂控制。区内脉群发育,175号脉群是玲珑金矿的主要大型金矿脉群之一。文章通过总结175号脉群成矿地质背景、矿床地质特征,分析了控矿因素、矿体赋存规律、矿石类型等;阐述了175号脉群深部成矿规律,并根据见矿工程利用地质块段法预测175号脉群11—101勘探线范围-800 m标高以下(332+333)金矿石量192.44×10~4 t,金金属量8.5t。     

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定水系沉积物中的铌钽锆铪

建立电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定水系沉积物中铌、钽、锆、铪四种元素的分析方法。将样品与氢氧化钠、过氧化钠混合物放入高温炉中,熔融分解完全,用热水提取,过滤后弃去滤液,将滤纸及沉淀用酒石酸-盐酸溶液溶解,稀释至刻度测定。方法检出限(3s)为:LD(Nb)=0.08μg/g,LD(Ta)=0.04μg/g,LD(Zr)=0.5μg/g,LD(Hf)=0.04μg/g,精密度(RSD%,n=6)为:0.84%~4.21%。该测定方法具有灵敏度高、精密度好、分析速度快、线性范围宽、操作性强等优势。采用该方法对国家一级标准物质进行测定表明,其结果与标准值吻合。此方法已在实际地质调查样品分析中得到应用。     

中国大陆降水时空变异规律——Ⅲ. 趋势变化原因

中国大陆现代降水表现出若干长期变化特征,对现代降水趋势性变化的原因,目前还没有很好了解。结合多种资料分析以及前人研究成果,对中国大陆近几十年降水变化趋势的原因进行了探讨,得到以下初步认识:① 现代降水量变化趋势具有明显的地域性差异,全国平均没有表现出显著增加或减少的长期变化,但强降水事件频率和降水量出现明显增多,而小雨事件特别是痕量降水事件显著减少。② 再分析资料表明,最近几十年全国水汽净收支量在一定程度上增加了,实际观测资料显示近地面和对流层中下层空气比湿或大气可降水量出现较明显上升趋势。③ 代用资料序列分析显示,全国大部地区近几十年降水变化仍处于晚近历史时期正常自然波动范围内;近百年观测的降水量序列也表明,黄淮海地区降水具有多重时间尺度相互叠加作用特点,低频自然气候变异的影响信号有清晰表现。④ 人类活动引起的大气中温室气体浓度增加对全国或东部季风区现代降水变化影响的信号,目前仍难以识别;区域性近地面风速减弱导致的雨量观测系统偏差以及大范围气溶胶浓度增加,可能是东部季风区大多数台站观测到的强降水事件频率增加和小雨频率显著减少的两个重要原因。⑤ 主要与城市化影响相关的地面观测资料系统偏差,可以部分解释现有分析表明的短历时强降水事件频率和累计降水量增加现象,同时也很可能是城市台站小雨和痕量降水事件频率明显下降的另一重要原因。     

横向振动格栅紊流紊动特性试验

建立了一套大尺度格栅紊流试验系统,格栅进行有别于传统垂向模式的横向振动,采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)测量流速。对瞬时流速的检验表明,该系统产生的紊流场具有较强的随机性和统计规律性。均方根流速在格栅片附近变化较大,在两片格栅中间处趋于稳定,纵向均方根流速明显大于垂向均方根流速,二者比值在1.5~2.0之间,接近天然明渠紊流。雷诺应力在距格栅越近处波动越大,随着距格栅距离的增加而减小,至两片格栅中间处雷诺应力基本为0。时间和长度积分尺度在格栅片处最小,随着距格栅距离的增加而线性增加,至两片格栅中间处达到最大值。流速能谱呈现Kolmogorov理论的-5/3次方规律。本系统生成的紊流场的统计规律与传统的垂向振动格栅紊流较为一致,但纵向和垂向的紊动强度更接近实际,为后续紊流中泥沙和污染物等运动机理的研究奠定了基础。     

基于势流理论和OpenFOAM的耦合模型对多向不规则波浪的模拟

基于势流理论的数值水池可以快速计算波浪的传播及其对建筑物的作用,但是势流理论是基于波浪的无黏性假设的,而在工程中,通常需要在固体边界及波浪破碎的区域考虑黏性效应。针对基于求解Navier-Stokes方程的黏性水池计算量较大、速度较慢的缺点,采用耦合的方法模拟多向不规则波浪的传播,即在外域通过基于势流理论的数值水池产生多向不规则波浪,内域采用求解Navier-Stokes方程和流体体积法(VOF方法)对自由表面进行追踪,通过外域所提供的边界波浪,内域计算可以在较小区域进行计算,从而达到减少计算量、提高计算效率的目的。     

中国大陆流域分区TRMM降水质量评价

根据中国境内2 257个气象站点1998-2013年逐日降水资料,结合流域分区,采用探测准确性、相关系数以及相对误差等指标,对热带降水测量（TRMM）降水精度和一致性进行系统评价。结果表明:① TRMM日降水准确性从东南沿海向西北内陆递减;② 气象站点年均降水日数显著大于TRMM年均降水日数;③ 西北片区以外气象站点降水量和TRMM降水量在月尺度和年尺度上均具有较好的相关关系;④ 各流域年均TRMM面降水量均高于气象站点面降水量,且TRMM面降水量相对误差雨季较小,枯季较大;⑤ 各流域TRMM面降水量与气象站点面降水量演变趋势基本一致,南方各流域年降水量均呈减少趋势,北方各流域年降水量均呈增加趋势,全国尺度上年降水量呈微弱的减少趋势。     

金川铜镍矿床中新生代抬升冷却过程：来自裂变径迹的证据

本文基于热年代学理论,利用锆石和磷灰石裂变径迹测年数据及对磷灰石热史的模拟,分析探讨金川铜镍矿床在中新生代的抬升冷却过程,认为金川超基性岩体自中生代以来一直处于持续的冷却抬升阶段,且在中侏罗世和晚白垩世早期经历了两期快速的抬升冷却事件,推断此事件与青藏高原后期活动时间相对应,证明金川岩体受到该事件的远程效应波及,致使该矿床遭受了一定的改造。     

伊通盆地鹿乡断陷C区块含油饱和度与含油性分析

综合研究伊通盆地鹿乡断陷双二段储层的岩性、含油性和含油饱和度,确定了适用于本区的含油饱和度计算方法,并与实际含油性进行了对比,分析了沉积和构造对含油性的影响。研究区双二段含油储层的岩性以粉砂岩、细砂岩和砂砾岩为主,含油级别为荧光级以上。根据阿尔奇公式计算出的含油饱和度大部分与实际的含油性相符合,并将含油饱和度70%、50%和38%值作为本区气层、油层、油水层和水层的区分标准。本区储层的含油性受到沉积和构造两方面的控制,沉积作用主要控制储层的岩石结构和物性,构造控制油气的聚集,即在构造高部位,实际含油饱和度比计算结果要高,而在构造低部位,实际含油饱和度比计算结果要低。     

辽河油田东部凹陷玄武岩测井特征分析

针对辽河油田东部凹陷地区复杂火成岩岩性中玄武岩的测井特征,根据东部凹陷的测井数据及取芯段的薄片识别,共找到4种不同类型的玄武岩地层,分两组进行对比分析。第一组:气孔玄武岩、角砾化玄武岩;第二组:玄武岩、含油水层的玄武岩。利用玄武岩地层对应数据制作测井响应统计表,对比不同类型测井参数的差别制作交会图,得到角砾化玄武岩相对气孔玄武岩有较高的自然电位值,含油水层的玄武岩相对玄武岩有较高自然伽马值及中子值等特征。分析原因为气孔玄武岩及角砾化玄武岩孔隙裂缝发育,密度较低,黏土矿物充填角砾化玄武岩孔隙使自然电位值相对较高;含油水层的玄武岩中大量氢元素使中子值及自然伽马值相对玄武岩有所增加。