近场动力学理论在区域地面沉降建模中的应用研究

地面沉降是由自然和人类活动共同作用导致的缓变性地质灾害,是区域可持续发展的重要影响因素。以往地面沉降在建模时需要地裂缝等不连续结构的位置、走向、深度等信息,在构建微分方程模拟时需假设模型连续,这对开展地面沉降-地裂缝-地面塌陷一体化模拟带来一定的局限性。于2000年出现的近场动力学理论提出以积分形式描述材料受力过程,方法具有无需先验知识与连续性假设的优点,在材料的疲劳、损伤、断裂等模拟研究中展现出良好的应用前景。本文综述了其在岩石水力压裂、滑坡、饱水岩土材料等领域的研究进展;提出了应用近场动力学进行区域地面沉降建模求解的一般方法;结合InSAR技术获取的沉降信息、三维地震频谱谐振勘探技术获取的地下结构与密度信息等,提出了模型的反演调参与优化方法。以北京东部梨园-台湖镇-张家湾镇区域为实验区,建立了其4 km×6 km范围、0.2 km深度的近场动力学地面沉降模型,以实验区地下水位月均下降速率为边界条件,对2007—2010年地面沉降过程进行模拟。模拟结果与实测值的平均绝对误差为18 mm,表明近场动力学在地面沉降建模中有较好的适用性。     

基于格网的洪水灾害危险性评价分析——以巴基斯坦为例

洪水灾害已成为给当今人类带来严重损失的自然灾害之一,因此,灾害风险评价是区域经济持续发展的前提与条件。本文从致灾因子和孕灾环境两方面进行分析,综合考虑降水(累计降雨量和最大降雨量)、河流(河网密度)、地形(高程值和坡度值)、土地利用和植被(NDVI)共5种相关因子,以1km格网数据为基础,运用AHP(层次分析法)对巴基斯坦洪水灾害进行了危险性评价。结果表明:巴基斯坦洪水灾害危险性受降雨和地形的影响较大,其危险程度东南部大于西北部,并由东南部向西北部逐渐递减。     

塔里木河下游近20 a输水的生态效益监测分析

自2000年实施以抬升地下水位、拯救塔里木河下游"绿色走廊"、遏制生态持续恶化为目的的生态输水工程以来,截至2020年,已向塔里木河下游实施生态输水21次,累计输水量达84.45×108 m3.近20 a的监测结果分析显示:(1)在距河道100 m处,塔里木河下游的上段、中段、下段的地下水位埋深由输水前期2000年的7...     

中国大陆科学钻探终孔及研究进展

中国大陆科学钻探工程经过1309天的努力奋斗，于2005年1月23日，钻井终孔深度达到5118．20m。成为中国钻探技术发展的新里程碑。全面研究正在开展，在巨量物质深俯冲、超高压深俯冲与折返的精确定年、超高压岩石的原岩形成背景、上地幔流变学、地幔特殊新矿物发现、地下流体异常及地下微生物发现等方面已取得重要进展。     

城市化影响地下水水质的正负效应

以石家庄市为例, 通过城市化水平和地下水污染态势的定量计算、分析, 对城市化影响地下水水质的机理及其正负效应进行了探讨.结果表明: 石家庄城市化发展处于初级阶段; 城市化影响地下水水质有正负两方面的效应, 城市化水平的提高, 有助于改善地下水水质, 但却易于加剧地下水盐污染.本研究为以地下水作为主要、甚至唯一供水水源城市的可持续发展提供了一种理论和根本途径.      

石煤中钒的氧化动力学初步研究

含钒石煤是我国一种新类型钒矿资源,钒的氧化是石煤提钒的基础。本文对钒的氧化动力学作了初步工作,通过试验数据处理结果表明,采用Ерофеев综合动力学公式:描述石煤中钒的氧化过程:2VO2固+1/2O2=Y2O5固简明可行,较为适宜。 钒氧化反应初期阶段以动力学方式进行:n1=1,属一级反应过程;继之,n2=0.2,反应受扩散制约。测定了由动力学过程转换为扩散过程所需的反应时间及其钒氧化率,计算了这两种过程的速率常数和表观活化能。     

新疆罗布泊盐湖氢氧锶硫同位素地球化学及钾矿成矿物质来源

罗布泊罗北凹地第四系上部盐层中蕴藏丰富的卤水,卤水中则富含钾（ＫＣｌ平均品位为１．４０％）。文章通过对罗布泊卤水氢、氧、锶及硫同位素等分析及与塔里木盆地（河流）、柴达木盆地等地区对比研究,确定了罗布泊富钾卤水源于地表水,可能主要是塔里木盆地南北缘河流水;卤水中的硫钾等物质组分主要来源于南天山、塔里木盆地西北、西南部中新生代石膏钙芒硝石盐矿床或地层及其古代地层卤水。由于第四纪期间塔里木盆地西部抬升。     

砂岩压实作用研究现状及进展

砂岩压实作用研究主要包括压实作用机制、影响因素和响应特征三方面内容,重点阐述了砂岩压实作用模型与数值模拟研究、压实作用物理模拟与数值模拟融合研究两方面的新进展,结果表明:1）压实作用模型包括机械压实作用和化学压实作用模型,机械压实作用模型重点介绍了石英砂岩的粒间体积-深度曲线;而化学压实作用模型是与压溶作用相关的溶解作用和胶结作用,着重介绍了压溶成因的石英胶结作用。2）压实作用物理模拟与数值模拟的融合研究,主要是在压实作用机理认识基础上,通过压实模拟实验,建立基于实验数据的压实作用模型,进而开展数值模拟研究。最后指出压实作用研究趋势将朝着砂岩组分更加复杂的压实作用模型、压实作用与流体流动耦合、垂向-侧向多动力学机制、砂岩-泥岩协同机制、构造-沉积-成岩"三相"耦合的压实作用数值模拟等方面发展。     

土壤颜色——一个可靠的气候变化代用指标

将研究剖面自上而下以2cm间隔采取的样品,烘干并研磨至小于45μm,此时,土壤的颜色将不再发生变化。将处理好的样品分别测土壤颜色指标亮度、红度和黄度,将测得的亮度、红度和黄度指标分MIS4、MIS3、MIS2和MIS14个阶段,通过与研究剖面的气候指标磁化率、粒度和CaCO_3在百年尺度、千年尺度上的对比分析,以及在万年尺度上与高纬格陵兰GRIP冰芯记录和反映全球冰量变化的SPECMAP曲线进行对比分析表明：土壤颜色指标作为气候变化的代用指标无论在百年尺度、千年尺度还是在万年尺度上均是可靠的,这种可靠性在末次冰期阶段表现得更为显著,这一结论是否适用于整个第四纪冰期间冰期旋回,尚需更多黄土剖面的研究事实来加以证明。     

Lippmann-Schwinger积分方程广义超松弛迭代解法及其收敛特性

为克服Born级数只适用于弱散射和短程传播的弱点,从光学散射理论中引入了针对强光学散射问题的Lippmann-Schwinger方程广义超松弛迭代解法,并对这种方法在反射地震条件下的算法表现、收敛特点、计算效率以及计算精度等问题进行了分析和讨论.理论分析和数值计算结果均表明:(1)与散射级数重整化相比,超松弛法具有更坚实的数学基础;(2)超松弛法可以有效地克服Born级数的弱点,得到与有限差分相当的数值模拟结果;(3)在反射地震条件下LS方程超松弛法表现优异,完全可以解决反射地震数值模拟中的强散射问题.