泥石流暴雨个例中尺度分析

对2003年7月8～9日发生在湖北中部并且造成泥石流灾害的大暴雨过程进行了中尺度分析,结果表明：①在有利的大尺度系统下产生的中小尺度系统是暴雨产生的最直接的系统;②湖北省泥石流灾害发生在特殊的地理位置,秭归、宜昌、宜都等鄂西山地到江汉平原的过渡带是泥石流灾害的多发地;③暴雨尤其是泥石流发生地周围的历时短、局地性强的大暴雨是泥石流灾害直接的诱发原因;④中尺度系统的源地与地形有关,在西南气流的背风坡容易形成中尺度系统;⑤多普勒雷达是监测中尺度系统的强有力工具,一个中α尺度云团中可以是一个也可以有两个以上的混合回波团或带;⑥中尺度涡旋形成于低空急流左侧强正涡度中心附近。     

富硫型水库沉积物AVS和SEM空间分布特征及重金属风险评价

随着湖库外源性污染的有效控制,沉积物污染特征成为影响湖库水环境质量的关键因素。本文以富硫型水库——汤河水库为研究对象,分析探讨水库沉积物的理化性质、重金属总量、酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同步提取重金属(simultaneously extracted metals,SEM)的空间分布特征,采用沉积物基准法(sediment quality guidelines, SQGs)和AVS与SEM关系法对重金属可能诱发的生态风险和毒性效应进行评估。结果表明:汤河水库沉积物中AVS含量在0.03~51.75 μmol/g之间,并呈现坝前深水区>东支流库区>西支流库区的空间分布特征。根据Pearson相关性分析可知,汤河水库沉积物AVS含量与间隙水中SO₄^2-浓度、沉积物烧失量(LOI)含量呈显著正相关,与沉积物间隙水中NO₃^-浓度和沉积物pH呈现显著负相关。间隙水中SO₄^2-浓度和沉积物LOI含量是控制AVS产量的重要因素。水库沉积物中ΣSEM变化范围为0.52~2.75 μmol/g,呈现出东支流库区>坝前深水区>西支流库区的分布规律。水库沉积物中ΣSEM/AVS和ΣSEM-AVS的变化范围分别为0.06~22.73和-49.18~2.44 μmol/g,显示出水库坝前深水区表层0~10 cm沉积物不具有生态风险,而东、西支流库区沉积物中的SEM因为不能完全被AVS所固定而存在潜在生态风险。就单一重金属而言,汤河水库坝前深水区和东西支流中部区域沉积物Ni、Cu、Pb和Zn含量均介于临界效应含量(threshold effects level, TEL)值和可能效应含量(probable effect level, PEL)值之间,可产生低级风险毒性效应,但Ni的毒性效应风险接近中级,今后应予以重点关注。富硫型水库沉积物中容易出现高含量AVS,沉积物间隙水中SO₄^2-和NO₃^-的浓度是决定沉积物AVS净产量的重要因素。流域内重金属土壤背景值以及工业、采矿产业排放的废水类型直接影响着诱发生态风险的重金属种类。     

鄱阳湖湿地溶解性有机质的光化学属性对水体光活性中间体(PPRIs)季节性变化的影响

湿地的水文和水化学在时空尺度上会呈现显著差异,进而会引发光化学反应的变化,光活性中间体(PPRIs)是水体间接光反应的产物,具有极强的氧化性,对水环境中有机物和污染物的归驱具有重要的影响,因此迫切需要探究湿地中PPRIs的产生过程。本研究通过捕获剂法监测了鄱阳湖湿地4个季节水体中3种PPRIs(¹O₂、·OH及³CDOM^*)的产生速率和稳态浓度的变化,并通过紫外吸收光谱、三维荧光光谱、以及傅立叶变换离子回旋共振质谱等技术对水体中可溶性有机质(DOM)组分的化学特征进行分析,揭示了鄱阳湖湿地不同季节水体中的DOM的光化学反应特性及与PPRIs产生的相关性。结果发现:鄱阳湖夏季和秋季水体的pH值、溶解有机碳(DOC)浓度较高,相反,硝酸盐、亚硝酸盐浓度在夏季和秋季较低。夏季和秋季的DOM中芳香族化合物丰度较高,并且木质素丰度明显高于冬季和春季。不同季节鄱阳湖水体有色可溶性有机物产生能力依次为秋季>夏季>冬季>春季。夏季和秋季水体中¹O₂和·OH产生速率和稳态浓度显著高于春季和冬季水体。pH、DOC、E2/E3、脂类、蛋白类及木质素类与PPRIs产生速率展现出了良好的正相关关系,尤其是其中的DOC与木质素类组分;另外在三维荧光指标结果中,荧光指数(FI)和新鲜度指数(β/α)与PPRIs呈现负相关关系,证明FI值越低即DOM陆源性越高、非新生DOM比例越高,则PPRIs产生速率越高。综上,PPRIs的光化学产生与植物源DOM密切相关。与春季和冬季相比,夏季和秋季鄱阳湖水体的有机质高,而其中DOM组分中芳香族化合物丰度较高,主要来自陆生植物和土壤有机质,其有机质的腐殖化水平较高,而在春季和冬季水体有机质主要来自湖泊本身和微生物产生的有机质,属于内源。淹水植物残体降解过程释放的有机组分,对夏、秋季DOM的来源和组成有着极易被忽视的影响和作用,而其中光化学活性较强的有机组分如木质素是造成其PPRIs产率更高的主要原因。     

低纬高原雹云识别物元可拓模型及效果检验

雹云识别是一个多参数的模式识别问题,应用物元可拓思想将单参数雹云识别的不相容性转化为相容性问题。在与成都地区雹云识别的物元可拓模型进行对比后,根据低纬高原地形及气候特点,通过适当增加参数,构造完成低纬高原雹云识别的物元可拓模型,以此进行雹云识别,准确率达86％以上。     

Three-dimensional topography corrections of magnetotelluric data

Topographic effects due to irregular surface terrain may prevent accurate interpretation of magnetotelluric (MT) data. Three-dimensional (3-D) topographic effects have been investigated for a trapezoidal hill model using an edge finite-element method. The 3-D topography generates significant MT anomalies, and has both galvanic and inductive effects in any polarization. This paper presents two different correction algorithms, which are applied to the impedance tensor and to both electric and magnetic fields, respectively, to reduce topographic effects on MT data. The correction procedures using a homogeneous background resistivity derived from a simple averaging method effectively decrease distortions caused by surface topography, and improve the quality of subsurface interpretation. Nonlinear least-squares inversion of topography-corrected data successfully recovers most of structures including a conductive or resistive dyke.     

内蒙古乡镇精细化预报模型及业务试验

文章利用县级台站天气实况插值生成乡镇天气实况资料库进而建立乡镇MOS预报方程的处理方法,建立了内蒙古1242个乡镇及一般风景点24小时天气要素精细化客观预报模型,并建成了业务化系统进行了业务试验运行。预报效果检验表明,这一方法是一种可行的精细化预报研制技术,其预报效果明显好于中央台精细预报指导产品,个别要素甚至略好于人工订正产品,完全可以应用于业务工作中。     

川西北地区中三叠统顶部溶蚀型喀斯特特征及地质意义*

中三叠统顶部溶蚀型喀斯特在什邡金河剖面及四川盆地大部分地区已有报道。在近期的野外工作中,在川西北地区绵竹汉旺观音崖、江油黄莲桥和江油马鞍塘剖面天井山组近顶部、顶部也识别出这一古特提斯面,其形成与强烈的构造活动或全球海平面下降造成的岩层长时间的暴露有关。其表现形式主要为: (1)暴露溶蚀间断沉积面;(2)溶沟、溶缝及其内的碳酸盐、陆源碎屑充填物;(3)暴露期黏土层;(4)喀斯特角砾。其中暴露溶蚀间断沉积面上的沉积构造以鸟眼、层状孔洞构造最为典型,在绵竹汉旺观音崖剖面最为发育,孔、洞充填物主要为亮晶方解石和白云石;溶沟、溶缝及其内的碳酸盐、陆源碎屑充填物在江油马鞍塘、汉旺观音崖、什邡金河等剖面均有发育,这些溶缝、溶沟一般近于竖直发育,宽度及深度不一,被碳酸盐角砾、亮晶方解石、白云石或陆源黏土等所充填;暴露期黏土层主要见于江油黄莲桥剖面,共发育2套,厚5~20 cm,与铁质矿物共生,其上下发育深灰色潟湖沉积;喀斯特角砾主要见于汉旺观音崖剖面,喀斯特角砾最大可达15×20 cm大小,呈棱角状充填于富含泥质和有机质的暗色碳酸盐基质中。天井山组近顶部溶蚀型喀斯特的发现可为区域地层等时对比提供依据,与其有关的古岩溶作用可在天井山组(或雷口坡组)顶部碳酸盐岩中形成以溶蚀孔、洞、缝为主要储集空间的古岩溶型储集层。     

海洋三维VC观测系统优化设计

观测系统设计在地震勘探中起着至关重要的作用,最佳观测系统不仅可以提高资料品质,还能够降低采集成本。通过对海洋垂直缆（vertical cable,VC）进行正演模拟我们发现,随着偏移距的增大,同相轴会出现交叉、合并现象,地层顺序也会发生变化。我们针对单VC和多VC的特点,分别设计了相应的观测系统。然后对所设计的观测系统进行评价与优化,并得出了一些有益的结论：采用增加激发点密度的方法对面元覆盖次数的改善效果要好于采用增加激发面积的方法对面元覆盖次数的改善效果;当目标层存在倾角时,通过在构造走向上增加激发线条数,同时在下倾方向上增加激发线长度可以补偿照明损失;当目标层为背斜或向斜时,通过增大最大环半径来增加背斜和向斜照明范围的方法奏效甚微;当激发面积和接收面积相等时,通过同时增大激发面积和接收面积来提高中心区域面元覆盖次数的方法行不通,而当激发面积大于接收面积时则该问题得以解决。     

吉东南新太古代晚期片麻岩类的时代、成因及其对早期地壳形成演化的制约

吉林省东南部通化地区广泛出露早前寒武纪花岗质片麻岩类,其岩石组成、形成时代和成因对深化认识华北克拉通东北缘早期地壳形成演化历史具有重要意义。本文系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Lu-Hf同位素地球化学等研究结果表明,这些花岗质片麻岩类按照SiO₂质量分数总体可划分为高硅和低硅两组：前者主要由二长花岗质片麻岩、奥长花岗质片麻岩及英云闪长质片麻岩组成,其原岩形成于2 549~2 557 Ma;而后者由石英二长闪长质片麻岩及花岗闪长岩质片麻岩组成,其原岩形成于2 534~2 552 Ma;并且两组岩石都含有约2 600 Ma的捕获锆石,共同遭受了约2 500 Ma变质作用的影响。地球化学分析结果显示,低硅岩组具有较高的MgO、CaO、Na₂O质量分数,属于高钾—中钾钙碱性系列,并且富集LREE、亏损HREE和HFSE;与之相比,高硅岩组则具有较低的MgO和CaO质量分数,显示更强烈的轻、重稀土元素分馏以及Nb、Ta、P、Ti等亏损的特征;但两者均具有较弱的正或负Eu异常。结合区域最新研究成果,认为研究区低硅和高硅两组岩石应具有相同的源区,其形成可能与大洋板片俯冲、岩浆底侵引起的地壳部分熔融作用有关。此外,两组岩石具有相似的ε_Hf（t）值（2.72~7.95）和模式年龄（2.86~2.55 Ga）,暗示区域主要存在新太古代晚期地壳生长事件;结合区域内变质火山岩的研究进展,认为吉林省东南部通化地区花岗质片麻岩类可能形成于活动大陆边缘的构造背景。     

有色示踪剂模拟槽实验图像分析法

图像分析法是处理有色示踪剂模拟槽实验结果的常用方法之一。本文以食用亮蓝为示踪剂,从污染物的检测精度和污染羽描绘的准确度两个方面将图像分析法与传统取样法进行对比,并利用Matlab编程对模拟槽内的污染物贮存质量进行定量计算。结果表明,与传统取样法结果相比：图像分析法的检测精度可提高1个数量级;污染羽的描绘准确度至少可提高3%左右,在实验所设置的非均质条件下可提高17%左右。利用自行编制的Matlab程序对本实验模拟槽内贮存亮蓝质量进行计算可得,当剖分格数为3 700²（1 369万）时,亮蓝贮存质量的计算值最接近实测值,最小误差仅为0.5%。综合来讲,图像分析法是一种准确度高、空间分辨率高的信息采集和处理手段,可实现对非均质地层中有色示踪剂运移过程更为精细的描述。