宁夏河东沙地不同坡度柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)水分利用策略差异

为探讨全球气候变化背景下多元线性混合模型（IsoSource）和贝叶斯混合模型（MixSIAR）解析宁夏河东沙地柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）水分利用策略差异及适用性,利用氢氧稳定同位素技术,结合直接对比法、IsoSource模型和MixSIAR模型对比分析不同坡度（6°、10°、16°和24°）样地柠条锦鸡儿在生长季不同时期对各潜在水源的利用率,并评估两种模型的植物水分溯源效果。结果表明：柠条锦鸡儿对不同土层深度土壤水的利用存在明显的季节性差异,生长季初期,随着坡度的增大,柠条锦鸡儿对中层土壤水的利用率呈现出先增大后减小的趋势;生长季中期,随坡度增大,柠条锦鸡儿主要水分来源由深层土壤转移至浅层土壤;生长季后期,柠条锦鸡儿主要水分来源随着坡度的增大由浅层土壤转移至深层土壤。基于直接对比法的定性判断结果,IsoSource模型和MixSIAR模型计算坡度6°、10°和16°样地柠条锦鸡儿主要水分来源利用率的适用性均较高;而Mix-SIAR模型计算坡度24°样地柠条锦鸡儿主要的水分来源以及其贡献率具有更高的可靠性。Iso-Source模型更适合解析较小坡度（6°和1...     

基于全局弱式无单元法直流电阻率正演模拟

全局弱式无单元法是在有限单元法基础上发展起来的一种数值模拟方法,它采用局部支持域内的节点信息来构造形函数实现局部精确逼近,摆脱了单元,仅依赖于节点信息,具有预处理简单、模拟精度高、灵活性强的特点,适用于复杂地电条件下直流电阻率正演模拟.本文采用RPIM构造直流电阻率全局弱式无单元法形函数,利用RPIM形函数推导了直流电阻率全局弱式无单元法方程.然后,编制了直流电阻率全局弱式无单元法正演模拟Fortran程序,利用该程序对典型的地电模型进行了正演模拟,并将正演结果与基于线性插值的FEM正演结果及解析解进行对比,结果表明采用RPIM形函数的全局弱式无单元法用于直流电阻率正演模拟的正确性及有效性,且在同等条件下,全局弱式无单元法模拟精度高于矩形剖分的FEM,更有利于指导电法勘探的数据解译;利用该程序对复杂地电模型进行了正演模拟,结果表明全局弱式无单元法对复杂地电模型模拟效果良好,适应性强,灵活性高,可任意加密节点提高模拟精度.

     

汶川县绵虒镇板子沟“8·20”大型泥石流堵河特征及危害性预测

汶川地震后,板子沟曾发生过多次大规模泥石流,尤其是2019年“8·20”泥石流对沟口的道路桥梁以及村寨造成了严重的破坏,将主河道向对岸严重挤压,今后仍存在较大堵河的风险。文章在野外调查以及对泥石流基本特征和形成条件综合分析的基础上,分析了堵河特征,计算了不同频率下泥石流的堵河参数,并预测了各频率下溃决洪水对绵虒镇可能产生的影响。计算结果表明,频率为2％、5％和10％的泥石流造成岷江堵塞的可能性较小,假设发生堵河事件,绵虒镇也不会受到溃坝洪水的危害。频率为1％的泥石流很可能造成主河堵塞。体积约57.38×104 m3的泥石流物质可以到达岷江,形成高度约为51.61 m的堰塞坝。在主河洪水的作用下,堰塞坝发生溃坝,溃坝洪水的峰值流量为5 935.49 m3/s,到达绵虒镇后降至2 312.25 m3/s。由于相应的洪水深度（4.00 m）大于防护堤的高度（3.50 m）,因此溃坝洪水很可能会对绵虒镇防护堤附近民房造成破坏。为今后大型泥石流堵河特征的分析,以及溃决洪水对下游城镇可能造成的影响提供了参考。     

一次过冷层状云催化云迹微物理特征的卫星遥感分析

为了优化地面人工增雨作业技术,提出了区域多参量动态对比法(以下简称K值法),并使用该方法对2015—2017年选取的26次地面增雨作业,从不同参量、不同作业工具、不同作业剂量和不同作业方式等方面进行效果统计检验。结果表明：地面催化作业有较好的增雨效果,作业后3 h内的增雨率为14.4%,2 h时增雨效果最好;不同作业工具比较,火箭增雨速度快且增雨率大,增雨效果比高炮好;不同作业剂量比较,单次高炮作业剂量N≤35发、单次火箭作业剂量2 < N≤5枚为充分播撒;不同作业方式比较,连续多次作业(两次作业时间间隔1 h之内,作业点距离5~7 km)比单次作业增雨率高11.2%,连续作业增雨效果更好;在2018—2020年13次地面增雨作业中应用了上述优化技术,与2015—2017年选取的26次作业相比,平均K值提高了30.6%,增雨率提高了6%,与同期7次未应用优化技术的作业相比,平均雨量K值高0.85,K>1的时效延长1 h,技术优化效果明显。

     

河北曹妃甸岛区工程地质环境稳定性评价研究

港口区工程地质环境安全关系着国计民生,对稳定社会和促进港口经济发展具有重要意义,因此研究和探讨港口区工程地质环境稳定性并进行综合评价就显得尤为重要.本文在总结相关研究成果并分析曹妃甸岛区地质环境数据的基础上,构建了工程地质环境稳定性评价指标体系,并采用专家打分法进行了综合评价.评价结果与研究区地质环境变化规律和后期观测结果基本一致,稳定性较差的地区主要分布在岛区东部及西南部曹妃甸深槽区域,主要为大规模的吹沙造地、工业建设,改变了原有的海洋动力系统,从而引起港区周围洋流、地貌特征、冲淤过程、泥沙运动的改变,导致航道的冲於,特别是深槽冲刷的加剧是影响地质环境稳定的主要因素.评价结果可作为研究区工程维护的参考依据,也为我国其它沿海港口重大工程地质环境稳定性评价提供了借鉴.     

豫西宜阳地区TTG质片麻岩锆石U-Pb定年和Hf同位素地质学

本文报道对华北地块南缘、豫西宜阳穆册TTG质片麻岩的地球化学、锆石U-Pb定年及Hf同位素研究.宜阳穆册TTC质片麻岩SiO2含量为59～73%,Al2O3＞15%、CaO、MgO、Al2O3、TiO2、Na2O/K2O与SiO2的含量呈负相关,表明在岩浆演化中有镁铁矿物和斜长石的分离,岩浆成分随着分异而富钾.P2O5与SiO2含量呈正相关,反映出磷灰石的分离.轻重稀土分异明显（（La/Yb）N=9～23）;重稀土相对于轻稀土轻度分异;无明显的Eu异常（Eu＊=0.95～1.07）.岩石富Rb、Sr、Ba、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素.低Y（13.25～25.27 μg/g）和Yb（1.27～1.98 μg/g）;高Sr（507.14～606.85 μg/g）及Sr/Y（34.15～39.97）,上述地球化学特征一致表明,研究区片麻岩为一套高铝的TTG质岩石.这套片麻岩可能是在角闪岩相条件下部分熔融的产物.利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法测得TTG质片麻岩的年龄为2.3 Ga.片麻岩中的锆石大部分具负εHf（t）值（最高达-4.95）,揭示其源区可能主要为古老陆壳物质;部分锆石的εHf（t）为正值,说明在其形成过程中有一定比例的亏损地幔物质的加入.宜阳TTG质片麻岩的Hf同位素数据表明,其两阶段模式年龄主要2.57～3.01 Ga之间,平均值为2.82 Ga,所以说穆册灰色片麻的源区可能存在年龄为2.8 Ga左右（或更老）的地壳物质,说明代表该区基底的太华杂岩形成时代可能为2.8Ga（或更老）.虽然华北地块陆壳最主要的增生时代被认为发生在2500 Ma,但宜阳TTG质片麻岩的研究结果和其他研究者的研究成果都说明华北地块大陆地壳在古元古代早期仍然存在相当规模的陆壳增生.     

复杂二维/三维大地电磁的有限单元法正演模拟策略

复杂二维和三维大地电磁模型的正演数值模拟具有一定的挑战性。对于复杂的二维和三维大地电磁正演问题,我们采用有限单元法进行求解。有限单元法最后形成一个线性方程组,系数矩阵是大型稀疏的带状对称复系数矩阵,并且其条件数远大于1,为严重病态矩阵,求解其对应方程组会遇到很多困难。不完全LU分解处理的Bi-CGSTAB迭代方法可用于该线性方程组的求解,并且具有速度快、精度高和稳定性好等优点;为了模拟无穷远边界及满足计算机的内存需求,在保证计算精度的情况下设计了非均匀网格剖分;在程序编制中,只存储有限元系数矩阵的非零元素,大大减少了正演计算的时间。通过对二维和三维模型电磁响应的计算,验证了算法的正确性。     

煤层反射波的频率特性和分辨率

我们知道,当地震波入射到厚层（即厚度比入射波波长大得多）,并在其表面发生反射时,反射波的频率只与入射波的频率有关。但是,当波入射到薄层（即厚度比入射波波长小得多）,并在其表面发生反射时,反射波的频率不仅与入射波的频率有关,而且还与薄层的厚度、密度、速度有关。由于煤层的厚度远远小于地震波波长,是薄层。而煤层本身的密度和速度往往都比围岩小得多,顶、底板都是良好的反射界面,因而煤层反射波是煤层层间多次反射波与顶、底板一次反射波的叠加和干涉。煤层反射波的频率不仅取决于入射波的频率,而且与煤层的厚度和速度有密切的关系。煤层可以看作是一个滤波器,入射波在煤层界面发生反射时,就好象经过了某种频率滤波。煤层滤波特性与煤层的厚度、波速及煤层和上、下岩层的波阻抗差有关。     

煤层反射波振幅特性与煤层“亮点”

就野外采集的地震讯息来说,主要包括两个方面的内容:（1）与地下岩层构造有关的运动学信息,它能反映岩层构造的几何位置和形态。（2）与地下岩层岩性有关的动力学信息,即与岩性有关的地震波波形特征。其中最主要的是地震波的振幅、频率和相位特征。     

GPT2w模型检验以及对流层模型的参数互融

各种对流层经验模型中,GPT2w模型是目前标称精度最高的对流层经验模型,其在模型化对流层延迟的同时,也提供具体的模型化气象元素。以USNO的ZTD产品检验模型ZTD精度;以IGRA发布的大气廓线数据,对模型加权平均温度T_m、水汽直减率λ的精度进行验证。计算发现,模型加权平均温度T_m具有-2.56K的系统偏差,改正该偏差后,模型ZTD对比USNO偏差从-1.38 mm提升至-0.3 mm;还验证了模型水汽直减率λ的两种获取方式具有很好的一致性。提出以测站气压P、测站温度t、测站相对湿度hr为实测气象元素,以校正后的T_m、高精度的λ为经验气象元素,作为对流层延迟模型输入参数的互融方法。该互融方法计算ZHD、ZWD经验模型分别采用目前最优的Saast静力学延迟模型和Askne & Nordius湿延迟模型。以USNO发布的340个IGS跟踪站的对流层延迟数据作为参考,该互融方法较直接气象元素法、校正后的GPT2w模型均有显著精度提升。在不可获取气象数据的前提下,校正后的GPT2w模型具有很高的先验精度;若可获取近实时气象数据（如自动气象站）,则推荐采用新的参数互融模型。