浆混花岗岩专题填图方法初探——以东昆仑加鲁河地区为例

东昆仑造山带花岗岩中广泛发育暗色微粒包体,含有丰富的壳幔岩浆混合作用的证据,被认为是研究岩浆混合作用的天然场所。适逢近阶段同源花岗岩谱系填图方案在造山带岩浆混合(浆混)花岗岩图区实践时深受质疑,本研究以东昆仑加鲁河地区浆混花岗岩为例,开展浆混花岗岩区专题填图试点工作,旨在探索一套适合浆混花岗岩填图的岩石单位划分方案。从野外地质、岩相学、岩石和矿物化学等不同角度论证了加鲁河花岗闪长岩及其内部包体形成于开放体系下的壳幔岩浆混合作用。在填图工作中,将图区内的岩浆岩划分为浆混花岗岩和非浆混花岗岩2个超单元。以岩浆混合作用为理论依据,将浆混花岗岩超单元划分为基性端元、酸性端元和浆混产物3个二级单位,对于2个端元岩石单位按照其矿物组成、结构构造等方面的差异(岩浆演化导致)再次划分最基本岩石单位——侵入体,对于浆混产物单位,建议可按照岩浆混合程度差异或者内部包体变化规律灵活划分基本岩石单位——浆混体。由此建立了一套可与同源花岗岩谱系单位相兼容的浆混花岗岩谱系单位划分方案,为岩浆混合花岗岩区开展填图工作提供了初步探索方案。     

深海观测平台技术

介绍了深海观测平台的重要性,以及国内外在此项技术上的发展现状,并提出了一套深海观测平台技术的设计构想以及对于未来发展方向的建议和展望。     

南海东北部陆坡水合物钻探区海底表层热导率分布特征

依据获取的热导率测量数据和多波束数据所反映的海底地貌特征,分析了南海东北部陆坡天然气水合物钻探区表层沉积物矿物组成、粒级以及区域地貌特征对热导率分布的控制作用。研究结果表明,钻探区表层沉积物热导率平均值为(1.26±0.12) W/(m·k),相对于南海北部陆坡热导率背景偏高,沉积物组分中既含有陆源浊流沉积体中的高热导率矿物,也含有由甲烷等为主要气源的生物化学反应而形成的具有高热导率特性的碳酸盐。钻探区表层沉积物热导率区域细节分布具有非常明显的特征,2区和5区属于海台地貌,海底表层分布有大面积的碳酸盐结壳,由于底流的剥蚀作用导致沉积物粒级相对较粗,呈现高值热导率(1.32±0.06) W/(m·k)和(1.34±0.06) W/(m·k),并以此为中心向周缘逐级降低;位于海底海槽处的1区和8区则属于海槽地貌,海底表层易于接受来自海台的过滤沉积物,粒级相对较细但压实程度较低,呈现低值热导率,分别为(1.10±0.06) W/(m·k)和(1.01±0.06) W/(m·k)。钻探区表层沉积物热导率偏高主要受控于内生地质作用控制下高流体疏导所携带的化学组分,而热导率的非均匀分布则受控于外生地质作用诸如地貌地形变化导致的粒级分布状况。     

波浪作用下基于不同负载的一种Savonius型水轮机捕能性能研究

通过水轮机捕能是当前常用的海洋能利用方式之一。桨叶作为水轮机关键部件,其性能一直是研究的重点。针对目前波浪条件下带负载运转的Savonius型水轮机相关捕能性能研究较少的情况,采用数值仿真方法,结合对应工况条件的物理试验,研究了一种Savonius型水轮机在不同波浪环境下带负载运转的捕能性能。采用Star CCM+仿真软件,建立数值波浪水池,设置环境参数,划分网格调整变量进行水轮机运转的水动力模型数值研究。在造波试验水池中利用推板改变波浪周期与波高,进行水轮机运转的物理试验。采集在不同负载下水轮机桨叶的转速和扭矩数据,计算并分析功率等参数,总结变化趋势,评价捕能效果。研究发现水轮机在1.6 s的波浪周期条件下,桨叶承受1.5 N·m负载时达到最佳捕能效果,其功率为23 W。为实际海域中水轮机桨叶的结构设计研究和相关工程应用提供参考。     

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基于事件驱动的空间过程模拟机制研究及实践

GIS描述的现实世界永远处于不断变化之中,但传统GIS却只能以静态的方式表现[1],随着GIS的广泛应用,越来越多的应用领域,需要GIS来管理空间信息的动态变化。为更有效地定义和描述空间变化,并实现其动态模拟,本研究采用面向对象的思想对空间过程中的核心要素建模,对传统的空间数据模型进行扩展,引入动态图形对象模型、时空事件模型、事件处理引擎等概念,基于SuperMap GIS组件平台进行模型验证;通过合理的资源调配、高效时空索引和动态缓存机制来提高空间变化过程动态可视化的效率。本研究针对通用的空间过程进行底层建模,实现事件驱动的空间过程模拟机制。这不仅简化了上层应用开发的工作量,而且优化了基础模型层的结构,同时引入了事件驱动引擎、事件索引、动态地图缓存等机制,较好地提升空间过程模拟的效果。     

Numerical modeling of shallow water table behavior with Lisse effect

Air entrapment is an important consideration in environments with shallow water tables and sandy soil, like the condition of highly conductive sandy soils and flat topography in Florida, USA. It causes water table rises in soils, which are significantly faster and higher than those in soils without air entrapment. Two numerical models, Integrated Hydrologic Model (IHM) and HYDRUS-1D (a single-phase, one-dimensional Richards′ equation model) were tested at an area of west central Florida to help further understanding the shallow water table behavior during a long term air entrapment. This investigation employed field data with two modeling approaches to quantify the variation of air pressurization values. It was found that the air pressurization effect was responsible at time up to 40 cm of water table rise being recorded by the observation well for these two models. The values of air pressurization calculated from IHM and HYDRUS-1D match the previously published values. Results also indicated that the two numerical models did not consider air entrapment effect (as the predictive parameters remain uncertain) and thus results of depth to water table from these models did not compare to the observations for these selected periods. Incorporating air entrapment in prediction models is critical to reproduce shallow water table observations.     

利用R语言半自动化提取河流阶地——以米家山黄河阶地为例

构造活跃地区阶地的发育对于分析不同时间域下的构造变形或气候作用具有重要意义。因此,如何利用有效的定量方法提取和精细刻画这类地貌特征显得极为重要。R语言是一种集统计分析和图形显示于一体的优秀编程语言,目前已被广泛应用于医学、生物学等领域,但尚未应用于地质与地貌学领域。文中以海原断裂带景泰—哈思山段的米家山东侧保存较好的多级黄河河流阶地为研究目标,初步尝试基于R语言对Sf M技术获取的高精度地形数据进行分析和可视化,完成了对米家山黄河阶地的半自动提取,共划分出20级河流阶地,同时揭示出较年轻的阶地具有较好的连续性和延伸性,而较老阶地的连续性和延伸性则相对较差,且老阶地变形逐渐趋于明显,阶地年龄越老,其似半抛物线形态的翘曲越明显,反映了米家山东侧多级阶地形成后的不同演化历史。此次试验结果表明R语言有望成为高精度地形数据分析和可视化的有效工具。     

Effect of climate change on water resources in the Yuanshui River Basin: a SWAT model assessment

The Yuanshui River Basin is one of the most important river basins ensuring food production and livelihoods in the Hunan and Guizhou Provinces of China. Based on digital elevation model, land use, soil, and meteorological data, the soil and water assessment tool was used to analyze the response of water resources in the basin to climate change. Specifically, the monthly runoff from the Yuanshui River Basin was simulated. Runoff measurements from the 1961–1990 series were used to calibrate model parameters, and measurements from the 1991–2010 series were used for model validation. The Nash–Sutcliffe efficiency coefficient, correlation coefficient, and water balance error were used to evaluate the simulation results; the values obtained for these parameters were 0.925, 0.929, and 2.0%, respectively, indicating that the established model can be applied successfully to runoff simulations. To evaluate the effects of climate change and human activities on runoff, 24 different climate scenarios were modeled. By comparing the model simulation results with the baseline scenario, the effects of climate change were analyzed by year, during the dry season, and during extremely dry conditions. The results showed that runoff decreased with increasing air temperature and decreasing precipitation, and that the effects of rainfall on runoff were greater than those of air temperature. Under the same baseline conditions, the effects of climate change on runoff were most pronounced during extremely dry months.     

不同生态系统CO2通量和浓度特征分析研究

本文利用1993～1994年日本国家农业环境研究所与中国科学院沙漠研究所合作在内蒙古奈曼地区实测的7种不同生态系统（沙丘、轻度放牧草原、中度放牧草原、重度放牧草原、无放牧草原、玉米田和大豆田）的净辐射、土壤热通量、两个高度的CO2浓度、温度、湿度和风速等资料，采用空气动力学方法，计算了CO2通量及其与环境和人为干扰因子的关系，并分析了不同下垫面的光合作用特征. 结果表明：各种下垫面CO2通量的共同特点是：在白天，CO2通量和梯度的输送方向是从大气向植被，在中午（11～13时）输送达到负的最大值； 在夜间，CO2通量和梯度输送方向与白天相反，是从植被向大气，在早晨（3～5时）达到正的最大值. 植被覆盖率及生物量不同的下垫面光合作用强度有明显差异，天气状况对光合作用也有一定影响.