三维交叉裂隙渗流传质特性数值模拟

对交叉裂隙渗流传质特性的定量描述是研究整个裂隙网络渗透传质特性的基础。为真实模拟水流及溶质在三维交叉裂隙中的运移过程,首先通过三维轮廓仪获取天然岩石裂隙表面的形貌数据,再应用三维重构技术生成相应的三维交叉裂隙模型,随后求解Navier-Stokes方程,假定溶质运移满足Fick定律,模拟水流和溶质在三维交叉裂隙中的运移过程。通过对比粗糙裂隙模型与平行平板模型的模拟结果发现：粗糙度对流体的分布及流动状态存在显著的影响;不同进、出口工况下的流体流动及溶质运移状态亦表明：裂隙交叉的几何形貌会显著地影响溶质混合行为。这些结果表明,目前被广泛采用的平行平板模型在评估岩体内特别是交叉口的物质运移特性时将导致较大的偏差,在将来的研究中有必要针对裂隙交叉口的几何特征建立修正的模型以提高评估的准确性。     

浊积岩和砂质碎屑流岩关键识别标志及辽河盆地岩心实例*

重力流是自然界中广泛存在的一种流体形式,不同学者基于不同切入点往往会提出多种重力流的划分方案。采用浊流和碎屑流的二分方案,对浊积岩和砂质碎屑流岩的沉积特征展开综述和探讨,旨在进一步概括这2类岩石的沉积特征,明确具有指示意义的最典型相标志。研究表明,在野外露头和钻井岩心中,可以通过以下典型特征鉴别浊积岩和砂质碎屑流岩: 砂岩内若发育以正粒序为特征的递变层理,则应该将其认定为浊积岩;若砂岩内发育泥岩撕裂屑、漂浮状泥砾或不含任何层理构造(块状砂岩),则应该将其认定为砂质碎屑流岩。这些特征是鉴别浊积岩和砂质碎屑流岩最可靠的标志。此外,变形层理、爬升波纹交错层理、波状层理、平行纹层、冲刷侵蚀界面、岩性突变界面和槽模等沉积构造也具有一定指示意义,出现这些特征时需要结合沉积背景、岩相的垂向组合关系和地球物理等资料进行综合判断。     

干旱山地生态系统植物群落不同尺度下物种数的变化特征

对典型干旱山地生态系统不同生境（土质山坡,石质山坡）的植物群落在不同取样几度下所测定的植物物种数的变化情况进行分析。采用了曲线拟合和分形维数相结合的分析方法进行探讨。从物种数随取样尺度的变化曲线（对数曲线）看（p〈0．01）,土质山坡植物群落（草本植物群落）曲线比较平滑,石质山坡（草本和灌丛混合群落）曲线较粗糙。两个样地植物群落物种数在不同取样尺度下变化的趋势不同。分形维数变化趋势表明,两个样地植物物种数随取样尺度（r）变化趋势的差别较大,土质山坡植物群落物种数空间变化异质性不大。可以找到合适的取样面积;石质山坡物种数变化的空间异质性大,物种分布空间格局较复杂。在整个山坡范围内没有合适的取样面积。因此,建议在干旱山地石质山坡上进行植物群落研究时采用设置典型样方方法,同时尽量增加样方数量,使取样尽量代表整个山坡植被。     

利用红外相机监测新疆天池博格达峰自然保护区鸟兽资源

红外相机技术目前已成为监测陆栖哺乳动物和地栖鸟类的常用技术手段。为监测新疆天池博格达峰自然保护区内鸟类和兽类资源,于2019年7月—2020年9月,在保护区内选取30个红外相机位点共布设58台红外相机,累积工作29730个工作日,共获得99850份图像及视频数据,采集独立有效照片5744张;共观测到野生陆生脊椎动物9目19科29种,其中兽类5目10科15种,鸟类4目9科14种。观测到的动物中有国家I级重点保护野生动物雪豹（Panthera uncia）,国家II级重点保护野生动物6种,分别为北山羊（Capra sibirica）、马鹿（Cervus canadensis）、猞猁（Lynx lynx）、赤狐（Vulpes vulpes）、黑鸢（Milvus migrans）以及暗腹雪鸡（Tetraogallus himalayensis）。森林生境中,兽类相对多度指数最高的是马鹿（RAI=60.569）,鸟类相对多度指数最高的是山斑鸠（Streptopelia orientalis,RAI=0.854）;高山草甸及裸岩生境中,兽类相对多度指数最高的是马鹿（RAI=18.693）,鸟类相对多度指数最高的是暗腹雪鸡（RAI=0.316）和黄嘴山鸦（Pyrrhocorax graculus,RAI=0.854）。物种累积曲线结果显示：兽类物种数在200 d之后几乎不再增长,而鸟类物种数在100 d之后增速放缓但一直持续增长,表明时长450 d的红外相机监测力度对保护区中的兽类而言较为充分,对鸟类而言还不够充分。研究结果可为新疆天池博格达峰自然保护区野生陆生脊椎动物多样性监测与评估提供数据参考,为该保护区的保护管理工作提供科学依据。     

基于航测的珠三角气溶胶垂直分布及活化特性

2017年9月14—27日在珠江三角洲地区开展了6个架次飞机观测试验。利用飞行获取的气溶胶、云凝结核、云滴及常规气象探头观测资料,结合天气形势、气象条件及气团后向轨迹分析,研究了珠江三角洲地区深圳气溶胶数浓度及其谱的垂直分布特征,配合不同过饱和度条件下云凝结核浓度观测,分析了气溶胶活化特性。结果表明：在不同天气条件下,深圳低层气溶胶数浓度变化范围为500~9000 cm-3;边界层内气溶胶分布相对均匀,谱型随高度变化与气象条件相关。将6个架次气溶胶观测资料根据数浓度及谱型分为3种类型：类型Ⅰ为海洋型气溶胶,数浓度小,粒子尺度大,谱型呈双峰分布;类型Ⅲ为大陆型气溶胶,数浓度高,粒子尺度小,谱宽较宽且呈三峰分布;类型Ⅱ为海洋大陆影响型气溶胶,即受海洋和大陆共同影响,数浓度低于类型Ⅲ高于类型Ⅰ,谱型为双峰分布。拟合了包含海洋型及大陆型气溶胶的3个架次近地面云凝结核活化谱,计算了气溶胶在不同过饱和度条件下的活化效率。     

锥束CT的CT值标定方法

CT值是医学CT重建图像的一个必备要素,在某些场合下已成为医生诊断疾病的辅助工具,比如骨密度测量、图像分割与识别等。本文介绍一种锥束CT的CT值转换方法。借助Sedentex CT模体,分别获得5种材料的标称CT值和锥束CT衰减系数重建值,并经线性拟合,建立起标称CT值和衰减系数重建值之间的转换方程。最后,分析对比度噪声比和图像灰度值均匀性偏差在CT值转换后的变化情况。     

河北邯邢铁矿区矿山环境生态地球化学评价

在河北邯邢西石门及周边铁矿区系统地采集了各类生态环境地球化学样品,包括土壤（n=242）、玉米（n=110）、地表水（n=37）、地下水（n=31）和水系沉积物（n=81）。通过对矿区各样品元素含量特征和元素富集程度的研究,利用区域地球化学基准值和地质累积指数定量评价了矿山污染扰动程度。研究表明,矿区土壤、玉米、地表水、地下水、水系沉积物中相对富集较高的与成矿作用有关的元素及主要的伴生元素,部分重金属元素超标,土壤和水系沉积物中Se、As、Cd、Cu、As、Cd、Cu、Co元素超标,玉米中F、Cr、Cd元素接近食品卫生限值,地表水和地下水部分指标浓度接近三类水质限值。研究表明,造成污染的主要来源是铁矿尾矿沙和煤矸石中的硫化物发生氧化作用,导致重金属淋滤转移,另一来源是燃煤降尘的积聚。     

改进的能量守恒方法及其在CHAMP重力场恢复中的应用

An efficient method for gravity field determination from CHAMP orbits and accelerometer data is referred to as the energy balance approach. A new CHAMP gravity field recovery strategy based on the improved energy balance approach IS developed in this paper. The method simultaneously solves the spherical harmonic coefficients, daily Integration constant, scale and bias parameters. Two 60 degree and order gravitational potential models, XISM-CHAMPO1S from the classical energy balance approach, and XISM-CHAMPO2S from the improved energy balance, are determined using about one year＇s worth of CHAMP kinematic orbits from TUM and accelerometer data from GFZ. Comparisons among XISM-CHAMPO1S, XISM-CHAMPO2S, EIGEN-CGO3C, EIGEN-CHAMPO3S, EIGEN2, ENIGNIS and EGM96 are made. The results show that the XISM-CHAMPO2S model is more accurate than EGM96, EIGENIS, EIGEN2 and XISM-CHAMPO1S at the same degree and order, and has almost the same accuracy as EIGEN-CHAMPO3S.     

雅安雨量站站网布设优化试验

雨量监测的准确性对天气预报、气候变化、服务决策、防灾减灾等有着重要的影响和意义,而雨量站网布设直接影响雨量监测的准确性。选取四川省雅安市作为研究对象,在现有站网布设的基础上,采用相关性分析,提出基于抽站的站网布设优化方法,并对抽站后的站网布设合理性进行评价。结果表明：(1)雅安雨量站有265站,各站点的控制面积为2.64～510.78 km²,邻近站间距离为0.3～12.28 km,邻近站间降水相关系数为0.62～0.993;(2)逐次抽站后,雨量站控制面积和邻近站间距离逐渐增大,邻近站点间降水相关系数逐渐减小;(3)抽站后站网面雨量与原站网面雨量较一致,误差较小,泰森多边形法面雨量变化幅度小于算术平均法;(4)从降水过程来看,各次抽站后,降水落区和各量级降水范围基本一致,站网对降水极值的捕捉能力较好,误差较小,但随着站点数的减少,对于降水形态刻画的精细程度有所下降。     

A time-dependent numerical model of the mild-slope equation

On the basis of the previous studies, the simplest hyperbolic mild-slope equation has been gained and the linear time-dependent numerical model for the water wave propagation has been established combined with different boundary conditions. Through computing the effective surface displacement and transforming into the real transient wave motion, related wave factors will be calculated. Compared with Lin’s model, analysis shows that calculation stability of the present model is enhanced efficiently, because the truncation errors of this model are only contributed by the dissipation terms, but those of Lin’s model are induced by the convection terms, dissipation terms and source terms. The tests show that the present model succeeds the merit in Lin’s model and the computational program is simpler, the computational time is shorter, and the computational stability is enhanced efficiently. The present model has the capability of simulating transient wave motion by correctly predicting at the speed of wave propagation, which is important for the real-time forecast of the arrival time of surface waves generated in the deep sea. The model is validated against analytical solution for wave diffraction and experimental data for combined wave refraction and diffraction over a submerged elliptic shoal on a slope. Good agreements are obtained. The model can be applied to the theory research an d engineering applications about the wave propagation in a biggish area.