结构-功能耦合下的城市水系连通方案两阶段优化

传统水系连通方案编制主要以水系结构为主导,忽略了连通后对水系功能的影响,本文在进行城市水系布局时,将水系连通形状和连通功能两部分纳为一体来制定水系连通方案。基于中心性评价方法,提出河段重要性计算方法来定量刻画河段重要性;借助隶属度函数建立连通功能及其表征参数的函数关系,据此量化水系连通功能效果;以河网连通功能达标率和水系连通性满足度为优选目标,建立结构-功能耦合下的水系连通方案两阶段优化模型,优选最佳闸门联合调度方案。以清潩河许昌段为实例,优化原河网及不同水系连通情景的连通性。研究表明：经过优化后,原河网清潩河水系连通性总体较好,但护城河附近和饮马河的连通性较差;连通护城河和清泥河、连通饮马河和小洪河能极大地提升护城河附近和饮马河的水系连通性。     

新生代西昆仑隆升的地层学和沉积学记录

西昆仑北坡的新生代沉积在很大程度上良好地记录了新生代西昆仑的隆升过程。区域性不整合面和沉积界面记录了隆升的阶段性；沉积环境变化反映了山体和盆地在格局上的变化；沉积物厚度、粒度变化显示了隆升的幅度和速率。就西昆仑的情况看，海相环境（塔里木海湾）由晚白垩世持续到渐新世，尽管此时海湾已退缩到西部。在此期间，形成了石膏层、瓣鳃类介壳灰岩和杂色砂泥质沉积。中新世全面出现了陆相沉积。中新世2000－3000m的沉积厚度表明了相对较高的隆升速率。从中新世后期开始的厚达2000－3000m的磨拉石沉积，其粒度向上加大，显示从中新世后期到早更新世隆升速率高而且是加速的。磨拉石沉积被早更新世的一次强烈的构造脉动所打断，它使磨拉石沉积和较老的沉积在许多地方高角度向盆地方向倾斜甚至直立、倒转。水平盖在磨拉石和更老地层之上的中－晚更新世河流和冲积扇机粗粒沉积是重新隆升的标志，亦可视为磨拉石沉积的继续。由昆仑山流向塔里木盆地的河流将中－上更新统及更老沉积切割50－100m以上，表明全新世以来的隆升速率是相当高的。     

水文双变量重现期分析及在干旱中应用

单变量水文统计中一些广为接受的概念在多变量环境下尚缺乏深入分析,也易被误解,如N年内重现期大于等于T的多变量事件发生的次数与N/T的关系。实践中,多变量联合重现期与其边缘分布变量重现期的一些经验关系被发现并通过了案例验证分析,但缺乏解释和推导。基于GH Copula推导了双变量联合重现期与边缘分布变量重现期的关系以及双变量事件发生次数与其重现期、变量相关程度间的定量关系。以昆明56年的逐月SPI(Standardized Precipitation Index)和SRI(Standardized Runoff Index)识别了干旱事件,采用GH Copula构建了干旱历时和烈度的联合分布函数,验证了双变量联合重现期与边缘分布变量重现期的关系以及多变量事件发生次数与其重现期的定量关系。表明不宜以“and”第1重现期是否接近于比该干旱事件的旱情更重的干旱发生的平均时间间隔来说明干旱特征值重现期分析的合理性。变量的相关性不强时,需谨慎采用边缘分布变量重现期的较大值近似代替“and”事件的第1重现期。     

船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

结合工程实际,研究利用船闸泄水进行下游引航道清淤,对减少清淤成本、提高通航效率有着重要的工程价值。建立枢纽及船闸下游引航道的二维水沙数学模型,采用已有模型试验对水流场和泥沙场进行验证。研究引航道及口门区的泥沙淤积规律,在此基础上,分析船闸输水系统的水力特性,研究了不同冲刷流量、冲刷时间和初始淤积厚度下引航道及口门区的冲刷效果,得出船闸泄水量与引航道及口门区最大淤积厚度的关系。结果表明,在同一初始淤积地形和冲刷流量下,引航道及口门区的最大淤积厚度与冲刷时间呈线性变化,冲刷流量越大,泥沙厚度下降的斜率越大。淤积厚度低于一定值后,随冲刷时间的增加,冲刷效果开始减弱。     

东营凹陷古近系升藿烷生物标志物参数分布及演变规律

为研究实际地质体或地质剖面中的C31到C3517α(H), 21β(H)升藿烷生物标志物构型转化参数22S/(22S+22R)及升藿烷指数C35/∑（C31—C35)等的分布、演化特征,对东营凹陷主要烃源岩层系古近系沙河街组三段（淡水—微咸水层系）和沙河街组四段（咸水层系）的系列样品进行了研究,分析样品来源于1 300~4 000的暗色泥岩,其中2 800~4 000 m的样品对应于东营凹陷古近系烃源岩的生油初期到生油晚期。研究结果表明,C31、C32、C33、C34、C35升藿烷（17α(H), 21β(H)）构型转化参数的分布除与异构体之间的手性碳立体构型转化作用有关外,不同异构体之间降解或裂解速率和新生成速率的差异也是其主要控制因素,沉积环境（如高盐环境）也在一定程度上影响了其分布;从未熟—低熟状态到成熟状态,相关升藿烷构型转化参数22S/(22S+22R)总体均表现出随埋藏深度增大而加大的特点,并从离散状态聚集到热演化的平衡状态附近;在到达成熟状态后,相关升藿烷的构型转化参数22S/(22S+22R)从缓慢增大过渡到一个持续的热演化平衡状态,并且该构型转化参数的热演化平衡状态对应于生油门限附近;在高盐环境中除C33升藿烷保持不变的热演化平衡状态外,其它升藿烷均呈现不同幅度的逆转特征,表明高含量的盐类矿物对升藿烷成熟度参数亦具有抑制作用或迟缓效应;C31、C32、C33、C34、C3517α升藿烷之间的22S/(22S+22R)分布型式复杂多变,其中对于成熟源岩样品,C35升藿烷22S/(22S+22R)值变化强烈,表现出“翘尾”状的上升型特征和“坠尾”状的下降型特征,而对于低熟—未熟样品, C32升藿烷的22S/(22S+22R)显示相对高值,并且多数样品显示为C31C33C35的偶数碳优势的特征;研究显示C31到C33升藿烷的构型转化参数S/(S+R)热演化平衡值均为0.6,而C34 S/(S+R)及C35S/(S+R)热演化平衡值相对较高,沙三段、沙四段的C34 S/(S+R)及沙四段的C35S/(S+R)分别达到0.63、0.62、0.65;升藿烷指数C35/∑（C31—C35)受热演化影响也比较明显,在生油期间随着埋藏深度增加而减小,在高盐环境中表现出相对高值,研究表明该指数的变化与其22R异构体演化有关,并且参数C31/∑（C31—C35）、C32/∑（C31—C35）、C33/∑（C31—C35）、C34/∑（C31—C35）、C35/∑（C31—C35)演化特征截然不同。     

极地深部冰层取心钻探孔壁水压致裂研究

为了维护极地深部冰层取心钻探工作中钻孔的稳定,避免孔内事故的发生,冰层孔壁的水压致裂问题是亟待解决的重要科学问题之一。本文在深入分析国内外冰层钻探资料的基础上,结合冰盖动力学相关理论,计算得出了钻孔所在区域冰层的密度、温度及内部应力随深度的变化规律。在此基础上,结合油气资源勘探水力压裂技术与冰层钻进钻井液等相关理论,建立了合理的孔壁压差计算方法,深入探讨了适用于深部冰层钻探孔壁水压致裂机理。研制了冰层钻孔水压致裂模拟实验装置,可分析研究不同围压条件下冰样的脆性变形机理。结合我国Dome A深冰心钻探工程实际,提出钻孔可能发生水压致裂的深度区域及孔壁所需的起始裂纹长度判定,以期为后续的安全高效冰层钻进提供重要的理论依据。     

基于离心机模型试验的甘肃江顶崖古滑坡复活机理研究

位于白龙江断裂带的甘肃舟曲江顶崖古滑坡规模巨大,受断裂活动、降雨入渗与河流侵蚀和人类工程活动等因素影响,多次发生复活-堵塞白龙江灾害事件,造成极大危害。为研究江顶崖古滑坡的复活机理,本文在野外地质调查的基础上,重点开展了滑体在含水率为10%、15%和20%条件下的离心机模型试验。研究表明:在滑体含水率为10%情况下,试验结束后仅在坡体中后部产生少量裂缝,但滑坡体整体还处于稳定状态; 而在滑体含水率为15%和20%情况下,滑坡均发生了破坏,在滑体含水率分别为15%、20%情况下坡体失稳所需离心加速度分别为100g和50g。试验测试分析表明,江顶崖古滑坡为推移式滑坡,其变形先从坡体中后部开始,坡体中后部产生裂缝,随后裂缝逐渐向前缘扩展,最终裂缝贯通造成滑坡滑动破坏。滑坡体的变形过程主要分为3个阶段: ①变形启动阶段(裂缝开始形成阶段); ②变形加速阶段(裂缝加速发展阶段); ③失稳阶段。通过离心模拟试验,结合野外调查分析,认为江顶崖古滑坡复活的因素主要受降雨和孔隙水压力的影响,是受前缘河流侵蚀牵引、降雨入渗造成滑坡中后部推移的耦合滑动。     

句容甲山膨润土矿的地质特征和成因探讨

研究了句容甲山膨润土矿的矿床地质特征,发现地层上覆下白垩统碱性流纹岩,矿石呈黄绿色、粉红色、灰白色和肉红色等多种颜色,局部保留有原岩的角砾结构,并观察到含有风化残余的粗面岩团块和因断层滑移形成的断层角砾。X射线衍射（XRD）分析发现不同颜色矿石的矿物组成差异很大,通过扫描电子显微镜观察到岩石风化现象和伴生的次生矿物类型。研究表明,该矿属于火山熔岩风化残积型膨润土矿床,在开发过程中应进行分类开发或进行深加工处理,可提高开发效益。     

北京下苇甸剖面张夏组鲕粒特征及其白云化机制

北京下苇甸剖面张夏组作为华北寒武系的标准剖面之一,鲜有人对其中的鲕粒类型及其成岩作用进行细致研究。在充分调研前人研究的基础上,通过野外观察、实测,并结合室内薄片鉴定、XRD测试等技术,对下苇甸剖面张夏组的鲕粒类型进行总结,并对鲕粒白云化机制进行分析。结果显示：(1)下苇甸张夏组鲕粒类型主要为放射鲕、同心放射鲕及单晶鲕/多晶鲕,还有少量同心鲕、复鲕及藻鲕;(2)鲕粒发生白云化,填隙物未见白云化,且放射圈层白云化程度高于同心圈层,并且放射圈层白云石颗粒围绕核心呈放射状分布,同心圈层围绕核心呈同心状分布;(3)鲕粒内部白云石颗粒多为中细晶,自形-半自形,回流渗透白云化是造成鲕粒白云化的主要成因,因此造成亮晶鲕粒石灰岩白云化程度高于灰泥鲕粒石灰岩。     

基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法

为研究实际水利条件下农业干旱的发生规律,简化农业干旱事件的评估方法,提出基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法。通过构建农业用水量距平百分率干旱指标W_A,在基于降雨量距平百分率干旱指标P_A识别干旱事件的基础上,提取W_A干旱指标下的干旱历时和干旱烈度特征变量,并根据以P_A为干旱指标的干旱烈度频率分布曲线F_S（x）和干旱历时频率分布曲线F_D（x）,运用Copula的简化方法计算基于W_A的干旱事件重现期T,最后结合基于P_A的干旱事件重现期T₀,回归分析出T与T₀间关系的计算公式。选取干旱灾害影响严重的亳州市为实证区域开展应用研究,计算得到1975-2007年各场干旱事件的T₀和T以及T₀与T的经验关系式。结果表明:T比T₀更合理地反映区域农业实际受旱状况,重现期T₀和T间存在高度的相关关系,采用T的回归方程可简化计算考虑区域实际抗旱能力下的干旱事件重现期,在区域防旱减灾实践中具有推广应用价值。