超慢速扩张环境下超镁铁质岩系统的热液硫化物成矿机理以及启示

西南印度洋63.5°E热液区是在超慢速扩张洋脊发现的首个超镁铁质岩热液系统。对取自该区的热液硫化物样品进行了系统的矿物学和地球化学分析,矿物学分析结果表明:该热液区硫化物为富Fe型高温硫化物,且经历了较深程度的氧化蚀变,大量中间态的Fe氧化物充填在硫化物矿物间的孔隙及内部解理中;这些硫化物相以白铁矿为主,其次是等轴古巴矿和少量铜蓝,缺乏黄铁矿、闪锌矿。据推断,该区的热液成矿作用分为4个阶段:低温白铁矿阶段→高温等轴古巴矿阶段→自形白铁矿阶段→后期海底风化阶段（少量铜蓝以及大量的Fe的羟氧化物）。与之相对应,地球化学分析结果表明这些硫化物的Fe含量较高（31.57%~44.59%）,Cu含量次之（0.16%~7.24%）,而Zn含量普遍较低（0.01%~0.11%）;微量元素较为富集Co（328×10-6~2 400×10-6）和Mn（48.5×10-6~1 730×10-6）。该区硫化物中较高含量的Fe、Co与超镁铁质岩热液系统相似,明显高于镁铁质岩热液系统。独特的热液硫化物矿物学特征和元素组成可能与该区普遍出露的地幔岩、橄榄岩蛇纹石化作用以及拆离断层的广泛发育的环境有关。     

水下航行体双空泡相互作用数值模拟研究

高速水下航行体头肩部和表面突起等位置很容易产生空泡,不失一般性,将表面突起结构简化为一定高度的台阶.针对简化的航行体模型,基于数值模拟方法研究了头肩部空泡与台阶处空泡、头肩部空泡与尾空泡2种类型的双空泡相互作用问题.不同的来流攻角下,头肩部空泡与台阶处空泡的作用过程存在区别,可以分为大攻角和小攻角2种类型.当尾空泡内有...     

长株潭城市群耕地动态变化及驱动力实证研究

利用长株潭城市群近10年的土地利用调查数据及相关社会经济资料,宏观分析了该区域耕地动态变化的趋势,并用主成分分析和多元逐步回归分析法探讨了耕地数量变化的主要驱动力。结果表明,长株潭城市群耕地资源的时空变化特征显著,耕地呈现出逐年减少的总体趋势;得出社会发展因素、经济增长因素、农业科技水平的提高因素以及国家的相关政策是长株潭城市群耕地资源变化的四大类主要驱动因素;总体上,耕地面积与社会经济发展各因素间的相关系数约低于累计耕地面积与各因素之间的相关系数,说明该区域耕地减少与社会经济发展存在时间上的错位性,即经济和社会发展滞后于对耕地资源的占用。     

SELFE: A semi-implicit Eulerian–Lagrangian finite-element model for cross-scale ocean circulation

Unstructured-grid models grounded on semi-implicit, finite-volume, Eulerian–Lagrangian algorithms, such as UnTRIM and ELCIRC, have enjoyed considerable success recently in simulating 3D estuarine and coastal circulation. However, opportunities for improving the accuracy of this type of models were identified during extensive simulations of a tightly coupled estuary–plume–shelf system in the Columbia River system. Efforts to improve numerical accuracy resulted in SELFE, a new finite-element model for cross-scale ocean modeling. SELFE retains key benefits, including computational efficiency of existing semi-implicit Eulerian–Lagrangian finite-volume models, but relaxes restrictions on grids, uses higher-order shape functions for elevation, and enables superior flexibility in representing the bathymetry. Better representation of the bathymetry is enabled by a novel, “localized” vertical grid that resembles unstructured grids. At a particular horizontal location, SELFE uses either S coordinates or SZ coordinates, but the equations are consistently solved in Z space. SELFE also performs well relative to volume conservation and spurious oscillations, two problems that plague some finite-element models. This paper introduces SELFE as an open-source code available for community use and enhancement. The main focus here is on describing the formulation of the model and on showing results for a range of progressively demanding benchmark tests. While leaving details to separate publications, we also briefly illustrate the superior performance of SELFE over ELCIRC in a field application to the Columbia River estuary and plume.     

PVDF管式超滤膜在低渗油田水处理中的研究及应用——以江苏台兴油田为例

根据低渗油田和特低渗油田的特点,研制出PVDF管式超滤膜,开展室内基础研究,并在江苏台兴油田进行中试和大规模的现场试验。经过处理后,水质标准达到油田回注水A1标准（SY／T5329-1994）,满足了低渗油田和特低渗油田的注水要求。     

Cr^3＋在改善三元复合驱中的作用实验研究

在三元复合驱矿场应用实践中,由于三元复合体系自身流度控制能力的局限性,必须通过聚合物凝胶前置段塞来改善吸液剖面,这就涉及到聚合物凝胶与三元复合体系的配伍性。通过向三元复合体系中加入有机铬,考察Cr^3＋对三元复合体系黏度、界面张力和阻力系数等性能影响,进而对Cr^3＋聚合物凝胶与三元复合体系配伍性以及Cr^3＋在改善三元复合体系性能方面的作用做出评价。结果表明,Cr^3＋的加入对三元复合体系黏度和界面张力影响不大,但阻力系数和残余阻力系数却明显增加。当采用Cr^3＋聚合物凝胶作为前置段塞或采用添加Cr^3＋的三元复合体系进行复合驱油实验时,其采收率增加幅度都要高于普通三元复合驱。这不仅显示出Cr^3＋聚合物凝胶与三元复合体系间良好的配伍性,而且为改善三元复合驱增油效果提供了新的途径。     

Numerical prediction of MODUs drift during Hurricane Katrina

Severe hurricanes, such as Katrina, broke the mooring lines of a number of mobile offshore drilling units (MODU) deployed in the Gulf of Mexico and some of those MODUs went adrift. A drifting MODU may damage other critical elements of the offshore oil and gas infrastructure by colliding with floating or fixed production systems and transportation hubs, or by rupturing pipelines owing to their dragging anchors over the seabed. To avoid or mitigate the damage caused by a drifting MODU, it is desirable to understand the mechanics of the drift of a MODU under the impact of severe wind, wave and current and have the capability of predicting the trajectory of the drift. To explore the feasibility and accuracy of predicting the trajectory of a drifting MODU based on hindcast met-ocean conditions and limited knowledge of the condition of the drifting MODU, this study employed a simplified equation describing only the horizontal (surge, sway and yaw) motions of a MODU under the impact of steady wind, current and wave forces. The simplified hydrodynamic model neglects the first- and second-order oscillatory wave forces, unsteady wind forces (owing to wind gustiness), wave drift damping, and the effects of the body oscillation on the steady wind and current forces. It was assumed that the net effects of the oscillatory forces on the steady motion are insignificant. To verify the accuracy and feasibility of our simplified approach, the predicted drifting trajectories of two MODUs were compared with the corresponding measurements recorded by the global positioning system (GPS).     

南海北部表层颗粒有机碳的季节和年际变化遥感分析

海洋颗粒有机碳（POC）是海洋固碳的一个关键参数。为了研究南海北部陆架及海盆表层POC浓度的时空分布特征以及变化趋势,本文利用2009-2011年4个季节的实测数据,对NASA发布的MODIS/AQUA卫星月平均POC遥感产品,进行了验证和校正;并利用校正后的遥感数据分析了2003-2014年POC的时空分布特征和变化趋势。发现POC遥感产品与南海北部实测数据具有较好的线性关系（R2=0.72）,但存在系统性偏高,需利用实测数据对遥感数据进行区域性校正。分析校正后的遥感数据发现,南海北部陆架POC浓度较高,平均为（33.34±8.02）mg/m3;吕宋海峡西南海域浓度较低,平均为（29.25±6.20）mg/m3;中央海盆区浓度最低,平均为（27.02±4.84）mg/m3。春夏季POC浓度较低,最低值一般出现在5月,冬季（12月至翌年1月）POC浓度达到最高。利用2003-2014年的长时间序列遥感叶绿素（Chl a）和海表温度（SST）、混合层深度（MLD）模式数据,以及实测数据对南海北部POC浓度的影响机制进行了分析。发现POC与Chl a在秋冬呈现较好的相关关系（R2=0.51）,但在春夏季较离散,表明秋冬季生物作用对POC影响较大。2003-2014年期间,POC与Chl a、MLD及SST存在明显的年际变化,但并没有显著的上升或下降趋势。     

基于223Ra和224Ra的桑沟湾海底地下水排放通量

海底地下水排放（SGD）是陆地向海洋输送水量和营养物质的重要通道之一,对沿海物质通量及其生物地球化学循环有重要的影响,对生态环境起着不可忽视的作用。本文运用天然放射性同位素223Ra和224Ra示踪估算了我国北方典型养殖基地桑沟湾的海底地下水排放通量。结果表明,海底地下水样尤其是间隙水中Ra活度[224Ra=（968±31）dpm/（100 L）,223Ra=（31.4±4.9）dpm/（100 L）,n=9]远高于表层海水[224Ra=（38.7±2.0）dpm/（100 L）,223Ra=（1.70±0.50）dpm/（100 L）, n=21]。假设稳态条件下,考虑Ra的各源、汇项,利用Ra平衡模型,估算出桑沟湾SGD排放通量为（0.23~1.03）×107 m3/d。潮周期内的观测结果显示,涨潮时,水力梯度较小,SGD排放变弱,落潮时,水力梯度较大,导致了相对较多的SGD排放。在一个潮周期间,基于223Ra和224Ra得到的SGD排放通量平均为0.39×107 m3/d。潮汐动力下的SGD排放平均占总SGD排放的61%,因此桑沟湾沿岸的地下水排放主要受潮汐动力的影响,并对海水组成及海陆间物质交换有显著贡献。     

东海PN断面透明胞外聚合颗粒物分布特征及来源研究

透明胞外聚合颗粒物（TEP）是凝聚网的重要组成部分甚至核心,在微尺度范围上形成了水环境结构的重要梯度,对于元素地球化学生物循环、碳沉降以及食物网有着举足轻重的作用。本文研究了东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物的分布特征及来源。结果表明:东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物含量介于28~376 μg Xeq./L之间,平均值为（115±67）μg Xeq./L;呈现出明显的夏季 > 冬季 > 秋季 > 春季的季节变化特征以及近岸 > 外海和底层 > 表层的分布趋势。通过对比透明胞外聚合颗粒物分布趋势和硅藻、甲藻分布趋势以及统计分析得出,东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物主要来源于硅藻,甲藻贡献不大;而外海TEP的来源可能主要由超微型浮游植物贡献。