全球变化的区域适应研究：挑战与研究对策

全球变化的适应研究不仅将成为今后一个时期内科学研究的重点,而且会成为国际社会关注的焦点。全球变化的适应可理解为人类社会面对预期或实际发生的全球变化的系统功能、过程或结构所产生的影响而采取的一种有目的的响应行为,其核心是趋利避害。对全球变化的适应是人类应对全球变化策略的明智选择,中国经济的快速发展面临全球变化影响的挑战,建议积极开展全球变化的适应研究。     

表生环境下闪锌矿氧化反应模拟实验

采用混合流反应器装置,进行了表生环境条件下闪锌矿氧化动力学模拟实验研究,选择Fe³⁺和O₂为氧化剂,实验条件为:温度20～55℃,pH=1.0～7.8、氧化剂Fe³⁺浓度1.0×10^-5～1.0×10^-2 mol/L,氧气流量0.5 L/min。实验结果表明,在Fe³⁺为氧化剂时,闪锌矿氧化速率随着Fe³⁺浓度的增加、温度升高、pH值降低而增加,且氧化过程中Zn和Cd的释放速率大致相同,其反应的活化能分别为Ea(Zn) 41.75 kJ/mol或Ea(Cd) 42.51 kJ/mol,表明闪锌矿氧化速率主要受矿物表面反应控制;而以氧气作为氧化剂时,随着pH值的变化闪锌矿的氧化机理发生变化,在pH值小于5.95范围内,闪锌矿氧化速率随着pH值的增加而降低,进入碱性范围后,随着pH值增加,闪锌矿氧化速率反而增加。对实验数据进行双对数处理并建立了闪锌矿的氧化速率公式。     

班公—怒江构造带的电性结构特征——大地电磁探测结果

对青藏高原过班公—怒江构造带的三条大地电磁剖面进行探测,获得班公—怒江构造带及其邻区的电性结构模型,研究了班公—怒江构造带的深部结构与构造特征.研究结果表明：构造带及其两侧上地壳内广泛分布不连续高阻体,反映了岩浆岩的空间分布特征,表明构造带南北两侧岩浆的活动规律可能存在较大差别.研究区内的冈底斯及羌塘地体的中、下地壳普遍发育高导层,反映了印度大陆碰撞、俯冲过程的效应与痕迹,而高导层之下的高阻块体则可能是向北俯冲、冷的、刚性的印度大陆地壳.羌塘地体的电性结构模型可以分为南北两个区段,南羌塘块体的壳内高导层与班公—怒江构造带对印度板块俯冲的阻挡作用有关;而北羌塘块体壳内高导层与亚洲大陆对印度板块向北俯冲的“阻挡”与向南“对冲”有关.印度板块向北的俯冲与挤入,受到班公—怒江构造带及亚洲板块的阻挡,可能没有越过班公—怒江构造带,并在班公—怒江构造带附近向下插入软流圈,导致幔源物质上涌,形成壳、幔热交换与物质交换的通道和规模巨大、延伸至上地幔的高导体.班公—怒江构造带的电性结构证明了该构造带是一组产状陡立、巨型的超壳深断裂带.     

兖州煤田矿山地质环境现状与治理对策

针对煤炭开采引发的采空塌陷和矿山生态环境破坏等问题,调查分析了山东兖州煤田开发利用现状,及采空塌陷、水环境污染、土壤污染等地质灾害的分布范围及其危害。统计表明,截止2005年,兖州煤田已累计塌陷116.127 km2,其中塌陷积水区已达18.92 km2,最大塌陷深度9.2 m,预计到21世纪中叶,兖州煤田将形成32 000 hm2的塌陷区。针对兖州煤田实际,提出了改进采矿方式、煤炭地下气化、塌陷土地复垦、煤矸石综合利用等矿山地质环境保护与治理对策,同时提出了建立和实施具有行业特色的矿区循环经济发展模式。      

塔里木河断流与未来水文情势分析

采用灰色拓扑模型对塔里木河三源流及干流径流趋势进行分析预测,研究结果表明未来五年内阿克苏河与和田河径流量不具有明显上升趋势,而叶尔羌河径流量在未来五年内则出现下降趋势,这种情况将加剧干流断流的现状。在上述研究的基础上,作者还对博斯腾湖大山口站径流变化趋势和车尔臣河水系对台特玛湖的作用进行分析,探讨了向塔里木河输水的可持续性问题。     

新疆北疆地区融雪洪水灾害预警模型的建立与验证

结合新疆北疆地区春季融雪洪水的特点以及当地的经济、社会现状,将影响新疆春季融雪洪水灾害大小的主要因素划分为自然、经济、人口、防洪设施贡献四大类因子,对这四大类因子进一步细化,经过量化处理成为相应的指数,综合各类指数,构建出度量融雪洪水灾害大小的预警指数模型.采用呼图壁县军塘湖流域历史洪水灾害资料对该预警指数模型进行验证,得到较好的效果.通过对导致预警产生偏差的影响因素进行分析表明,由于经济因子指数的估计受主观影响较强,该模型无法验证北疆地区所有情况.随着监测的不断深入,并与积雪遥感监测相结合可以进一步提高模型的预测精度.总之,该预警模型的建立有助于新疆春季积雪的监测和评估,可以有效减少春季洪水损失,保护当地人民生命财产安全,为融雪洪水的预警提供决策依据,具有显著的社会效益和经济效益.     

泥质烃源岩密度分级分离与有机碳分配

选取东营凹陷第三系11 块泥质烃源岩样品,粉碎后按小于1.6 g/cm3,1.6~2.2 g/cm3 和大于2.2 g/cm3 的密度,分离成1,2,3 三个组分,希望可以把烃源岩中游离的有机质、无机矿物与有机黏土复合体分别提取出来。对各组分进行质量、有机碳及扫描电镜分析,探讨不同密度组分中有机质赋存形式及有机碳分配方式的差异性。密度分组后各组分的质量、有机碳量回收率基本上达到100%,表明密度分离方法可信,且对烃源岩的破坏较弱。通过扫描电镜观察发现,1 组分中存在大量的生物碎屑有机质,经盐酸处理后,有机质颗粒表面干净,而2,3 组分中只见有大量的矿物颗粒,但能谱分析显示了C 元素的存在。这些特征表明1 组分为生物碎屑有机质,而2,3 组分中有机质与无机矿物相混合。有机碳分析表明,1 组分有机碳含量平均高达14.24％,但其仅占全岩有机碳量的1.11%;2,3 组分中有机碳含量分别为3.26%,2.77%,两者占全岩有机碳量的90% 以上。由此看来与无机矿物相结合是烃源岩中有机质较为重要的赋存方式,这部分有机质对全岩生烃量的贡献不容忽视。     

江苏里下河地区洪涝灾害演变趋势与成灾机理分析

江苏里下河地区是相对封闭的水网地区,洪涝频繁。研究该地区洪涝演变趋势和成灾机理对区域防洪减灾具有重要意义。里下河地区洪涝演变趋势表现在洪涝类型的多样性,高水位日益频繁、高水位发生机率加大,致灾暴雨频率增大等方面。在自然成因方面,流域暴雨是成灾的主要原因,锅底洼的形态是洪涝发生的地貌大背景,水系的复杂格局也加剧了洪涝的程度和频度。在人类活动方面,不合理的圩垸垦殖导致湖荡萎缩,减弱了水体调蓄能力;闸坝建设引起河道淤积、排涝能力降低致使洪水位趋高;城镇化改变下垫面性质的水文效应也是洪涝频繁的主要因素。     

土钉墙开挖性状的有限元分析

土钉墙是粉砂土、黏性土等地区基坑开挖围护的主要形式之一。采用ABAQUS有限元软件建立土钉-面层-土体的相互作用模型,土体应用Mohr-Coulomb本构模型,土体与土钉间的接触性质为摩擦小滑移,在此基础上,得到了土体深层水平位移、面层位移、面层土压力和土钉轴力的分布形式和基本规律。计算结果表明：深层土体水平位移的最大值发生在墙顶靠下或者墙顶的位置;坑底水平位移从坡脚向坑中逐渐变小,在基坑开挖深度范围内,减小的速率较大,以后趋于某一稳定值;土钉轴力两头较小,中间较大,作用在面层上的作用力值远小于土钉轴力,该力与作用在面层上的作用力之和等于土钉轴力;土钉墙的面层土压力随着深度的增加,先增加到最大值后,再逐渐减小,每开挖一步面层土压力就会增加,且最大值向下移动。     

地质雷达超前预测不良地质体图像的智能识别

采用GPR地质雷达进行隧道超前地质预报,当掌子面前方存在溶洞时,地质雷达时间剖面常出现双曲线特征图形。针对这一比较成熟的先验知识,提出采用神经网络模式识别方法自动识别地质雷达图像中的双曲线,以此实现智能预测掌子面前方溶洞这一不良地质体。结果表明,这一方法是可行的。