适用于更广渗透率范围含泥质砂岩的广义粘弹性BISQ模型

To simultaneously take into account the Biot-flow mechanism, the squirt-flow mechanism, and the frame-viscoelasticity mechanism, a generalized viscoelastic BISQ （Biot/squirt） model is developed for wave propagation in clay-bearing sandstones based on Dvorkin＇s elastic BISQ model. The present model is extended to a wide range of permeabilities （k 〉 0.05 mD） by introducing a dimensionless correction factor for viscoelastic parameters, defined as a function of the permeability and the clay content. We describe the frame＇s stress-strain relationship of the clay-bearing sandstones by the differential constitutive equations of generalized viscoelasticity and then derive the viscoelastic-wave dynamic equations. With the assumption of a plane-wave solution, we finally yield the phase velocities and the attenuation coefficients by solving the dynamic wave equations in the frequency and wave number domain. The comparison of numerical results and experimental data shows that the generalized viscoelastic BISQ model is applicable for modeling the wave propagation in most of the sandstones mainly bearing kaolinite clay.     

煤层甲烷在煤孔隙中扩散的微观机理

分析了煤层甲烷在煤体中的扩散模式和微观机理,得出在煤体中存在有以下几种扩散模式:菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散,并分析了抽放时甲烷在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程。根据分子运动论从微观上讨论了压强和温度对甲烷分子平均自由程的影响规律,并解释了升高压强和温度增强甲烷气体在煤层微孔隙中扩散能力的机理。      

中国北方第四系地下水同位素分层及其指示意义

中国北方第四系地下水中的D, 18O, 3H和14C含量存在明显的分层现象, 这种现象与末次冰期以来的古气候变化有着较好的对应性, 反映了全新世和末次冰期气候条件的差别以及地下水不同的形成机制.深层地下水为晚更新世末次冰期时期形成, 其δ(D) 和δ(18O) 值与全新世补给形成的浅层地下水相比, 分别贫4× 10-3~ 16× 10-3和1× 10-3~ 2× 10-3, 说明末次冰期时期年均气温较低.古地下水中D和18O的大陆梯度与全新世以来地下水中的梯度基本相同, 说明在过去30000a来尽管气温发生变化, 但中国北方大陆的大气循环模式没有发生实质性的改变.地下水同位素分层现象反映了3种不同的补给机制及参与现代水循环程度.这些信息对大陆尺度上的水循环研究和地下水的可持续开发利用有着重要的意义.      

成层非均匀地壳中应变能密度场时空分布的动态模拟研究.

通过对坚固体孕震模型应变能密度场动态变化的模拟研究,对地震孕育过程、初始破裂、始裂条件和破裂的传播方向等问题取得了进一步的认识．结果表明:孕震过程初期,软弱体部位应变能密度水平很高,但在孕震过程后期,其应变能密度增量水平变小,坚固体及其与直立断层交汇部位的应变能密度增量迅速变大,成为应变能密度增量最大的地方,从而使弹性模量比较大的坚固体与直立断层交汇处成为最先破裂发震的部位．破裂在直立断层端部的坚固体内沿着与断层成近于直交的方向传播,这样,理论上确定的破裂方向与实际计算的破裂方向得到了很好的统一．      

基于地表能量平衡与SCS模型的祁连山水源涵养能力研究

基于区域水量平衡,利用地表能量平衡的原理计算陆地实际蒸散发量,采用SCS模型计算地表径流量,提出了一种定量评估区域水源涵养量的实用方法。利用该方法和GIS软件平台,结合1982-2003年遥感数据和对祁连山水源涵养重要区水源涵养能力强弱的空间分布及其变化规律进行了计算和分析。结果表明:(1)祁连山山地水源涵养重要区内水源涵养能力最强的区域为中部和东南部地区,而西部地区涵养水源的能力相对较弱;(2)祁连山山地水源涵养重要区内中部和靠东南部的水源涵养能力减弱比较明显,特别是以门源回族自治县为中心,形成了水源涵养能力持续减弱带。     

利用雷电定位系统进行电网雷击故障快速查询

At present, lightning is one of the 10 natural disasters, and it is also the top environmental factor of power interruption. It often causes huge losses to the electric system. The Wuhan High Voltage Institute of the State Grid Corporation of China and Huazhong University of Science and Technology have been researching and developing lightning location systems （LLSs） since the late 1980s. In the mid-1990s, a lightning detection network was created in 29 provinces and cities in China. It is primarily applied to rapidly find lightning accidents, which greatly reduces power interruption. Also, it ensures high efficiency and safe operation of the electricity system. Remarkable benefit is achieved. China＇s LLS went through an ＂orientation positioning - time difference positioning - integrated positioning＂ development process. The positioning precision, detection efficiency, degree of automation, practicability and applied range are improved. Also, a lightning information system plan of the national network has been implemented, which services the whole society.     

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

太湖流域土壤重金属元素污染历史的重建:以Pb、Cd为例

太湖是位于长江下游的一个大型浅水湖泊,通过对4个代表太湖不同沉积环境的湖底沉积剖面的137Cs和210Pb沉积定年,重建太湖湖底沉积物和太湖来水流域土壤Cd、Pb的污染历史。结果显示:1980年以前,太湖底积物中Cd、Pb含量与流域内的自然背景含量相当,1980年以后,湖底沉积物中的Cd、Pb含量显著增高,这与我国大规模工业化进程的起始时间基本一致,推测工业化进程是湖底沉积物中Cd、Pb含量增加的主要原因。1900年以来太湖湖底沉积物中累积含有Cd和Pb分别为146t和25980t,其中苕溪来水提供的Cd和Pb分别为40t、6777t,宜溧河来水提供的Cd、Pb分别为36t、6023t,其他来水(洮、滆、运河)提供的Cd、Pb分别为71t、13179t,其他来水是太湖Cd、Pd累积的主要输入途径。Cd、Pb累积的高峰期为20世纪80—90年代,1980年以来,运河来水Cd、Pb的输出通量为28.26t、3419t;苕溪流域Cd、Pb的输出总量分别为13.70t、1585t,其中人为源的Cd、Pb为8.90t、610t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的64.96%和38.47%;宜溧河流域Cd、Pb的输出总量分别为10.09t、1063t,人为源的Cd、Pb分别6.96t和500t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的68.68%和47.08%,表明太湖流域人类活动所导致的Cd已超过自然剥蚀过程,因此削减工业化进程中的Cd、Pb排放总量,控制太湖运河来水的输出通量是改善太湖底积物Cd、Pb环境质量的关键措施。     

太原市区土壤中多环芳烃污染特征研究

采用1个样/km2的密度,1个分析组合样/25km2的方法,对太原市区土壤中多环芳烃进行了调查。结果表明,太原市区土壤中多环芳烃的平均含量为8.65μg/g;空间分布上北高南低,高值点主要位于工业区及交通要道地段;组成上以四环及四环以上的多环芳烃为主。通过与国内外城市土壤的对比可知,太原市土壤PAHs污染已相当严重,其来源主要是煤炭的燃烧。太原市工业布局、能耗类型和地理位置是造成土壤PAHs污染的主要原因。     

吉林省下三叠统卢家屯组LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

卢家屯组按岩性组合自下而上分为影背山砾岩段、漏斗山杂色岩段、杨树河子黑色岩段,前人采集到的Palaeanodonta-Palaeomutela动物群、Pleuroneia? sp.和叶肢介等生物化石组合指示时代为二叠纪。本次对九台市影背山双顶山卢家屯组建组剖面下、中、上段进行了系统的碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究,证实卢家屯组由下至上存在3个最小锆石年龄峰值,分别为(283.4±7.9)、(262.4±3.9)、(255.5±5.8) Ma,确定了卢家屯组的上限为晚二叠世。根据卢家屯组中碎屑锆石存在1 800 Ma和2 500 Ma左右的典型华北板块基底年龄,认为华北板块北缘与其北侧地块群最终闭合时间应为P₃-T₁。