粗糙岩石裂隙低速非线性渗流模型及试验验证

岩体粗糙裂隙非线性渗透特性是岩体渗流研究的重要课题。针对Javadi所提T模型中亚裂隙中速度恒定这一假设的不足,将其修正为速度与开度成正比的经验关系,考虑黏性压降和局部压降,提出了新的低速下粗糙裂隙非线性渗流模型（MT模型）。为了验证MT模型的正确性,对5种不同粗糙裂隙进行了低流量的饱和渗流试验,将现有模型及MT模型的预测值与试验结果进行对比,分析表明MT模型与试验结果更为吻合,且模型适用于粗糙性系数JRC≤10的低粗糙度裂隙,雷诺数小于1 000的低流速情况。对MT模型进行分析,初步揭露了粗糙裂隙的非线性渗流机制,即小雷诺数下的Darcy流和大雷诺数下的Forchheimer流,并用临界雷诺数区分两种流动行为。分析了裂隙的粗糙度和开度对非线性渗流特性的影响,表明裂隙越粗糙或开度越小,则临界雷诺数越小,非线性作用将越强。提出了临界雷诺数与水力开度和绝对粗糙度的经验关系式,同时指出该关系式适用于JRC≤10的低粗糙度裂隙。     

基于Sentinel-2和MODIS数据的宣恩县水稻遥感估产研究

基于作物的波谱反射特征,利用公开的多源遥感数据和相关技术能够实现农作物种植面积提取和产量预估,为作物长势监测等农业需求提供科学决策依据。本文首先基于Sentinel-2卫星影像,结合基于人工目视解译的监督分类、基于规则的面向对象分类和基于专家知识的决策树分类3种影像分类方法综合确定县级研究区的水稻种植范围,再选取水稻生育物候期内的多时相多光谱MODIS13Q1影像产品,建立影像提取出的植被指数EVI与水稻年产量之间的多元统计回归模型并应用于年产量预估,估产结果精度均达94%以上,符合实际需求。该模型可用性较强,对县域农作物遥感估产应用具有一定的指导意义。     

波动分析约束下的原型盆地剥蚀量恢复——以惠民凹陷为例

为准确的恢复原型盆地剥蚀量,提出在波动分析法约束下,恢复原型盆地剥蚀量的新思路。即通过波动分析法界定剥蚀的区域和厚度范围,再精确计算原型盆地剥蚀量。并以惠民凹陷新生代为例,首先运用波动分析原理,得出反映凹陷形成与发展的主周期波为57,27和7．5Ma,根据7．5Ma的周期波反映凹陷内不同沉积期间断面的剥蚀情况,来确定区域的剥蚀范围。然后根据惠民凹陷的地质特点及资料情况,采用沉积速率法、镜质体反射率差值法、地层对比法等来恢复局部地层的剥蚀量。在波动分析法的约束下,参考地质沉积史和构造演化分析的结果,综合加权平均得到最终的地层剥蚀厚度,以确保计算结果精确。研究结果表明：受波动旋回的影响,沙四段和孔店组地层普遍存在剥蚀,剥蚀厚度较大的区域主要集中在凹陷边缘或靠近隆起区,剥蚀量最小的区域是阳信洼陷,说明该区沙四上亚段和孔二段烃源岩没有遭受破坏,具有较大的勘探潜力。     

含植物河道水动力学研究进展

提出了基于河道管理、河流修复与水资源可持续发展的含植物明渠水动力学研究理念,强调了含植物明渠水动力学研究的重要意义.从含植物水流的时均阻力特性、紊流机理的物理模型试验研究及数值模拟计算研究等几方面,深入介绍了国内外关于含植物明渠水动力学研究进展.指出:必须进一步解决对柔性植物枝叶形状及柔韧度的相似模拟;建立柔性植物的刚度、水流特性及阻力特性之间的定量规律;进一步研究含植物水流各向异性的紊流特性;发展更为精细的大涡数值模型来研究水深较大的复杂的各向异性紊流等有待于深入探讨的问题.     

经验模态分解下中国气温变化趋势的区域特征

By the Empirical Mode Decomposition method, we analyzed the observed monthly average temperature in more than 700 stations from 1951-2001 over China. Simultaneously, the temperature variability of each station is calculated by this method, and classification chart of long term trend and temperature variability distributing chart of China are obtained, supported by GIS, 1 kmxl km resolution. The results show that： in recent 50 years, the temperature has increased by more than 0.4~C/10a in most parts of northern China, while in Southwest China and the middle and lower Yangtze Valley, the increase is not significant. The areas with a negative temperature change rate are distributed sporadically in Southwest China. Meanwhile, the temperature data from 1881 to 2001 in nine study regions in China are also analyzed, indicating that in the past 100 years, the temperature has been increasing all the way in Northeast China, North China, South China, Northwest China and Xinjiang and declining in Southwest China. An inverse ‘V-shaped’ trend is also found in Central China. But in Tibet the change is less significant.     

两种陆面方案对陆雾与海雾模拟效果的对比研究

利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式,针对1次陆雾与1次同时包含近海雾区与开阔海域雾区的海雾个例,开展了2种陆面方案——SLAB(five-layer thermal diffusion scheme)方案与Noah(Noah land surface scheme)方案—...     

两种陆面方案对陆雾与海雾模拟效果的对比研究

利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式,针对1次陆雾与1次同时包含近海雾区与开阔海域雾区的海雾个例,开展了2种陆面方案——SLAB(five-layer thermal diffusion scheme)方案与Noah(Noah land surface scheme)方案——的模拟效果对比研究。研究结果表明:1)SLAB方案与Noah方案在开阔海域雾区模拟中的表现基本一致,但只有前者成功再现了陆雾与近海雾区。2)对于陆雾,与SLAB方案相比,Noah方案在白天偏高的地表温度造成偏强的地面垂直热量通量,加之偏弱的垂直水汽通量共同使得地面相对湿度偏低20％,导致模拟失败。3)对于海雾,两种方案模拟的地表温度与地面垂直水汽通量之间的差异,直接导致了地面2 m气温与水汽混合比的差异,进而影响了渤海的地面低压天气系统的强弱与水汽平流的大小,从而使得它们对渤海近海雾区的模拟表现迥异。本次个例中,应用广泛且陆面过程完善的Noah方案对陆雾模拟的表现反而不如过程简单的SLAB方案,本文对此给出了初步的解释,但仍需进一步探究其原因。     

长江经济带资源环境条件与重大地质问题

本文系统梳理了长江经济带以往地质研究成果,对长江经济带资源环境条件和国土规划建设中应关注的重大地质问题进行了研究。研究结果表明,长江经济带耕地、页岩气、地热、锂等资源条件优越,0.3亿hm2无重金属污染耕地集中分布,拥有3个国家级页岩气勘查开发基地,探明储量5441亿m3,每年地热可利用量折合标准煤2.4亿t,相当于2014年燃煤量的19%,发现亚洲最大的能源金属锂矿床,资源环境条件有利于发展现代农业、清洁能源产业和战略新兴产业;长江经济带部分地区存在活动断裂、岩溶塌陷、地面沉降、滑坡崩塌泥石流等重大地质问题,影响过江通道、高速铁路、城市群和绿色生态廊道规划建设,应予以关注,本文提出了相关建议和对策,同时,提出了下一步支撑服务长江经济带发展地质工作设想。     

河南省2011年8月1—2日暴雨过程水汽条件与垂直螺旋度分析

利用济源市2001年1月—2010年12月的地面自动观测资料,统计了该市能见度日变化和月、季变化特征。结果表明,济源市能见度日变化曲线表现为一峰一谷,峰值出现在午后,低值主要出现在清晨。能见度的季节变化特征表现为春季最好,冬秋次之,夏季最差,且夏季、冬季低能见度天气频发。对济源市能见度变化特征影响最大的气象因素是风场。三面环山东部开口的马蹄型地形,导致济源市吹偏东风时空气受阻抬升,相对湿度增大,有利于雾的形成,使能见度降低。由于济源市属大陆性季风气候,夏季盛行偏东风,因而在温度最高、大气湍流最为旺盛的夏季,能见度反而最差。地形作用和人类活动等非气象因素对济源市能见度变化的影响也占一定比重。     

副热带高压外围西北侧一次强对流天气的雷达回波特征

2005年7月15日14时到16日08时,宜昌市出现了一次强对流天气过程。根据宜昌多普勒天气雷达每6min一次体扫监测信息,分析了副热带高压外围西北侧强对流天气雷达回波的演变趋势。结果表明,在山地向平原过渡的地带,当对流云发展到最旺盛阶段并出现地面强降水时,在其基本反射率最低仰角产品中存在出流边界;弓形回波、带状回波的走向与环境风场几乎成正交时,给所经之地造成异常剧烈的天气,且灾害性大风均出现在径向速度场中具有旋转性环流的强单体移动的下风方。