不同水位和竞争模式对典型湿地植物生态化学计量特征的影响

以洞庭湖典型湿地植物辣蓼为目标植物,短尖苔草为邻近植物,通过控制实验研究不同水位(30、0和-30 cm)和竞争(无竞争、全部竞争、地上竞争和地下竞争)模式下目标植物生长及生态化学计量特征的变化.结果表明:水位处理显著影响不同竞争模式下的生物量积累,辣蓼生物量随水位增加显著降低;-30 cm水位无竞争模式下生物量最大,为10.84±1.52 g.在30 cm和0 cm水位梯度下,不同竞争模式下的生物量间无显著差异.但-30 cm水位下,地下竞争模式下的辣蓼生物量积累较全竞争模式和地上竞争模式下显著增多,说明非胁迫条件下,辣蓼和苔草的竞争以地上竞争为主.水位处理对辣蓼叶片、茎和根的氮、磷含量影响显著,30 cm水位下,叶片氮、磷含量显著高于其他水位下的含量.在-30cm水位下,叶片C∶N和C∶P显著高于其他水位下的比值,分别为48.08±3.85、590.3±43.4.相比于对照处理(无竞争),竞争作用下的辣蓼总氮含量降低,而C∶N值增加,N∶P值降低,这可能是因为竞争作用导致辣蓼对氮的吸收减少所致.     

长江中游城陵矶河段2016-2020年汛期水位非正常波动:影响因子及滤波修正

长江经济带的人口和经济总量均超过全国的40％,长江中游城市群受地理位置与水文条件的综合影响更易遭受洪涝灾害的威胁.莲花塘水位站作为长江中游城陵矶河段蓄滞洪区启用指标控制站,当三峡水库水位达155.0 m后,如莲花塘站水位达到34.40 m并继续上涨,则城陵矶附近区蓄滞洪区需采取分洪措施.然而受河流形态和江湖关系(长江与...     

中国地区闪电和对流层上部NOx的时空分布特征及其相关性分析

为了解闪电对对流层上部NO_x的贡献,本文利用美国全球水资源和气候中心（GHRC）提供的1995年4月~2005年12月的闪电卫星格点资料及高层大气研究卫星 (UARS) 上的卤素掩星试验装置 (HALOE) 1991年10 月~2005 年11月的观测资料,分析了中国地区闪电与对流层上部NO_x体积混合比的时空分布特征及两者的相关性.结果表明:中国地区闪电和对流层上部的NO_x在季节分布、年际分布和空间分布上保持很好的一致性,闪电是对流层上部NO_x的重要来源;NO极值高度在350 hPa左右,云闪直接产生的NO是极值产生的主要原因,NO₂的极值高度在250 hPa左右,因为闪电产生的NO在传输过程中会被氧化成NO₂并通过雷暴的垂直输送作用抬升到更高高度;强对流活动有利于NO_x的传输,而人类活动产生的NO_x一般较难输送到对流层上部,因此闪电多发区的NO_x极值较大,所在的高度也较高.     

水牛蹄型深海集矿机履齿设计及牵引性能研究

作为深海采矿系统的重要组成部分,深海集矿机的技术研究和开发一直是许多国家的难题。为了提高深海集矿机在稀软沉积物上的牵引性能,基于水牛蹄的曲面结构特征和特殊几何结构,设计了一款仿水牛蹄蹄型履齿。以该款履齿的结构参数为研究对象,通过对朗肯被动土压力理论的优化,得到了仿水牛蹄蹄型履齿的牵引力解析解,建立了对应的履齿仿生参数对履齿牵引力的影响公式。结合正交试验方法进行了不同形式履齿在沉积物上运动的单、多履齿剪切试验,将仿水牛蹄蹄型履齿与直型履齿、仿水牛蹄轮廓履齿（另一种仿生履齿）进行对比试验,并通过模型车试验验证了该款履齿的可行性。结果表明：3种履齿中,仿水牛蹄蹄型履齿提供的最大牵引力最高。研究可为进一步优化仿水牛蹄蹄型履齿结构参数和提高深海稀软底质机械的牵引性能提供参考依据。     

鲁西地块中、新生界裂缝发育特征及构造应力场分析

鲁西地块是华北克拉通东部重要的构造单元,经历了多期构造演化,裂缝十分发育,是研究裂缝的有利场所。通过野外地质观测和室内研究,对鲁西地块部分地区的裂缝的产状、类型、开度、间距、填充物等参数进行了统计分析,得出裂缝优势方向主要为NNW向、SEE向、NEE向、NE向和NW向。在野外分期配套的基础上,结合区域构造应力场,用过滤法对鲁西地块中、新生界的裂缝进行了分期配套,初步分为NNW和SEE向,NNW和NEE向,NNW、NE、NWW和NEE向3期,并分别指示了早白垩世晚期至晚白垩世、古新世至始新世早期、始新世中期至渐新世区域构造应力场。     

Relationship Between Electrical Properties and Sedimentary Environment of the Longmaxi Formation Shale, Southern Sichuan

The Lower Silurian Longmaxi Formation in the south of Sichuan is a key player in the exploration and development of shale gas in China. Due to a highly complex topographic area, electromagnetic methods(EM) become important exploration means in this area. Many studies have been conducted on the shale mineral composition and electrical properties of shale, however, the correlation between sedimentary environments and the electrical properties of shale remain poorly understood. The electrical prope...     

地震预警现地PGV连续预测的最小二乘支持向量机模型

为提升现地仪器地震烈度预测的准确性与连续性,研究面向地震预警的PGV连续预测模型.以中国仪器地震烈度标准的计算参数：0.1~10 Hz带通滤波三分向矢量合成速度峰值PGV为预测目标,利用日本K-net与KiK-net台网P波触发后1~10 s强震数据,基于人工智能中的机器学习方法-最小二乘支持向量机,选取7种特征参数作为输入构建最小二乘支持向量机PGV预测模型LSSVM-PGV.结果表明,本文建立的LSSVM-PGV模型在训练数据集与测试数据集上的预测误差标准差变化趋于一致,具备泛化性能;P波触发后3 s预测PGV与实测PGV即可整体符合1：1关系,随着时间窗的增长,PGV预测的误差标准差显著减小、并在P波触发后6 s趋向收敛,具备准确连续预测能力;对比同为P波触发后3 s的常用Pd-PGV模型,LSSVM-PGV模型的PGV预测误差标准差明显减小,"小值高估"与"大值低估"现象明显改善,预测准确性得到提升.熊本地震序列的震例分析表明,对于6.5级以下地震,LSSVM-PGV模型最多在P波触发后3 s即可预测出与实测PGV整体符合1：1关系的PGV;对于7.3级主震,由于其破裂过程的复杂性,P波触发后3 s的预测结果出现一定程度的低估,但随着时间窗增长至6 s时,预测PGV与实测PGV符合1：1关系、并直到10 s整体趋势保持一致.本文构建的LSSVM-PGV模型可用于现地地震预警仪器地震烈度的预测.     

基于Low rank近似的黏弹性介质衰减补偿微地震逆时定位与裂缝成像

真实地下介质具有黏弹性,地震波在传播过程中会发生耗散与频散.忽视黏弹性介质的吸收衰减效应,逆时延拓过程中地震波将会出现振幅减弱、相位失真等现象,无法准确定位震源真实位置,因此需要对黏弹性介质中传播的波场进行衰减补偿,并通过采用合适的成像算子对微地震震源进行定位与裂缝成像.本文基于耗散与频散解耦的分数阶黏弹性波动方程模拟波场,采用low rank分解近似混合域算子,分离衰减相关项并反转耗散项符号,并在补偿的衰减项波场的波数域中进行低通滤波,压制噪声的影响;使用优化后的成像算子进行微地震震源定位,并通过分离散射波场,对散射波进行逆时反传寻找裂缝.数值实验证明,本文方法通过low rank近似有效提高了计算效率,衰减补偿算子在滤波器约束下能够稳定地补偿反向延拓的波场,优化后的成像算子能够在压制随机噪声的同时进一步提高计算效率和定位分辨率.

     

全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3~10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2%、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

矿产资源开发利用上线划定方法与应用研究

加快构建自然(矿产)资源上线,实行资源总量管理,是资源领域贯彻落实中央关于生态文明建设和实现经济转型发展的具体措施.本文分析了矿产资源开发利用上线划定的影响因素,引入开发利用强度和开发利用强度指数,构建了开发利用强度指标体系.以大宗战略性矿产铁矿为例,运用层次分析法对2009—2018年我国铁矿开发利用强度进行了评价,计算并划定了铁矿开发利用强度指数上线.构建了铁矿开发利用上线模型,并在分析钢铁产业发展趋势的基础上基于合理假设划定了未来我国铁矿开发利用上线,研究结果表明,到2020年、2025年、2030年和2035年,我国铁矿石开发利用上线分别为9.03亿吨、8.62亿吨、8.21亿吨和7.9亿吨.