考虑发育薄弱区对管涌发展影响的数学模型研究

为了揭示发育薄弱区对管涌发展的影响机制,进行了管涌砂槽模型试验和颗粒流数值模拟,建立了3组模型,以研究孔隙通道的空间发育对颗粒运移过程的影响,分析了土体内部细颗粒运移引起管涌破坏的动态过程。根据数值模拟结果,分析了管涌发展过程中试样细观及流体的变化规律,并与砂槽模型试验结果进行了比较,模拟与模型试验结果较吻合。结果表明,薄弱区越发育,压力分布调整的趋势越强,颗粒运移的趋势相应增加,达到破坏需要的时间越短。数值模拟获得的临界水力梯度与室内试验以及理论分析结果均比较接近,证明了采用颗粒流程序研究管涌问题是合理的,对研究存在薄弱区的砂土管涌现象具有明显的优势和广阔的应用前景。所揭示的结果有益于管涌机制的更深入研究。     

准噶尔盆地南缘天然气成藏及勘探方向

准噶尔盆地南缘地区与塔里木库车坳陷有着相似的沉积地层和构造演化历史,但是天然气勘探始终未取得重大突破。本文在南缘地区天然气成因类型与气源判识的基础上,分析该地区天然气成藏条件,探讨有利勘探方向与目标层系。结果表明,南缘地区天然气存在煤型气、混合气与油型气三类,且以煤型气和混合气为主;侏罗纪煤系为该地区主要的天然气源岩,其大量生气期与背斜构造形成期相匹配,构成最佳源灶-圈闭成藏组合;二叠系湖相和上三叠统湖相-湖沼相烃源岩也是重要的天然气源岩,其主要生气期在中部地区早于绝大多数背斜构造形成期,而在西部地区与背斜构造形成期相匹配。南缘地区生烃物质基础好于库车坳陷,只是主要气源岩侏罗纪煤系的成熟度略低于库车坳陷,盖层封盖性和储层发育规模略逊于库车坳陷,但仍具备形成大规模油气田的成藏条件。深层二叠系-侏罗系-白垩系成藏组合是最为有利的天然气勘探目标层系,西部是寻找和发现侏罗纪煤系和二叠系湖相油气藏的有利目标区域,中部是寻找和发现侏罗纪煤系天然气藏的有利目标区域。中浅层白垩系-新近系成藏组合是次要的天然气勘探目标层系,具有寻找和发现一定规模天然气藏的潜力。高探1井获得重大突破充分表明制约南缘天然气勘探大发现的因素不是气源规模、运移通道、储层物性和盖层封闭性,而是有效圈闭的落实、钻井工程技术及勘探工作量的投入。     

重塑黄土压缩变形的预测模型研究

针对黄土填方场地的沉降变形问题,通过进行不同初始含水率和干密度的重塑黄土的高压固结试验,发现荷载与干密度的比值（p/?d）与荷载（p）呈很好的线性关系,并以此为依据建立了不同厚度（荷载）填方场地的沉降预测模型。该模型有k和b两个参数,其中k随着初始含水率（w0）或初始干密度（?d0）的增大而减小,三者之间的关系为：?d0k +w0 =1;b主要与初始干密度有关,随着初始干密度增大而减小。与前人基于孔隙比和荷载关系所建立的压缩变形计算模型的对比分析发现,用干密度和荷载表示土压缩性的方法与试验数据拟合精度更高,且线性相关性更强,更适合于重塑黄土的压缩变形预测。     

等离子体层嘶声对槽区电子的弹跳共振散射效应

等离子体波动与带电粒子的共振相互作用一直是磁层物理学的研究热点.作为一种常见的宽频、右旋极化等离子体波动, 等离子体层嘶声在地球磁层电子的损失过程中起到了重要作用.其中, 嘶声波对电子的回旋共振散射被认为是辐射带槽区形成的主要机制, 而人们对嘶声波与电子的弹跳共振机制的理解却相对匮乏.本文旨在细致研究嘶声波与槽区电子的弹跳共振相互作用, 明确其对槽区电子动态演化过程的影响.研究发现, 嘶声波与电子的弹跳共振可以造成槽区电子在高投掷角(80°~90°)处明显的投掷角扩散.相比于低能(＜~100 keV)电子, 嘶声波引起的高能(＞~100 keV)电子的弹跳共振效应明显更强.槽区电子的弹跳共振投掷角扩散系数对于L-shell、地磁活动条件和共振阶数都有着很强的依赖性.随着L-shell的增大和地磁活动的增强, 嘶声波对电子的弹跳共振散射效应显著增强.对于低能电子, 共振阶数对总散射系数的贡献随阶数的升高而增大; 而对于低L-shell处的高能电子, 共振阶数对总散射系数的贡献随阶数的升高而呈现先增大后减小的趋势.嘶声波与槽区电子的弹跳共振相互作用可以有效地将高投掷角电子散射到较低的投掷角上, 进而在回旋共振机制的协助下将它们散射到损失锥中.因此, 未来在地球槽区电子动力学建模过程中有必要考虑等离子体层嘶声对电子的弹跳共振散射效应.

     

Study on numerical simulation to water lowering in an open coal mine digging

In view of the situation of excavation of open coal mine for the underground water disaster,we should carry out simulation studies for the numerical value of the water lowering project and improve the accuracy and the level of the water lowering project.On the basis of the hydrological geological conditions of certain open mine digging,a more reasonable seepage numerical model was built according to MODFLOW.It was simulated in advance that the process of the confined water level descending with the time,and combining with the actual observations to test the correctness of the model.The calculation showed that the results coincided well with the results of actual measurement.Based on this,different water lowering numerical simulations were built for the open coal mine digging.It could be simulated and forecast that the changes of the groundwater level in drainage process within and outside the mine pit,and it was quantitatively assessed that the possible water lowering result of the opencast water drainage process,which provide an important basis for the actual water lowering project and the possible project disposal.     

Assessing effects of “source-sink” landscape on non-point source pollution based on cell units of a small agricultural catchment

Ascertaining the relationship between "source-sink" landscape and non-point source(NPS) pollution is crucial for reducing NPS pollution, however, it is not easy to realize this target on cell unit scale. To reveal the relationships between "sourcesink" landscape and NPS pollution based on cell units of a small catchment in the Three Gorges Reservoir Region(TGRR), the runoff and nutrient yields were simulated first by rainfall events on a cell unit scale based on the Annualized AGricultural Non-Point Source Pollution Model(AnnAGNPS). Landscape structure and pattern were quantified with "sourcesink" landscape indicators based on cell units including landscape area indices and locationweighted landscape indices. The results showed that:the study case of small Wangjiagou catchment highlighted a good prediction capability of runoff and nutrient export by the AnnAGNPS model. Throughout the catchment, the spatial distribution trends of four location-weighted landscape indices were similar to the trends of simulated total nitrogen(TN) and total phosphorus(TP), which highlighted the importance of spatial arrangement of "source" and "sink" landscape types in a catchment when estimating pollutant loads. Results by Pearson correlation analysis indicated that the location-weighted landscape index provided a more comprehensive account of multiple factors, and can better reflect NPS-related nutrient loss than other landscape indices applied in single-factor analysis. This study provides new findings for applying the "source-sink" landscape indices based on cell units in small catchments to explain the effect of "source-sink" landscape on nutrient export based on cell unit, and helps improve the understanding of the correlation between "source-sink" landscape and NPS pollution.     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据进行提取的实证研究——以福州为例

DMSP/OLS数据能够观测到夜间灯光,因而被广泛应用于人类活动与城市扩展研究。本文以福州市为例,分析比较现有夜光数据的城区提取方法。通过实例分析,从阈值设定方面进行讨论,比较各方法的优缺点,可为夜间灯光数据在提取城市区域方面提供借鉴。     

井下地震计的P波接收函数正演计算及其稳定性研究——以首都圈地区为例

井下地震计波形记录的P波垂向分量存在频谱极小（spectrum null）现象,导致接收函数的结果不稳定.本文以首都圈地区为例,基于平面波入射的传播矩阵理论,发展了用于计算井下地震计的接收函数正演方法.在此基础上,分析了井下地震计波形垂向分量频谱极小现象,研究其对接收函数稳定性的影响.结果表明,井下地震计波形记录垂向分量的频谱极小开始出现的频率和地震计的埋深相关.该现象可造成反卷积提取的接收函数不稳定,且不稳定情况出现在频谱极小附近的频段,可通过选择合适的高斯因子压制其对接收函数的影响.

     

东太平洋中国开辟区沉积物中热水活动的矿物学及地球化学证据

通过对东太平洋多金属结核中国开辟区表层沉积物和短柱状沉积物的系统观察和分析，首次根据矿物学和地球化学两方面的证据，发现中国开辟区沉积物中热水活动及其产物的存在。X射线衍射分析表明，沉积物样品中普遍含有重晶石，部分样品中含量高达10％以上，扫描电镜观察发现，重晶石均为完整自形晶，并与同为自形的石英及钠长石共生。根据本区重晶石的地质背景及结晶形态，可以认为它的形成环境与加利福尼亚湾瓜伊马斯盆地（Guaymas)相似，属热水成因，伴生的石英和钠长石亦为常见的热水矿物，。这一共生组合的形成温度不低于70℃。地球化学研究发现，在柱状沉积物剖面上，Ba的垂向分布有两种类型，一种为平稳型，在一定深度范围内无明显变化。另一种为跃升型，并伴有其他活泼组分的同步变化，跃升型可视为热水活动在沉积历史上的记录，迄今为止，热水矿物组合主要见于东区的表层沉积物，而在西区，Ba在沉积物中的富集主要见于10cm以下层位，根据沉积速率推算，在中国开辟区西区的热水化活动记录比东区至少早0．1Ma。     

地理信息系统支持区域土地利用决策的研究

本文以江苏省溧阳县为例,研究地理信息系统技术在区域土地利用多目标规划中的应用,着重探讨地理信息系统支持的区域土地利用决策原理和方法。研究表明,在地理信息系统的支持下,通过单项适宜性评价模型和生产布局决策模型的建立与运行,可以有效地进行研究区合理的土地利用布局和为区域土地管理提供依据。