东南极冰盖内陆深处几个雪坑离子浓度的初步研究

对南极中山站-Dome A断面距海岸800～1 100 km(海拔2 850～3 760 m)的内陆深处3个雪坑进行了雪层剖面观测和雪样化学分析.氧同位素、可见层位特征与主要阴、阳离子浓度的剖面对比分析表明, 同位素季节变化信号不明显, 而太阳辐射冰壳与某些离子(如Na 、 Cl-等)浓度变化有较好的对应.研究区域主要的几种离子如Na 、 Cl-和SO2-4等与东南极内陆其它区域雪坑中的相似, 但NO-3和NH 4有较大差异.在高原中心区域, NO-3沉积后很大部分又逸散返回大气, 因而雪层中平均浓度很低但表面处的浓度却异常地高.在海拔2 850 m处, 各种离子的浓度随深度增加而增加, 在海拔3 750 m处则为相反趋势, 在海拔3 380 m处趋势不明显.如果离子沉降速率保持不变, 这种特征意味着近20 a来降雪积累速率在高原中心区域为减少趋势, 在海拔较低的区域则为增加趋势.在所有雪坑中, Na 和Cl-具有非常好的正相关性, Cl-/Na 为1.24～1.61, 略高于海水中的值(1.168), 说明Cl-虽然主要来源与于海盐, 但仍有一小部分为其它来源.非海盐SO2-4在不同雪坑中显示出不同特征, 对其是否能指示火山喷发等问题还有待于进一步探讨.     

基于快速行进迎风线性插值的微震定位算法研究

准确的微震定位方法是微震监测技术进行岩体稳定性分析的基础,而初至波走时计算方法是决定微震定位精度重要因素之一。引入一种由快速行进法(fast marching methods, FMM)与线性插值射线追踪法(LTI ray tracing)改进而来的线性插值算法,实现了在复杂岩体中相对准确的微震初至走时计算,并在均一速度模型和Marmousi模型中得到了验证。在此基础上,采用常微分方程数值算法中的单步高精度Runge-Kutta法,得到了震源点和传感器之间的射线路径,并在分层和带空洞的岩体模型中验证了其合理性。选取最小二乘法为目标函数,通过寻找目标函数值最小的方式来获得最优节点实现微震定位。在所建立的加入地下硐室的Marmousi岩体模型中,对于预设震源点的定位结果误差分别为1.41、1.00、2.83、1.41、1.41m,验证了所提方法在复杂岩体速度模型中能够实现较准确的微震定位,为进一步提高工程岩体的微震定位精度提供了新思路。     

丝绸之路经济带交通运输的时空演化特征及对经济发展的影响

采用交通网络维数法、相关系数法和格兰杰因果检验分析法等定量统计方法,系统分析了自1998-2015年丝绸之路经济带九省区交通运输投资额、交通网络发育程度、交通运输能力的时空变化特征及对国民经济发展的影响。结果表明：丝绸之路经济带九省区交通运输投资额总体呈增长趋势,交通网络密度明显低于全国平均水平;交通网络发育程度不高,但增长发育速度较快,道路密度和网络维数均有很大幅度的提升,公路网的通达性水平及增速明显优于铁路网;交通设施建设对经济发展的影响显著,对国民生产总值的促进作用时滞长度为两年左右,但各省区之间的交通基础设施建设造成了不明显的空间溢出效应,体现出丝绸之路经济带各省区之间的经济联系尚处薄弱阶段。     

Debris flows introduced in landslide deposits under rainfall conditions: The case of Wenjiagou gully

Debris flows often occur in landslide deposits during heavy rainstorms. Debris flows are initiated by surface water runoff and unsaturated seepage under rainfall conditions. A physical model based on an infinitely long, uniform and void-rich sediment layer was applied to analyze the triggering of debris-flow introduced in landslide deposits. To determine the initiation condition for rainfall-induced debris flows, we conducted a surface water runoff and saturated-unsaturated seepage numerical program to model rainfall infiltration and runoff on a slope. This program was combined with physical modeling and stability analysis to make certain the initiation condition for rainfall-introduced debris flows. Taking the landslide deposits at Wenjiagou gully as an example, the initiation conditions for debris flow were computed. The results show that increase height of surface-water runoff and the decrease of saturated sediment shear strength of are the main reasons for triggering debris-flows under heavy rainfall conditions. The debris-flow triggering is affected by the depth of surface-water runoff, the slope saturation and shear strength of the sediment.     

我国轻型高山冰芯机械钻机的发展和应用

通过冰芯研究可重建过去的气候环境变化, 为深刻理解现在和预测未来气候环境变化提供重要的科学依据. 冰芯机械钻机作为获取冰芯样品的必备工具之一, 在我国高山冰川冰芯获取中发挥了重要作用. 主要介绍我国自行研制的以山地冰川为主的冰芯机械钻机的发展过程和应用, 存在的问题和对未来的展望. 我国自行研制的BZXJ钻机性能优异, 是世界上同类钻机中的佼佼者, 截至2012年底已经钻取的冰芯总支数和总长度分别为125支和8 095 m, 为我国开展冰芯研究做出了重要贡献.     

滇西芒棒盆地芒棒组碳质粉砂岩的工程地质特性

滇西芒棒盆地是在上新世喜山运动后期高黎贡山强烈隆升过程中形成的近SN向的断陷盆地,在盆地内发育芒棒组碳质粉砂岩等半成岩,规划建设中的中缅公路保山-腾冲高速公路段从该套地层中通过。野外调查发现：该套碳质粉砂岩具有成岩差、易崩解、结构性强等特性,容易引发边坡失稳、隧洞围岩冒顶等工程地质问题。室内试验测试表明：该类岩石具有天然含水量高、孔隙度大、低膨胀性和有机质含量高等特点。由于有机质的胶结作用,天然岩体和干燥岩块浸水后的性状显著不同,岩体干燥后具有水稳性增强和膨胀势降低的特性。结合典型工程实例,开展了原位直接剪切试验。试验结果表明:碳质粉砂岩具有抗剪强度较高、峰残降差小等特点,是该类地层中大型不稳定斜坡体和蠕滑型滑坡发育的主要因素之一。     

动力时程响应的加卸载响应比描述研究

借鉴地震预报中的加卸载响应比理论,将作用在动力模型上的地震力视为加卸载,采用动力有限单元法和加卸载响应比理论开展全时程动力分析,建立了地震加卸载响应模型,采用相对位移(速度、加速度)作为响应参数,对地震过程加卸载响应比理论在动力响应预报方面进行了有益探索。结果表明,由于相对响应参数比绝对响应参数更能体现动力模型的变形趋势,反映动力荷载的作用机制;以加卸载响应比判断地震稳定性,是可以反映动力响应程度大小的一种有效方法。     

中国第二次北极科学考察沿线气溶胶成分分析

对2003年7月15~9月28日间中国第二次北极科学考察沿线所采集的气溶胶样品进行分析,获得了Na⁺、NH₄⁺ 、Ca²⁺、Cl^-、MSA、SO₄^2- 等11种离子的浓度数据(文中使用当量浓度).根据相关分析, 可将11种离子分为3类: 海盐源离子, 包括Na⁺、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-; 人为源, 包括NH₄⁺ 、NO₃^-; 其它源, 包括 CH₃COO^-、MSA、C₂O₄^2-. 气溶胶以海盐气溶胶为主, Cl^-、Na⁺ 离子分别是阴阳离子中含量最大的离子, (Na⁺ +Cl^-)对气溶胶载量(所测定的阴阳离子的总和)的贡献平均为60.2%, 占气溶胶总量的一半以上. NH₄⁺ /SO₄^2- 的比值的平均为0.45, 根据当地的大气环境和气溶胶的离子平衡, 认为气溶胶样品中NH₄⁺ 和 SO₄^2- 主要是以 NH4HSO4的形式结合. 根据考察沿线 NO₃^- 浓度的变化, 把考察沿线大致分为3个区: 日本海区, 中值为15.2 neq·m^-3; 鄂霍次克海及白令海区, 中值为1.8 neq·m^-3; 北冰洋区, 其浓度较低, 中值为0.4 neq·m^-3. 考察沿线白令海是MSA的高产区.     

珠穆朗玛峰北坡东绒布冰川成冰作用的新认识

冰川成冰作用的研究对于选择冰芯钻取点具有重要的科学意义。前人对珠穆朗玛峰北坡冰川成冰作用的研究,由于缺少高海拔区域的实测资料而具有一定的局限性。文章通过1998年东绒布冰川垭口处(6 500 m a. s. l.)11 m冰芯和海拔6 450 m处20 m冰芯剖面的成冰作用过程研究,认识到由于水、热条件的逐年波动,冰川成冰作用也处于变化之中。珠穆朗玛峰北坡东绒布冰川高海拔区域,在一定的水、热条件下(如气温较低和降水量较大等),再冻结-重结晶作用依然占主导地位,该成冰作用至少在垭口部位是有分布的。而一般在气温较高或降水量较少等条件下,冰川的成冰作用则以冷渗浸-重结晶作用为主。     

东天山庙儿沟平顶冰川钻孔温度分布特征

2005年8月在庙儿沟平顶冰川顶部海拔4 518 m处钻取了两根透底冰芯,对其中60 m的Core1冰芯钻孔利用热敏电阻温度计进行了温度测量,初步揭示了该处冰川的温度分布特征.结果显示,最低冰层温度-8.27℃出现在50 m深度处,这个深度在同类冰川中处于较低的位置;冰床底部的温度为-8.16℃,远低于压力融点.庙儿沟平顶冰川冰温的上述分布特征是在各种因素的影响下形成的,具有其独特性.这种温度分布特征,对冰芯记录过程较为有利,为恢复该地区气候与环境记录的准确性提供了保证.