非均匀介质中地震波传播的数值模拟

地震波场数值模拟方法多种多样,各种方法都有各自的特点.这里推出一种全新地震波场模拟方法--基于Forsyte广义正交多项式的迭积微分算子法,该方法将计算数学中的Forsyte多项式,应用到地震波传播的数值模拟中,它同时具有广义正交多项式迭积微分算子的高精度和有限差分短算子算法的高速度.通过对算子长度的调节及算子系数的优化,可同时兼顾波场解的全局信息与局部信息.复杂非均匀介质模型数值模拟结果说明了该方法的可行性.将该方法的计算结果与傅氏变换伪谱法、错格高阶有限差分法相比较,结果说明,该方法在波场模拟方面具有较好的发展潜力,并具有自身独到的优越性.     

秦皇岛市洋河、戴河滨海平原海水入侵的控制与治理

秦皇岛市洋河,戴河冲洪积平原,近20年来抽取地下水量迅速增加,80年代初形成了低于海平面的降落漏斗,造成海水从海岸线向内陆和从河流下游河床向两侧同时侵入孔隙含水层。由于水质恶化,北戴河区水源地面临报废的危险。为了保护和开发淡水资源,控制海水入侵,必须对地下水的水质和水量进行综合评价。采用水动力弥散型地下水水质模型来描述滨海含水层中海水和淡水的运动,把氯离子作为水质模型的变量。在水量模型中采用孔隙压力代替水头作为变量。数学模型用有限单元法求解。模拟面积约180km²,剖分为321个单元,184个结点。作为水文地质实体的模型,它被用来模拟和预报不同降水量年份的地下水水位和水质。计算结果表明,如果保持目前的地下水开采量,海水入侵还会深入。为了控制和治理海水入侵,本文探讨了可行措施。根据数学模型模拟的结果,在洋河下游人海口修建防潮闸,同时加强滨海含水层的管理,具有较好的经济效益和环境效益。     

泰斯公式性态分析与误差估计方法

主要目的是分析在原始数据具有随机误差的情况下,利用泰斯公式进行正逆问题计算时,公式本身对误差的传递作用,即对泰斯公式的性态进行分析。研究中采用了函数对数据随机误差传递作用的随机性分析方法。通过较为简单的数学推导,建立了泰斯公式正逆计算问题的原始数据与计算结果所具有随机误差的统计参数之间的近似关系式,并推导出了两类计算问题的条件数。指出在u值较小的情况下,计算_的问题属于"病态"的;在u=0.438点及其附近,计算T的问题为"病态"的;在u值和_的相对误差与T的相对误差的比值很大的情况下,正问题为"病态"的。其它条件下的计算问题属于"良态"的。据此建议利用抽水试验后期资料计算T值,利用前期资料计算_值。另一方面,还提出了在原始数据的误差为已知的情况下,进行误差估计的方法。      

以煤矸石为原料水热法制备4A沸石的动力学研究

以依兰矿区煤矸石为原料研究了4A型沸石的合成方法及其合成动力学模型.推导出含有速率常数的分段式动力学方程;实验分析了最佳反应条件下,不同反应时间内产品的结晶度,通过待定系数法确定出各方程速率常数,整合动力学方程,最终得到利用煤矸石制备4(A)沸石的动力学模型.采用模型方程对实验晶化曲线进行拟合,得到如下结论:4(A)沸石结晶反应发生在凝胶后期;在晶化后期,凝胶的溶解速率决定了晶体生长速率和在有限晶化时间内产品的结晶度.     

基于DPSIR模型的地下水饮用水源地安全评价指标体系研究

为系统客观的评价地下水饮用水源地的安全状态,基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”(DPSIR)框架初步建立备选评价指标,运用专家咨询法对备选指标进行筛选及合理性检验,采用层次分析法确定指标权重,构建地下水饮用水源地安全度综合评价体系。以滹沱河浅层孔隙水水源地为例,确定了包含5个准则层,18个指标的地下水饮用水源地安全评价指标体系。滹沱河浅层孔隙水水源地实例研究表明,准则层中压力系统和状态系统所占权重较大,分别为0.257和0.339;水源地安全度为0.67,尽管处于较安全级别,但非常接近警戒值(0.4~0.6)。通过实例分析可知,筛选的指标具有一定的实用性,可以为评价浅层孔隙水水源地的安全状态及面临的风险提供参考。     

黏土岩温度-渗流-应力耦合特性试验与本构模型研究进展

高放废物处置库、垃圾填埋场等工程中常常涉及到温度场（T）、渗流场（H）和应力场（M）的耦合作用的问题。从试验和理论模型两个角度综述国内外黏土岩温度-渗流-应力耦合特性的研究进展,主要包括其传热特性、温度影响下的渗流特性、变形、强度、蠕变特性。在此基础上,重点分析了黏土岩水-热迁移模型以及热-力耦合本构模型的适应性。基于上述认识,通过试验研究了比利时Boom clay在温度作用下的强度、渗透性、蠕变性等特征。结果表明：随着温度升高,Boom clay的强度有所降低,渗透性显著增强,蠕变速率明显加快。提出了适用于Boom clay的THM耦合弹塑性损伤模型,计算结果验证了模型能合理反映温度的影响。最后,探讨了黏土岩THM耦合机理研究的不足和今后的研究方向。     

河北省平原区土壤墒情预报研究

研究以冬小麦和夏玉米为典型作物,分析河北省平原区土壤墒情变化特点,研究三个旱情试验站土壤墒情变化规律,结合河北省实际情况进行分区研究,创建代表山前平原区、中部平原区、滨海平原区的区域土壤墒情模型和高精度区域预报方案,揭示河北省平原区土壤墒情变化规律和演变趋势,对类似地区相关研究具有一定的借鉴意义。     

基于敏感性分析的裂隙岩体渗流与应力静态全耦合参数反演

基于求解稳定渗流场与弹性位移场耦合问题的全耦合分析方法,应用提出的混合遗传算法作为优化算法,同时利用水头、位移等多类型量测资料,提出了裂隙岩体渗流与应力静态全耦合的参数反演方法。在目标函数建立中考虑了实测水头对渗流参数的敏感性,在待反演力学未知参数的选取中,依据提出的相对灵敏度概念,考虑了实测位移对力学参数的敏感性。针对某裂隙岸坡算例,研究了水库蓄水过程中位移场对力学参数敏感性,据此实现位移测点的优化布置,并以渗流场与位移场全耦合正分析计算结果作为假想实测值,进行该岩坡的全耦合参数反演分析,从而验证了所提出理论与研制程序的正确性和可行性。     

资源三号数据在重力中区地形改正中的应用

针对我国资源三号卫星立体影像数据,利用GPS控制点,结合前视、下视、后视区域网平差精化有理函数模型,探讨了资源三号卫星立体影像数据用于重力中区地形改正的高精度DEM生成方法。通过1：1万高精度DEM数据进行地改实验验证表明：资源三号卫星立体影像数据提取的DEM可以满足1：20万区域重力测量中区地改精度要求,为我国重力测量中区地形改正提供了一条有效途径,拓展了资源三号数据在区域重力测量中的应用。