A device for rainfall simulation in geotechnical centrifuges

Rainfall-induced slope instabilities are ubiquitous in nature, but simulation of this type of hazards with centrifuge modelling still poses difficulties. In this paper, we introduce a rainfall device for initiating slope failure in a medium-sized centrifuge. This rainfall system is simple, robust and affordable. An array of perforated hoses is placed close above the model slope surface to generate the raindrops. The rainfall intensity depends on the centrifuge acceleration and the flow rate of the water supply, which is controlled by the size and number of the tiny pinholes in the hose walls. The rainfall intensities that are tested range from 2.5–30 mm/h, covering the intensity range of moderate, heavy and torrential rainfall events. Our model test with rainfall-induced slope failure shows that this system is capable of generating relatively uniform rainfall of wide intensities and leads to various patterns of slope failure.

     

造山带中增生楔识别与地质意义

增生楔主要由海沟复理石、远洋—半远洋沉积和洋岛/海山等大洋板块地层岩石及蛇绿岩共同构成,是汇聚板块边缘古俯冲带构造—沉积作用的综合产物,以发育叠瓦状逆冲断层、双冲断层和紧闭—倒转褶皱,以及片理、碎裂构造、小型褶皱、膝折等不同尺度的构造为特征。增生楔组成包括连续单元和混杂岩两部分,严格受滑脱面位置控制。增生楔是增生型造山带最基本大地构造相,它与弧前盆地、岛弧/大陆边缘弧的时空配置关系可直接指示大洋板块俯冲极性、揭示洋盆演化与造山作用方式。准确识别增生楔,详细解剖其结构特征与组成特征,综合判别并恢复大洋板块地层,可为古板块边界与古大洋盆地消亡位置确定、造山带结构精细划分及造山作用过程重建提供基本依据。大比例尺地质填图是研究增生楔结构和组成、以及大洋板块地层重建的有效手段。以南祁连拉脊山石灰窑增生楔为例,地质填图结果表明它是由中寒武世—早奥陶世洋壳物质构成,自北而南依次可分为海沟—大洋盆地—海山OPS和六道沟SSZ型蛇绿岩,被南倾逆冲断层分割成多个岩片。海沟—大洋盆地OPS岩片基本保留完整地层序列,海山OPS岩片包括连续单元和混杂岩两部分。顶帽山增生楔主要由海山OPS构成,内部结构层序相对完好,是南祁连构造带中保留最为完整、规模最大的海山OPS岩石组合序列。上述不同类型OPS片段和六道沟SSZ型蛇绿岩组成的增生楔与其南侧岛弧带同时代。增生楔—岩浆弧的时空配置暗示寒武纪—早奥陶世时期原特提斯洋自北向南俯冲极性。这些认识为南祁连早古生代火山—岩浆—沉积构造演化以及是否存在古洋盆与古洋盆演化重建提供基本佐证。     

Evaluation of riverbed magnetic susceptibility for mapping biogeochemical hot spots in groundwater-impacted rivers

Redox hot spots occurring as metal-rich anoxic groundwater discharges through oxic wetland and river sediments commonly result in the formation of iron (Fe) oxide precipitates. These redox-sensitive precipitates influence the release of nutrients and metals to surface water and can act as ‘contaminant sponges’ by absorbing toxic compounds. We explore the feasibility of a non-invasive, high-resolution magnetic susceptibility (MS) technique to efficiently map the spatial variations of magnetic Fe oxide precipitates in the shallow bed of three rivers impacted by anoxic groundwater discharge. Laboratory analyses on Mashpee River (MA, USA) sediments demonstrate the sensitivity of MS to sediment Fe concentrations. Field surveys in the Mashpee and Quashnet rivers (MA, USA) reveal several discrete high MS zones, which are associated with likely anoxic groundwater discharge as evaluated by riverbed temperature, vertical head gradient, and groundwater chemistry measurements. In the East River (CO, USA), widespread cobbles/rocks exhibit high background MS from geological ferrimagnetic minerals, thereby obscuring the relatively small enhancement of MS from groundwater induced Fe oxide precipitates. Our study suggests that, in settings with low geological sources of magnetic minerals such as lowland rivers and wetlands, MS may serve as a complementary tool to temperature methods for efficiently mapping Fe oxide accumulation zones due to anoxic groundwater discharges that may function as biogeochemical hot spots and water quality control points in gaining systems.     

一次辽宁秋季暴雨天气的诊断分析

使用1.0°×1.0°NCEP再分析资料,对2006年10月21—22日深秋暴雨在天气形势分析的基础上,进行物理量诊断。结果表明:在有利的环境背景形势下,高位涡从对流层高层向低层伸展并形成湿位涡柱,引起气旋性环流与低涡环流叠加。对流层低层的湿斜压性增强,引起低层的锋区加强及垂直涡度发展,高空入侵干冷空气锲入底层,低层暖湿空气强迫抬升,使地面发展为气旋;高低空急流耦合产生上升气流,同时较强的补偿下沉运动激发上升运动加强,使次级环流加强,触发不稳定能量的释放;低空急流和超低空急流向辽宁输送暖湿空气及能量,对流层中低层形成湿柱并积聚高不稳定能量;中尺度气旋、高低空急流、湿位涡柱、次级环流上升支、地面高水汽含量湿区、高假相当位温出现的时间、强度、位置和结构决定了暴雨的时间和落区。     

中国城际公路零担专线网络空间结构特征

基于社会网络分析方法,利用国家交通运输物流公共信息平台2018年全国地级及以上城市的公路零担专线数据,从城市节点、城际联系、子网络3个层面对中国城市网络结构特征进行识别,结果表明：1）上海、天津、郑州、广州、杭州在网络中处于主导性地位,根据货流组织系数,可将城市节点划分为强中心、次强中心、弱中心、从属型4种类型。2）在首位联系总量排名前十的城市中,输出型城市和输入型城市的比例为4∶1,反映货流流向的不均衡性。由公路零担专线数据刻画的网络空间呈现显著的距离衰减规律,集中在500 km的专线数量占比为41.9%。3）公路零担专线网络形成东北―冀鲁蒙社区、中原社区、关中社区、江淮社区、泛珠三角―长三角社区、长株潭社区6个具有显著地域特征的城市社区,社区结构表现出明显的空间集聚和跨行政区特征。最后,提出以下建议：增强成渝城市群公路零担专线服务能力,发挥核心城市产业集聚和带动作用;优化边缘城市产业结构,加强交通与产业融合;积极引导无车承运人平台发挥网络规模化效应,提高公路货运组织效率。     

华北强烈地震深部构造环境的探测与研究

20世纪六七十年代以来, 华北地区发生了一系列强烈地震． 强烈地震的孕育、 发生和发展与深部构造密切相关． 近50年来, 我国地震科学领域在强烈地震的地震构造和深部环境方面开展了大量的研究． 深部地球物理探测和地震层析成像结果揭示了华北地区地壳结构的基本特征, 并在强烈地震发生的深部构造环境等问题上取得了重要进展． 本文在回顾华北地区地壳上地幔结构探测的基础上, 对1966年邢台M_S7.2, 1976年唐山M_S7.8, 1975年海城M_S7.3和1679年三河—平谷M8.0地震的地震构造和深部构造环境进行评述． 深部地球物理数据的综合分析表明, 震源下方的低速异常带, 高角度超壳深断裂, 地壳深浅构造的不一致, 偏低的上地幔顶部速度和局部隆起的莫霍界面, 是华北伸展构造区深部孕震环境的共同特征．      

大别山东北缘构造片麻岩中锆石U-Pb年代学分析及构造意义

大别造山带是由华北板块和扬子板块经过长期构造演化、最终碰撞拼合的产物。大别山东北缘发育地壳深部构造层次上的构造片麻岩,通过对构造片麻岩的应力场恢复,认为大别山东北缘主要受到NE-SW向的特提斯构造体制和NW-SE向的太平洋构造体制两个体制的作用,并不是受单一的构造体制控制。锆石LA-ICP-MS微区U-Pb同位素测年结果显示,大别山东北缘至少存在3期构造事件。第一期是750±50 Ma的岩浆活动;第二期是210±10 Ma的变质活动;第三期是130±5 Ma的岩浆活动。大别山在碰撞造山后期发生了近水平东西向沿造山带的塑形流变,导致大别山中片麻理和线理走向均为NWW-SEE向,大别造山带发生塑形流变的时间在210±10 Ma左右,大概在195±5 Ma左右郯庐断裂带开始活动,改造了大别山原有的NWW-SEE向构造,使得大别山东端片麻理走向出现NE向转变。     

气候变化对四川省主要农作物典型生育期的影响

采用气候倾向率和线性趋势法分析了四川省农业气候资源特征以及主要农作物典型生育期变化趋势。结果表明,1961—2014年全省大部地区≥10℃初日呈现提前趋势、终日呈推迟趋势,≥10℃积温呈升高趋势。在此背景下,玉米和水稻出苗期呈提前趋势,速率分别为6.6d/10a和3.5d/10a;玉米成熟期无明显变化趋势,水稻成熟期呈现明显推迟趋势,变化速率为2.4d/10a;玉米和水稻生育期天数均呈现了不同程度的延长。冬小麦出苗期无明显变化,而成熟期呈现提前趋势,速率达2.7d/10a,生育期天数呈现显著缩短趋势,速率达4.9d/10a。总体而言,积温的增加、温度生长期天数的延长为生育期长的作物品种种植提供了必要条件,通过品种的选择和播期调整,可以充分发挥资源优势,趋利避害,从而提高农作物产量。     

APN技术在地震前兆观测系统中的应用

介绍基于GPRS的APN无线网络通讯技术,并应用于地震前兆观测系统。实际运行结果表明,应用该技术系统可提高数据传输的稳定性、可靠性、安全性和实时性,是地震前兆观测数据传输的有效通讯手段。