基于离散元的超声波振动辅助TBM滚刀碎岩分析

超声振动辅助碎岩技术以其弱化岩石强度、降低切削力、加快钻进速度等优势受到广泛关注,将超声振动技术与滚刀结合,能有效提升隧道硬岩施工滚刀破岩效率。采用颗粒流离散元软件对超声波振动辅助滚刀碎岩过程进行了模拟研究,结果表明,超声波振动能够产生周期性应力波并向岩石内部传播,在岩石的近表面区域出现较强的拉应力,有助于浅层岩石的张拉破坏。超声波振动提升了岩石内部裂纹的生成规模,加快了裂纹的生成速度,提前了裂纹初次萌生时间,对滚刀的破岩性能有良好的增益效果。超声波振动下岩石裂纹生成更加平稳,减少了跃进式破碎现象,能够避免因剧烈振动产生的冲击载荷对滚刀产生异常磨损和破坏,对延长滚刀寿命具有促进作用。     

增强型地热系统在碳酸盐岩型深层地热能开发利用中的应用进展

地热能是一种储量大、分布范围广、清洁环保的可再生能源,其中深层干热岩地热能最具开发潜力。增强型地热系统是开发深层干热岩地热能的有效手段,在碳酸盐岩热储区已广泛应用,取得了良好的经济社会效益。系统总结了国内外增强型地热系统在碳酸盐岩型地热开发中的进展和经验,分析了国内发展现状,认为加强基础理论研究、核心技术攻关和工程示范,尽快形成具有中国特色的深部地热能开采方案,是今后工作的重点方向之一。     

3种海面风场资料在台湾海峡的比较和评估

本文对3种海面风场资料(CCMP、NCEP、ERA)在台湾海峡风场的平面分布和时间变化特征进行了相互比较,并应用2011年浮标观测的风速和风向资料分别对3种风场的误差进行了分析及评估。主要结论如下:(1)3种资料风场的平面分布、季节变化和年际变化特征基本一致,差异主要表现在冬季NCEP资料在海峡中部和南部的风速相对CCMP和ERA资料较大;(2)CCMP资料的风速偏差、风速均方根误差和风向均方根误差分别为-0.62m/s、1.67m/s和31°,NCEP分别为0.15m/s、1.64m/s和31°,ERA分别为-1.36m/s、2.4m/s和33°;NCEP资料的风速整体略偏大、CCMP略偏小、ERA偏小明显,CCMP和NCEP资料比ERA资料更接近观测;(3)在西南季风影响期以及风速较小时(风速不大于10m/s)CCMP资料的风速可信度较高、NCEP资料的风速偏大;在东北季风影响期以及风速较大时(大于10m/s)NCEP资料的风速可信度较高、CCMP资料的风速偏小;(4)3种资料的风向误差接近,均在低风速时(风速小于5m/s)误差较大。本文的结论可以为台湾海峡的海洋和大气科学研究选择合适的海面风场资料提供借鉴和参考。     

基于潜标观测的吕宋海峡以东深海潮流特征研究

本文使用吕宋海峡以东的潜标观测的长达1年的海流数据,重点对该海域海流的高频波动(潮流)的垂向分布及其时间变化特征进行了分析,结果表明:该海域次表层(100～160 m)的潮动能比中层(1 550 m)和深层(2 560 m)大1～2个数量级,近底层(4 040 m)的潮动能略大于中、深层;次表层为不正规半日潮流,中、深层为不正规全日潮流;各层次潮动能均在夏季(6?9月)和冬季(2?3月)增强,与M₂分潮和K₁分潮在夏季和冬季的增强相对应;各层次海流的高频波动以顺时针旋转为主,次表层海流近惯性周期接近当地理论惯性周期,中、深层略小于当地理论惯性周期。     

基于潜标观测的吕宋海峡以东深海海流的低频变异

本文利用在菲律宾海布放的一套锚系潜标获取的长时间海流和水温观测数据,分析了吕宋海峡以东的深海海洋环境特征,着重阐释了该海域海流的全水深垂向结构及其低频变化特征。研究表明,表层(100～160 m)平均流向为西偏北,流速约为12.5 cm/s;中层(810 m)的平均流为西向,流速为2.6 cm/s;深层(1 550 m和2 560 m)的平均流速在1 cm/s以内,近底(4 040 m)的流向为较稳定的西南向,流速为2.3 cm/s。上层海流的动能比中层和深层大1～2个量级,总动能、平均动能、涡动动能均在表层最大,中层次之、深层最小,各层次涡动能均大于平均动能。中上层海流的低频变化具有极高的相似性,全年为81～85 d的周期振荡;近底层海流则不同,变化周期约为51 d。     

不同SST资料在海南岛和北部湾珊瑚白化预警中的适用性比较

近年来,受全球气候变化及极端天气的影响,全球范围频繁出现珊瑚礁白化现象,遥感SST已广泛应用于珊瑚白化的监测和预警中。海南岛近岸及北部湾海域的珊瑚礁近年也倍受白化压力,然而,遥感SST在海南岛近岸及北部湾海域珊瑚白化预警中的适用性尚不清楚。为此,本研究比较了3种常用的遥感SST数据(OISST、GHRSST和CoralTemp)在研究海域的异同及其在夏季珊瑚白化预警中的适用性。结果表明,GHRSST的SST最高、CoralTemp次之、OISST最低,OISST的偏差在2013年以前比较明显,GHRSST和CoralTemp在2003年之后比较接近;与浮标的现场观测值相比,2006—2020年CoralTemp的平均偏差和均方根误差分别为0.03℃和0.92℃,GHRSST为0.08℃和0.96℃,OISST为-0.25℃和1.21℃,CoralTemp在研究区域内更为准确;3种遥感SST计算的DHW与使用现场SST计算的趋势一致,CoralTemp的结果更为接近现场SST。因此,3种遥感SST资料中,CoralTemp相对来说更适用于研究海域。     

超深层砂岩粘土矿物特征及其对储层物性的定量控制作用——以库车前陆冲断带白垩系巴什基奇克组为例

库车前陆冲断带超深层储层是当前天然气勘探开发的重要领域, 具有特低孔、特低渗-低渗, 裂缝-孔隙型, 测试高产储集特征。 为揭示储层中粘土矿物的特征及其对储层演化、储层性质的控制作用, 本文以大量微观实验分析（X 衍射、扫描电镜、激光共聚焦扫描、 铸体薄片、高压压汞）为依据, 研究表明：主要的粘土矿物含量为 5%～12%, 矿物类型以伊利石、伊蒙混层为主, 其次为绿泥石, 成因以成岩早期沉积水体继承性沉淀及成岩中晚期长石质次生溶蚀产物为主;砂岩中早期沉积型粘土矿物主要富集于三角洲前缘水下河道砂体的侧缘、水道砂体的顶底面附近, 其形成粘土薄膜可有效抑制超深层储层早中成岩期硅质、长石质次生加大, 保存基质孔隙, 不同期粘土杂基也可提供大量矿物晶间微孔隙, 微孔隙度可达 1%～4%, 是天然气的主要储集空间之一;粘土矿物是降低储层渗透率的主控因素, 6%～ 9%的粘土矿物含量（尤其是伊利石及伊蒙混层）可降低超深层储层渗透率 10～100 倍, 使渗透率总体为 0.01×10 ^-3 μm ² ～0.1×10 ^-3 μm ² 。 粘土矿物含量及赋存特征：早期长期（130～23 Ma）浅 埋（< 3 000 m）期储集性能保存良好, 晚期（23 Ma 左右）深埋（> 3 000 m）期基质渗透性急剧降低, 总体致密化（< 0.1×10 ^-3 μm ² ）, 这是研究区的关键因素。 粘土矿物的特征及其分布对评价砂岩储集性质, 预测超深层天然气有利储层的分布具有重要地质意义。     

广州市海珠区地表水中致嗅物质及毒性分析

为研究广州市海珠区地表水中的致嗅物质及其毒性,在海珠区珠江前后航道与湖泊池塘采集了21个水样,采用液液萃取气质联用法对其中的土臭素、二甲基异茨醇等5种致嗅物质进行含量检测,并根据水样相关富营养化指标,探究这些致嗅物质的分布和来源.研究结果表明:海珠区地表水中含量最高的两种致嗅物质依次是土臭素(4.0~69.0 ng/L)和二甲基异茨醇(4.1~24.9 ng/L);异臭味问题最严重的地表水体是珠江水,其次为湖泊池塘,水厂取水口的异臭味问题不明显;珠江前航道中致嗅物质的含量高于后航道,其中含量最高的河段为鳌洲码头段至广州大桥段,含量高达40.2~69.0 ng/L;致嗅物质的含量和分布与水体的污染和富营养化程度密切相关,广州市海珠区地表水的净化和治理形势严峻.另外,在可检出的浓度范围内,土臭素和二甲基异茨醇对发光细菌抑制率较高.     

Circumjacent distribution pattern of the Lungmachian graptolitic black shale (early Silurian) on the Yichang Uplift and its peripheral region

Stratigraphic hiatuses of variable time intervals within the Rhuddanian to early Aeronian (Llandovery, Silurian) are identified in the area bordering East Chongqing, West Hubei and Northwest Hunan in central China. Their distribution suggested the existence of a local uplift, traditionally named the Yichang Uplift. The diachronous nature of the basal black shale of the Lungmachi Formation crossing different belts of this Uplift signifies the various developing stages during the uplifting process. The present paper defines the temporal and spatial distribution pattern of the Yichang Uplift, which might be one of the important controlling factors for the preservation and distribution of the shale gas in this region, as it has been demonstrated that the shale gas exploration is generally less promising in the areas where more of the basal part of the Lungmachi Formation is missing. Therefore, better understanding of the circumjacent distribution pattern developed throughout the uplifting process may provide the important guidance for the shale gas exploration. The present work is a sister study to the published paper, “Stage-progressive distribution pattern of the Lungmachian black graplolitic shales from Guizhou to Chongqing, Central China”. These two studies thus provide a complete Ordovician-Silurian black shale distribution pattern in the Middle and Upper Yangtze, a region with the major shale gas fields in China.     

海南岛南渡江河口的盐水入侵

南渡江是海南岛最大的河流,河口长度较短(约25 km),口外濒临琼州海峡。南渡江的盐水入侵近年来呈加剧趋势,急需对其过程与机理进行研究。本研究运用FVCOM模型,采用2009年枯季的实测数据对模型进行了验证。根据模型计算结果分析了枯季和洪季南渡江河口的流速和盐度的时空分布及盐水入侵的变化,探讨了河口不同位置驱动盐分向陆输运的机制。研究结果表明:枯季小潮时的河口环流强度大于大潮时,而洪季河口环流在大潮时更加发育,洪枯季都表现出大潮期的盐度分层(表底层盐度差)大于小潮期;口门附近,潮汐振荡输运在总的向陆盐分输运通量中占主导,而向上游方向,稳定剪切输运则表现得更重要。主河道内损失的盐分主要通过海甸溪的盐分输入进行补充。