季节性冻融对盐荒地水盐运移的影响及调控

季节性冻融是干旱区土壤盐碱化形成的主要驱动因子,但冻融过程中土壤水盐耦合关系及热量调控机理仍不清楚。通过分析2009年11月～2010年5月新疆玛纳斯河流域典型盐荒地季节性冻融过程中土壤剖面160 cm以内的水分、盐分和温度动态变化,探讨了不同土层冻融过程中水热盐的耦合关系。结果表明：土壤最大冻结深度为150 cm左右,表土层（0～40 cm）温度与气温关系密切;土壤剖面水分呈现“C”型垂直分布,表土层和底土层（100～160 cm）含水量较大,而心土层（40～100 cm）含水量不足10%,土层平均含水率在冻融前期增加了12.91%,而在初蒸期减少了10.01%;土壤剖面盐分在冻结期和初蒸期表聚作用明显,心土层和底土层含盐量稳定,土壤剖面含盐量表现为“积盐-脱盐-再积盐”的变化过程。水热盐之间具有高度协同性,心土层和底土层表现为水盐相随、而表土层为水去盐留的耦合特征,热量传输是调控水盐运移的关键因素。     

中龄和老龄杉木人工林细根序级形态和呼吸特征

以福建省南平市王台镇溪后村安曹下19年生和91年生杉木人工林为研究对象,对其1~5级细根的形态及呼吸特征进行了比较研究。结果表明:2个林分细根直径、根长、组织密度随序级升高逐渐增大,比根长及比根呼吸随序级升高则减小;2个林分细根仅在4级根之间和5级根之间的直径以及5级根之间的比根呼吸具有显著差异(P0.05)。方差分析表明林龄仅对细根直径有极显著影响(P0.01),对根长、比根长、组织密度及比根呼吸的影响均不显著;林龄和序级的交互作用对细根直径,比根长及比根呼吸有显著影响(P0.05,P0.01),对根长和组织密度的影响不显著;序级对两个林分细根直径、根长、比根长、组织密度及比根呼吸的影响均达到极显著水平(P0.01)。回归分析表明2个林分细根直径、根长、比根长、组织密度及比根呼吸与序级之间具有三次函数,指数函数,或者幂函数关系。     

洞庭湖区生态承载力系统耦合协调度时空分异

不同时空尺度下,生态承载力系统耦合协调度呈现不同差异和变化。在阐述耦合协调发展作用机理的基础上,构建了耦合协调度评价指标体系,利用容量耦合模型对洞庭湖区生态承载力系统耦合协调度进行时空分析。结果表明：① 时序变化上,2001~2012年洞庭湖区生态承载力系统耦合度和耦合协调度变化趋势基本趋同,大致呈现同步稳定上升态势,耦合度均值达0.499,处于拮抗阶段;耦合协调度均值达0.463,处于中度耦合协调阶段;年均增长率上,耦合度达3.35%,大于耦合协调度的3.05%。表明生态承载力内部系统耦合作用和协同效应明显,并且耦合作用的强度大于内部协调性。② 空间分异上,17个县域的耦合度出现了低水平耦合、拮抗阶段和磨合阶段3种状态,3种耦合状态的县域个数和区间变化呈现不同的差异。耦合协调度出现了低度耦合协调、中度耦合协调和高度耦合协调3种状态,其变化状况基本上与耦合度类似,但从协调状态的县域个数和区间变化来看,耦合协调度的变化稍滞后于耦合度的变化,空间分布与耦合度分布特征基本相似,高、低值区的空间分布由西南向东北大致呈现较低-高-低-高-较低的“M”型基本格局。③ 空间组合上,17个县域出现了低耦合低协调区、中耦合低协调区、中耦合中协调区、高耦合中协调区和高耦合高协调区5种空间组合类型,其基本空间格局是,低耦合低协调区集中分布在洞庭湖区中部和西南部,高耦合高协调区则沿京广线、石长线和常岳高速三线呈“三足鼎立”布局,其它不同组合类型则集中于高耦合高协调区外围呈“零星状”分布。     

ADINA有限元软件中材料本构的二次开发

美国ADINA R&D公司开发的软件产品ADINA经过20多年的商业开发,目前已成为全球最重要的非线性求解软件,尤其对结构非线性、流-固耦合等复杂问题的求解具有强大优势,被认为是非线性有限元发展方向的先导。然而,任何商业化的有限元软件都不可能满足客户的所有要求,例如,ADINA软件中没有岩土工程领域常用的Duncan-Chang模型。以土工数值分析中广泛应用的Duncan-Chang E-B模型为例,介绍在ADINA软件中进行材料本构二次开发的方法,给出了开发过程,通过对3个常规三轴压缩模型的数值模拟验证程序的可靠性。结果表明,基于ADINA开发的材料本构模型具有计算速度快、精度高和前后处理快捷方便的优点。另外,验证结果也表明该软件具有超强的非线性求解能力和可靠的求解结果。     

高层大气密度的午夜极大值特征分析与建模

利用CHAMP (CHAllenging Minisatellite Payload)、GRACE-A (Gravity Recovery and Climate Experiment-A)、SWARM-C (The Earth''s Magnetic Field and Environment Explorers-C)等3颗极轨卫星的资料, 研究360—480km高层大气密度在低纬度区域的午夜极大值(Midnight Density Maximum, MDM)现象. MDM一般出现在23:00- 02:00 LT (Local Time)之间,峰值位置在低纬度15°以内,谷值位置在中纬度35°-45°附近,整体略偏向南半球,振幅约为平均密度的26%.随着高度增大以及太阳辐射水平的增强,MDM振幅呈减小趋势;冬至和夏至日附近的季节效应会减弱MDM振幅,在春秋分日的振幅最大.用3个主流大气模型DTM2000 (Drag Temperature Model 2000), NRLMSISE00 (US Naval Research Laboratory, Mass Spectrom-eter and Incoherent Scatter radar)和JB2008 (Jacchia- Bowman 2008 model)对MDM进行模拟,JB2008没有刻画出MDM现象;另两个模型低估了MDM效应,在360km和480km两个高度DTM2000模型的振幅仅为观测的46%和53%, NRLMSISE00模型仅为观测的33%和26%;模型没有准确刻画出MDM与高度、辐射水平和季节的关系.联合3颗卫星的资料,研究了-种基于地理纬度的6阶勒让德多项式,同时融合地方时和高度因素的经验函数,在振幅和相位上可以较好地刻画MDM特征,相关系数达到0.923,可为大气密度模型的修正提供借鉴,服务于低轨道航天器高精度轨道预报.     

利用SEM照片获取土的孔隙结构参数

以土工实验和计算机图像处理技术为基础, 探讨利用SEM照片获取土的孔隙结构参数的方法, 并以重塑粘性土为例进行实证分析.为获取孔隙结构参数, 首先分3个步骤对土样的SEM照片进行图像处理: 即照片格式转换、颗粒边际线探测和颜色充填; 然后针对黑白二元图像测算孔隙结构参数.从设计制备的重塑粘性土的三轴试验样品中, 选择了12个不同水分状态和密度状态的样品, 经风干和烘干后, 进行SEM测试, 每个样品拍摄了3个尺度的SEM照片, 放大倍数依次为500倍、1000倍、2000倍.之后, 对所获得的SEM照片进行了图像处理分析, 计算了相应的平面孔隙比和平面孔隙率.数据分析表明: SEM照片测算的孔隙参数与通常三相图计算的孔隙参数有关联, 测算数据可以反映土的孔隙结构特征; 样品的不同脱水方式对SEM照片测算的孔隙参数有影响, 与三相图法计算数据相比, 风干土样测算的数据略有偏大, 烘干土样测算的数据偏小; 同一土样不同比例尺的SEM照片测算出的孔隙参数有所不同, 邻近三相图法计算结果上下波动; 利用SEM照片提取土的结构信息是可行的, 对SEM照片进行图像处理分析是获取土的孔隙结构参数的有效办法.      

共接收点倾斜叠加波动方程偏移

共接收点倾斜叠加波动方程偏移,本质上是一种叠前偏移方法.每给定一个斜率P,对经过叠前（动校正前）常规处理的地震记录中的各共接收点道集,沿直线t=τ+px进行倾斜叠加,就形成一个共接收点倾斜叠加剖面.对之进行波动方程偏移,该偏移剖面将代表地下真实构造.对一系列的p,我们可以得到一系列这样的偏移剖面.对它们作共接收点叠加,偏移叠加剖面的信噪比将超过水平叠加剖面.本文导出了在均匀、水平层状及非均匀介质条件下的共接收点倾斜叠加波动方程偏移算法.     

含油岩石弹性特征及其与油气的关系

本文用准噶尔盆地东部油区58口井共2257块油气储层岩芯标本,在常温常压和模拟地下温度压力下对V_P/V_S及衰减系数进行了精确测量,结合密度、孔隙度及岩石学研究获得个同岩性地层含油、水、气不同流体的V_P/V_S比、泊松比及不同深度的速度校正曲线;用回归分析获得V_P-V_S,密度-速度,密度-孔隙度的相关关系式;用数学统计获得稠油地区岩芯砂岩的速度特征值;用AVO技术进行模型计算和实例验证.为油气碳氢检测,测井速度标定,声阻抗及演,模型正演等提供了有价值的数据.     

中层耗散大气中Rossby波包的非线性相互作用理论

采用弱非线性近似得出中层耗散大气连续谱Ｒｏｓｓｂｙ波包的非线性时空演化方程,讨论了Ｒｏｓｓｂｙ波包的三波相互作用问题．数值计算表明,耗散和非线性的共同效应决定了Ｒｏｓｓｂｙ波包的演变．当一个Ｒｏｓｓｂｙ波包通过大气传播时,它的振幅若超过某个阈值,空间尺度分别比它大和比它小的两个次级Ｒｏｓｓｂｙ波包的振幅会随时间增长．特别当这两个次级波包同时随时空变化时,仅当主波的振幅超过一个更大的阈值,且其群速度介于两次级波包的群速度之间时,两次级波包的振幅才会随时空同时增长,即出现绝对不稳定现象,耗散和３个波包的频率失配都会增大不稳定的阈值．     

Formation and evolution of sand deserts in Xinjiang,Northwest China：Ⅰ. Provenances of desert sands

Sandy desert landscape is a geological product of arid climate and abundant sand materials supply in natural conditions, therefore the formation of sandy desert is an ideal studying object for understanding the interaction between various stratigraphic/epigenetic spheres of the earth system. However, until now, the knowledge about the provenance and formation of these deserts in Xinjiang, Central Asia is diverse and inconsistent, a systematic review is necessary. Ancient aeolian sand sediments in the internal areas of these deserts and their twin dust deposits in the Cenozoic strata surrounding the Xinjiang deserts are direct and indirect clues reflecting the provenance of sand materials and the formation and evolution of deserts. Based on the geochemical, mineralogical and isotopic evidences of desert sands and relevant deposits in the peripheral regions, this paper reviews the research progress on the development of the sandy deserts in Xinjiang, Northwest China. Many proofs proposed that desert sands in Xinjiang were mainly sourced from the ancient pluvial, alluvial and fluvial sediments and were eventually achieved because of the local sand supply. It pointed out that the settings of tectonic structure in Xinjiang had made sediments both in the Tarim Basin and the Junggar Basin being influenced greatly by regional hydrological system and aeolian processes originated from the planetary wind system of westerly, the East Asian winter monsoon and the topographical mountain-valley winds. However, the directions of transportation paths are different between the hydrological dynamics and the aeolian dynamics, which are decided by the slantwise structures of the basins tectonics and the regional atmospheric circulation routes, respectively, and have determined anisotropies of the transport pathway of these sediments delivered by different agents. This results in a geological cycle of detrital sediment transportation in the two large basins and thus largely increases the degree of sediment mixing, alternation and recycle between younger and older sediment sources, as well as the complexity and diversity of sand provenances.