地震叠前逆时偏移高阶有限差分算法及GPU实现

叠前逆时偏移技术是解决地震成像问题的有力工具,但由于计算量大、成像噪音以及存储量大等原因没有得到广泛的应用.本文给出了逆时偏移的实现过程,分析了高阶有限差分格式的稳定性与频散关系.针对叠前逆时偏移计算量大的问题,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)实现算法加速,比传统的CPU计算速度提高了一个数量级.文中对理论模型进行了计算,并与单程波偏移方法做比较,结果表明:叠前逆时偏移有效突破了成像倾角限制,对垂直断层、盐丘空腔内幕等特殊构造成像效果均有显著提高.本文尚未涉及成像噪音去除以及存储量等问题,笔者将另文阐述.     

桂林毛村岩溶地下河二十多年来的水质演化趋势研究

利用桂林毛村地下河1983年、2007年、2008年和2009年的水化学监测数据和地下水水质资料,研究了地下河二十多年前后的主要离子浓度变化及其形成原因,并在水质评价的基础上预测其水质演化趋势。地下水地球化学分析表明:（1）地下河水中绝大部分离子和指标符合地下水质量标准（GB/T14848-93）规定的Ⅰ、Ⅱ类水质标准,地下水质量较好,但由于土地利用方式以及气候等自然条件的变化,一些离子浓度有所升高,水质有受污染倾向。（2）升高较显著的为Cl-、NO3-、SO42-、Mg2+、TFe、K+、pH值、 Na+、电导率（Ec）、总溶解固体(TDS)、总硬度（TH）和碱度(Alk)。（3）地下水离子浓度的变化主要受人类活动和气候、水—岩地质作用过程的共同影响。      

长江口氧化还原敏感元素的早期成岩过程

通过测试长江口沉积物及间隙水中Fe、Mn、U及Mo的含量,结合早期成岩模型及地球化学热力学分析,探讨了在河口环境中影响间隙水氧化还原敏感元素(Fe、Mn、U及Mo)分布的主要因素.根据Fick第一定律,估算了Fe、Mn、U及Mo在沉积物-水界面的扩散通量.结果表明,间隙水Fe、Mn、U及Mo的含量分别介于0.8~106μmol/L、14.8~258μmol/L、1.9~14.4nmol/L及60~546nmol/L之间.在垂直剖面上,间隙水Fe、Mn峰值分别出现在约5cm或10cm的深度.早期成岩过程是影响长江口沉积物间隙水Fe、Mn分布的主要因素.吸附系数对间隙水Fe、Mn的分布也有重要的影响.吸附系数越高,间隙水Fe、Mn浓度越低.影响间隙水U分布的主要因素为Fe,而Mo与Fe、Mn之间不存在相关性.通量计算结果显示Fe、Mn、U及Mo的扩散通量分别介于3.0~10.5μmol·(m2·d)-1、35.7~439.5μmol·(m2·d)-1、-2.3~0.2nmol·(m2·d)-1及-36.0~94.6nmol·(m2·d)-1之间.沉积物中自生铀组分约占总铀的6%~67%.      

闽江河口潮汐湿地甲烷排放通量温度敏感性特征

选择2007年11个月的中潮日,在闽江河口鳝鱼滩潮汐湿地,同步观测了芦苇(Phragmites australis)沼泽、短叶茳芏(又称成草)(Cyoerus malaccensis)沼泽、藨草(Scirpus triqueter)沼泽和光滩涨潮前、落潮后的甲烷排放通量以及气温和土温,计算了甲烷排放通量温度敏感性(Q10值),并分析了湿地甲烷排放通量Q10值与温度的关系.研究结果表明,4种湿地的甲烷排放通量与土温、气温都有显著的指数相关关系(n=20,p<0.01),低温时比高温时相关程度更高;4种湿地甲烷排放通量平均土温敏感性(Qs10值)和气温敏感性(Qa10值)分别为5.41和3.95,芦苇沼泽、咸草沼泽、藨草沼泽和光滩的甲烷排放通量Qs10值分别为3.22、5.23、4.79和11.10,它们的甲烷排放通量Qa10值分别为2.89、3.96、3.84和7.78,光滩甲烷排放通量温度敏感性最强;涨潮前4种湿地甲烷排放通量平均Qs10值和平均Qa10值分别为4.82和3.53,落潮后则分别为6.15和4.39,但涨潮前与落潮后湿地甲烷排放通量Q10值的差异不显著(p>0.05);湿地植物主要生长季,潮汐湿地甲烷排放通量Q10值低于其他时间.     

莺歌海盆地浅层气藏二氧化碳分布特征及其原因分析

从CO₂的成因、充注期次以及不同底辟发育特征等出发,对不同类型底辟之上的CO₂分布特征及其原因进行了分析。研究认为：浅层二氧化碳主要来源于壳源碳酸盐岩的高温分解,其分布差异的主要原因是流体组成、充注期次的不同以及底辟活动强度的差异。在低幅度弱能量底辟带,二氧化碳主要富集在烃类气储层的下部。在高幅度中等能量底辟带,二氧化碳呈现明显的分块分层特征：在断裂的同一侧,浅层富烃,深层富二氧化碳;断裂上盘相对富烃,断裂下盘相对富二氧化碳;同一气层内部,靠近断裂富二氧化碳,远离断裂富烃。在喷口型强能量底辟带,二氧化碳的分布没有明显的规律性。研究还表明,CO₂分布深度与水中CO₂溶解度有关,深层地层水中的CO₂溶解度很大,游离态的CO₂大量出现的可能性较小。     

东北地区煤炭城市脆弱性与可持续发展模式

采用实地走访调研以及座谈等方式对东北地区煤炭城市的脆弱性状况进行定性的诊断,利用东北地区煤炭城市2000年和2005年统计数据进行脆弱性的定量分析。研究表明:①自然系统的脆弱性表现在先天的不稳定和敏感性、水资源破坏、大气污染、土地和森林资源的破坏、固体废弃物的堆积等方面;②经济系统的脆弱性表现在资源储量、产业结构、企业生产能力、技术创新等方面;③社会系统的脆弱性表现在产业结构单一造成的就业结构和劳动技能的缺乏,以及再就业的难度大;④对东北地区煤炭城市的脆弱性进行类型分异,2000年,研究区域除鹤岗市较低脆弱之外,其余城市均属于中度脆弱区;2005年,研究区域均转变为中度脆弱区;⑤总结出东北地区煤炭城市可持续发展的四种模式,即综合型发展模式、期待型培育模式、接续型发展模式和创建和谐社会模式。     

潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐响应研究进展

综述了潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐还原过程响应的最新研究进展。潮汐盐湿地甲烷产生除竞争性底物醋酸和二氧化碳/氢气外,甲胺、三甲胺、甲醇和甲硫氨酸等非竞争性底物同样十分重要;潮汐盐湿地甲烷产生潜力较低;硫酸盐对甲烷产生抑制作用明显;底物、硫酸盐浓度、温度与pH值均对硫酸盐抑制甲烷产生过程产生影响,此外,潮汐、盐分、菌种数量与活性也是影响甲烷产生过程主要因子。     

简单线性沙丘形成环境及其动力过程研究

通过对腾格里沙漠腹地典型线性沙丘进行了三期定点监测,结合周边区域风况资料,从沙丘的形态特征、年摆动幅度及其监测断面的高程分布等对其形成环境及动力过程进行了研究。线性沙丘纵向年增高幅度达1.8 m,沙丘底部平均吹蚀深度达25 cm,脊线监测点高差可达1.13 m。沙丘底部风蚀现象比较严重,中上部位主要以积沙为主。该沙丘围绕主体走向向东摆动,沙丘脊线整体向东水平摆动距离达5.8 m。特别是沙丘顶部摆动幅度尤为明显,最大摆动幅度达到13.2 m。在沙丘K监测断面上,沙丘脊线西侧各控制点的高程呈减小趋势,沙丘主体向东侧摆动。从三次不同时期沙丘纵剖面控制点高程变化和横剖面K监测断面摆动特征来看,该线性沙丘除了受优势风向偏西风的影响外,还受东北风和西南风两股风的牵制,表现为沙丘脊线围绕主体走向左右摆动,整体向东侧平移。     

沙粒起动风速的影响因素研究

通过对风场中沙床表面沙粒的受力分析,建立了坡面沙粒起动风速的理论公式,并将计算结果与已有实验研究结果进行了比较,结果表明,给出的理论计算公式是正确的。在此基础上,详细讨论了坡角、风向角、荷质比、电场力以及空气上升力对坡面沙粒起动风速的影响。其结果是：坡角一定时,沙粒的起动风速随风向角的增大而增大;风向一定时,背风坡沙粒的起动风速随坡角的增大而变小;弱电场中电场力对沙粒起动风速几乎没有影响,强电场中随着沙粒荷质比的增大,起动风速明显减小;空气上升力明显使沙粒起动风速减小。     

GOCAD在某桥基边坡三维地质建模中的应用研究

利用专业三维地质建模软件GOCAD(Geological Object computer Aided Design),通过野外实测离散的工程勘测数据拟合和插值,建立了该边坡(含地形、地层分界线等信息)的三维地质模型,把地质结构信息通过三维可视化具体体现,并且可以任意切割剖面加深对地质结构的认识.由于三维地质模型的建立,一方面为地质工程人员进一步分析研究桥基边坡稳定性及数值模拟分析计算提供一种新的手段和方法,另一方面为非地质工程人员对边坡三维地质结构直观认识均具重要工程实际意义.