地球内部壳幔介质地震各向异性与动力学响应

实际的地球介质十分复杂,远非当今人们所采用的理想模型可以概括,因为其属性和结构的变异是非均匀、非线性和各向异性的.在研究地球内部壳幔介质与结构、构造与属性差异、金属矿产资源和油、气、煤能源的勘查中,无论是区域构造格局、岩相和结构特征(如裂缝、破碎带、不同尺度的洞穴以及一些不规则几何体)均十分复杂.近年来基于成山、成盆、成矿、成岩和成灾研究的不断深化,对地下介质各向异性的研究受到广泛的关注.地震波动传播理论和介质与结构的物理属性研究结果表明:地震各向异性在成因上主要是由岩石、矿物和晶体的晶格优势取向、应力场异常变异和构造裂缝与深部物质运移造成的.为此,本文对14次地震各向异性会议的主体内涵进行分析,在此基础上,指出了在各向异性研究的发展进程中、特别是在应用中尚存在着的一些问题.在深化认识地球内部物质物理属性的基础上,探讨了S波分裂和偏振效应与地震各向异性与介质结构分区、构造活动,油气田勘探与岩相特征,裂隙与构造精细刻划和地震活动区(带)深部介质与构造环境的深层过程和动力学响应的关系.最后提出了地震各向异性在地球物理学发展中的作用和今后的任务.     

南阳盆地更新世以来的孢粉分析及其古气候记录

通过对南阳盆地的2个控制性钻孔样品进行精确的光释光定年、ESR定年和孢粉分析,结合现代表土植被概貌,重建了该区更新世以来的植被和环境演化历史。结果表明,早更新世,该区以草原和森林植被的草本植物为主,略大于木本植物,后期随着森林植被的发育,沉积环境相对稳定;中更新世主要表现为木本植物快速减少,蕨类也减少,其次是水生和陆生草本植物的相应增加;晚更新世,主要表现为次生的松属植被明显增加,水生植物明显减少;全新世,钻孔最上部藻类植物的大量增加,反映了水体面积较大,表明该时期该区水量丰沛。区域对比显示,该区从更新世到全新世气候温暖湿润,变化不大,未出现过冰期气候,各时段的气温差异不大,但干湿变化比较明显。气候环境演化特征与典型的东亚季风影响区有着明显差异,这与南阳盆地局部的环境有密切关系。      

地震宽带波阻抗剖面及应用

宽带约束反演是用井中测得的波阻抗作为初始模型和约束条件，应用随机反演理论，与最优化计算技术相结合进行空间外推，从而获得最佳宽带波阻抗剖面。本文展示了实际应用的例子，证明了宽带约束反演是一种精度高、稳定性强、收敛快的反演方法，具有广阔的应用前景。     

广东沿海陆地地质灾害及其防治对策

通过典型地质灾害的调查以及对其控制条件和诱发因素的分析表明 ,广东沿海的强震多出现于NEE活动断裂与NNW、NW向活动断裂交汇部位附近。在工程和经济活动剧烈的丘陵、河流沿岸、交通线和城镇区为水土流失、崩塌和滑坡斜坡灾变的多发区 ,降雨制约斜坡灾变的机率。地裂缝与胀缩土活动相关 ,雨季与旱雨季的交替变化是地裂缝发生的主要原因。岩溶塌陷和地面沉降均与超采地下水有关。三角洲和滨海平原软土区构成了工程建筑非稳定地基。地质灾害防治应以保护自然生态环境为主。丘陵区应进行植树种草 ,涵养水土 ,防止或抑制坡面侵蚀 ;沿海平原区 ,应合理开发利用地下水资源 ,保持地下水动态平衡。同时 ,应合理制定城镇规划 ,对重大工程建设场应开展地质灾害风险评估和地质灾害监测、预报工作。     

钻机优化设计问题的研究

论述了钻机最优化设计研究中的某些问题，探讨了钻机优化设计中的目标函数，约束条件和求解方法，在实际的生产实践中具有一定的指导意义。     

非规则网格下二维浅水流动的数值模拟

建立了一种在非规则结构化网格上求解平面二维浅水流动的有限体积方法。通过采用地形在离散网格内双线性变化及离散网格界面间地形连续的地形逼近方法和应用可以有效处理间断问题的Roe格式来离散浅水方程中的对流项,并通过VanLeer提出的状态插值法提高格式精度。在计算原始变量在网格内的插值梯度时,采用最小二乘方法求变量的最优梯度代替差分计算梯度,从而可采用任意形状的不规则四边形网格离散计算域。计算实例表明,该方法能够计算间断问题并能够处理各种复杂流态的过渡,具有较好适应性和计算精度,能够满足不同实际问题的计算要求。     

地下水数值模型与组件GIS集成研究

地理信息系(GIS)应用于地下水资源评价和管理，需要地下水模拟模型的支持，集成数值模型与GIS可以通过嵌入、松散连接和完全整合三种途径实现。采用组件和面向对象技术，开发了基于MapObjects GIS组件的地下水模拟系统。该系统在面向对象建模、模型前处理、参数设置、模型后处理等方面突破了传统建模方式，实现了GIS功能与地下水数值模型的完全整合。结果表明，集成系统极大地改进了模型输入和计算结果的分析处理能力。     

中国西北帕米尔东北缘的活动断裂研究

在卫星遥感图像的详细地质解译分析基础上，结合野外地质与地貌观察，对帕米尔东北缘山前与印度－亚欧大陆碰撞相关的活动断层进行了分析。研究结果指出，NW－NWW走向的断层主要表现为南倾逆冲断层，并伴随有强烈的右旋走滑分量。流经活动断层带的水系显示出右旋累积位错：小水系的水平位错量为4.0-20.0m，大河流的水平位错量达8－12km。沿断层带的上新世至早更新世地层也显示出一致的水平位错，位错量为8－12km。这些证明表明，帕米尔东南山前的NW－NWW走向的断层很可能开始于上新世末期至早更新世早期（2.2-3Ma)。研究结果首次厘定了帕米尔东北缘山前与向北逆冲相伴随的右旋走滑速率在第四纪期间达4.0-6.8mm/a。根据与现代地震活动相关的活断层分析，推测帕米尔东北缘山前7级以上地震重复周期为1000a左右。     

沙质河道冲刷不平衡输沙机理及规律研究

通过动床水槽试验,观测沙波运动,揭示了湍流扫荡河床使表层床沙产生频发的群体起动冲刷现象。据此,提出了床沙交换及冲刷粗化分二个层次的物理模式;分析了冲刷时表层床沙粗化的必然性,确定了悬移质扩散过程中适于非均匀沙河床的新的近底边界条件。依据所建立的不平衡输沙立面二维数学模型,计算了大量不同情况下的含沙量扩散恢复过程,据此总结出了冲刷时含沙量恢复饱和系数α的预报公式及变化规律。     

植被-侵蚀动力学的初步探索和应用

植被侵蚀动力学是一个新的边缘学科, 研究流域植被与侵蚀在人类活动影响下的演变规律. 讨论了作用于植被的各种生态应力, 给出了定量表达式并且统一在植被-侵蚀动力学方程组中. 推导得出了动力学方程组的理论解并且用于模拟黄土高原安家沟流域和云南小江流域的植被侵蚀演变过程, 结果表明动力学方程组精确地模拟了实际演变过程. 利用动力学方程组和特征参数作出了植被侵蚀状态图, 由此可以预测在停止人类干预后的植被发展趋势, 说明了有效治理所需的治理强度和控制侵蚀对植被发育的重要性. 植被侵蚀状态图还说明在雨量较丰、气温较高的云南高原小江流域, 减少侵蚀是改善植被的重要措施, 植被改善后比较稳定. 而在比较干旱、水土流失严重的黄土高原上, 增加植被能够明显地减少侵蚀, 但控制侵蚀对于促进植被发育没有太大的作用. 即使植被已经大大改善, 仍然不稳定, 还需要不断地护理才能维持植被的良性发育.