山东暖区暴雨对流特性和环境参量的统计分析

利用2014-2018年5-9月间山东大监站逐日降水资料、Micaps常规资料以及NCEP再分析资料等,将山东暖区暴雨分为锋前型、暖切变型、副高边缘型和急流型4大类,并对山东暖区暴雨的垂直结构、对流特性以及环境参量特征进行统计。主要结论为：(1)山东暖区暴雨的低空风场主要以西南风或东南风为主,且整层风场随高度顺转。高湿区主要集中在对流层中低层。大气的自由对流高度和云底高度较低,湿层和暖云层深厚,其中急流型湿层和暖云层最为深厚。(2)山东暖区暴雨发生时,K≥30.5℃, 0.72≥SI≥-6.87,假相当位温≥334K,垂直锋区的北界位于37-39°N之间,暴雨落区位于锋区北界南侧2-3个纬距范围内。(3)暖区暴雨上空辐合中心平均值为-3×10^-5 s^-1,辐合中心均出现在700hPa以下;垂直速度中心的平均值为-1.1×10^-5 hPa.s^-1,大值中心出现在对流层中低层;涡度中心的平均值为5×10^-5 s^-1,正涡度主要在低层,且随高度的增加而减小;q925≥16g.kg^-1,q850≥12g.kg^-1,q700≥9g.kg^-1,暖区暴雨的水汽输送主要集中在低层,水汽通量散度平均值,850 hPa是-2.3×10^-6 g.cm^-2.hPa^-1.s^-1, 700 hPa 为-1.2×10^-6 g.cm^-2.hPa^-1.s^-1。     

一次基于飞机观测的河北中南部降雪云系微物理结构的对比分析

2017年2月21日河北省出现一次低槽降雪天气系统,河北省人工影响天气办公室在系统槽前部位层状云系中开展飞机云微物理探测作业,通过对邢台、赵县两地云微物理垂直结构的精细化探测分析,发现本次过程云系为层状冷云。邢台、赵县两地云系均存在明显的逆温层,在逆温层及其下方出现过冷水,邢台过冷水较为丰富含量0.19 g/m3,在温度-8～-11 ℃过冷水丰富层下方可见结凇冰晶,直径有所增大,浓度没有出现明显增加;赵县云系过冷水含量偏低0.074 g/m3,冰晶在温度-8.7～-10.3 ℃的过冷水层以凇附、粘连增长为主,冰晶聚合体比邢台偏多,粒子直径和浓度均比邢台偏大。本次探测过程,邢台云内过冷水含量丰富,具有人工增雪作业的条件;赵县云内过冷水含量偏低,人工增雪条件差。     

岩溶及水动力对鸡尾山滑坡影响作用研究

鸡尾山特大型滑坡是我国西南岩溶石山地区一种独特的大型岩质斜坡失稳模式,它得到工程地质等领域极大重视,从滑坡成因和机理、滑坡启动以及运动过程、堆积物分布、次生灾害等方面都开展了一系列研究,取得了众多成果;对于滑坡结构面和滑动面方面认为:垂直结构面由两组构成,水平滑动面则为软弱夹层.本文通过野外地质调查,样品测试、综合分析...     

考虑波致孔压累积与应力耦合效应的埋置管线周围海床响应特征与机制分析

波浪导致的海床液化是埋置管线失稳的一个重要因素。超静孔隙水压力累积引起的液化深度较深,对海底管线稳定性的影响较大,因此波浪作用下管线-海床系统的累积响应特征一直受到研究者的重点关注。本文基于考虑孔压累积与海床应力耦合发展的数值计算模型,对非线性行进波作用下含埋置管线的海床累积响应特征进行了模拟计算,并与非耦合模型的计算结果进行了对比分析,结果表明,当考虑孔压累积与海床应力的耦合效应时,管线附近累积孔压在水平方向上的不均匀分布会导致海床循环剪应力的增大,从而会极大地促进管线周围海床累积孔压的发展,增大管线的影响范围; 忽略孔压累积与海床应力的耦合效应,会在一定程度上低估管线周围海床的液化深度,不利于管线的安全。     

走滑断裂百万年时间尺度位移量估计及其在阿尔金断裂系中的应用

断裂滑动速率不仅是新生代构造定量研究的重要参数之一,也是地球动力学研究的重要组成部分。但现有研究普遍缺乏介于长时间尺度（>Ma）地质体累积位移和短时间尺度（晚第四纪以来）地貌单元位错以及年—十年尺度的大地测量观测之间的断裂位移量,从而造成了理解百万年时间尺度下断裂演化历史的空区。由于走滑断裂破坏了山前洪积扇与其汇水盆地组成的系统,残留的断错洪积扇会沿断裂走向在空间上不均匀地展布。据此提出3种利用断错洪积扇确定走滑断裂大规模累积位移量的方法。第一,洪积扇面积与汇水盆地面积一般符合Af=γAc（Af为洪积扇面积,Ac为汇水盆地面积,γ为常数0.5±0.35）对应关系,利用二者之比是否异常,获得断裂位错流域盆地走滑位移量;第二,利用断裂两盘的河流上下游分布相同岩性矿物组分,识别两盘对应地貌单元获得走滑位移量;第三,利用地貌单元残留标志与上游物源河道进行对比,估算走滑位移。同时,将上述3种方法应用于研究阿尔金断裂系百万年时间尺度以来的走滑位移量实例中,在现有速率分布前提下,可估算出地貌体的形成年龄,进一步验证了文中提出的走滑位移量估计方法能为精确厘定走滑断裂百万年尺度的演化历史提供新的解决途径和技术方法。     

新生逆冲断裂地表垂直位错分布与断层活动性关系: 以河西走廊临泽断裂为例

活动断裂地表位错定量研究对理解断裂活动习性和构建多周期地震复发模型有重要意义. 前人基于高精度地形数据对断裂地表位错分布开展了大量定量研究,但是关于累积位错变形沿新生逆冲断层的走向分布特征依然不清楚. 本文选择河西走廊内部新生临泽逆冲断裂（< 20 ka）为例,利用UAV（unmanned aerial vehicle）航测方法采集了断裂沿线约8 km长、2.5 km宽的高精度（0.5 m）地形数据,开展了精细地貌填图（1∶500）、断层垂直位错测量（73个）、断层活动定量参数分析以及野外地质调查等工作. 研究揭示,新生临泽逆冲断裂主要由2条左阶展布分支逆冲断层组成（L1和L2）,阶区宽度约260 m. 位错测量揭示,断层最大和最小累积位错分别为4.5 m和0.2 m,累积垂直位错呈明显不对称三角形分布,断层上位移亏损点与断层几何形态变化区域明显对应. 断裂位错定量参数分析显示,临泽断裂结构不成熟,两个分支断裂后期会在破裂长度和位错增加下逐渐贯通. 因此,可能需要注意后期强震活动造成新生逆冲断层向盆地内部拓展,及其对邻近城镇带来的直接和衍生灾害效应.     

粉细砂地层对地铁列车荷载的动力响应及长期变形研究

为探明地铁列车荷载作用下粉细砂地层的动力响应特征及长期累积变形发展规律,首先基于南京地铁2号线沉降监测数据,分析了位于粉细砂地层中某区段隧道结构的沉降发展规律;然后采用2.5维数值方法,模拟分析了地铁列车荷载作用下粉细砂地层的振动响应特征;最后,基于振动荷载作用下粉细砂的累积变形经验公式,采用分层总和法研究了粉细砂地层由列车荷载诱发长期累积变形的发展规律。研究结果表明:(1)列车运行引发地铁隧道地基粉细砂地层的动偏应力随着深度的增加呈先增大后减小的变化趋势,其最大值通常出现在隧道底部以下1 m处,最大值约为3.5 kPa;(2)列车振动荷载诱发粉细砂地层的长期变形在运营初期发展较快,并在运营1年左右达到稳定,随后缓慢增长,其稳定后的地基总变形量约为15.1 mm;(3)由列车振动荷载长期作用诱发的隧道粉细砂地基沉降量约占运营7年后总沉降量值的26%。     

鄱阳湖流域饶河龙口入湖段优势淡水鱼类对微塑料及重金属污染物的生物累积

水体生态环境中的微塑料与重金属污染问题正日益受到热切关注为探讨微塑料与重金属对水产品的复合生态效应,选择鄱阳湖饶河段优势淡水鱼为研究对象,对鱼体内微塑料及重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr等元素的生物累积作用进行分析与评价结果表明:调查区域水环境中微塑料的丰度范围10～64 items/L,平均值38.56 items/L. 8种淡水鱼消化道微塑料丰度范围为1.21～9.11 items/g,平均丰度为5.40 items/g;鳃部丰度范围0.61～5.00 items/g,平均丰度为2.87 items/g;微塑料类型主要有碎片类、纤维类、薄膜类和颗粒类4种,其聚合物成分主要为聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS);颜色以透明及彩色为主;微塑料粒径范围为0.01～9.5 mm,粒径0.5 mm的微塑料所占比例为79.07%,鱼体内与其生存水环境中微塑料的丰度特征(形态、粒径、颜色和聚合物类型组分比例)具有一定相似性各鱼类对微塑料的累积系数(BAF)平均值为178.29,不同鱼类累积微塑料的能力大小次序为:乌鳢(Channa argus)、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)鲦鱼(Hemicculter leuciclus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲶鱼(Silurus asotus)鲤鱼(Cyprinus carpio)、刀鱼(Coilia ectenes)、鲫鱼(Carassius auratus)鱼体肌肉组织内重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr的平均含量分别为4.27、0.13、0.28、11.73、0.53 mg/kg,均符合无公害水产品的要求且低于人体消费卫生标准,属于安全食用范围;鱼类对5种不同重金属的累积能力大小次序为ZnCuCdPbCr,不同鱼类对不同重金属的累积能力具有差异性通过扫描电镜(SEM)与能谱分析(EDS)检测到各类型微塑料表面均有上述5种重金属元素,证实微塑料可能成为重金属的附着载体,相关性分析表明微塑料与Cu呈极显著相关,与Cd、Pb均呈显著相关;微塑料的存在一定程度上会增强Cu、Cd与Pb的累积效应,并可能产生复合污染效应.     

赣南离子吸附型稀土矿区土壤重金属形态分布特征及生态风险评价

稀土矿的露天开采易造成土壤重金属污染等环境问题。已有研究表明赣南离子吸附型稀土矿区土壤存在以Cd、Pb为主的轻、中度重金属污染。常见环境质量评价以主要污染因子（如重金属总量）作为衡量污染程度的指标,仅能反映重金属的富集程度。为查明赣南稀土矿区土壤重金属的赋存状态、迁移能力以及生物有效性,本文在利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定土壤重金属各形态含量的基础上,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法及RAC风险评价法对赣南稀土矿区土壤重金属的生态风险进行评价。结果表明：①研究区土壤重金属主要以残渣态存在,占总量的65.5%。②土壤样品中Cd、Pb含量平均值分别是江西省土壤背景值的1.72倍和2.14倍;流域内位于矿山下游河流沿岸农田土壤Cd的平均值、尾矿库附近农田Pb的平均值分别是土壤背景值的2.33倍和3.06倍,22.7%样品的Cd或Pb含量超过风险筛选值,其中可交换态所占比例仅次于残渣态,分别占总量的47.1%和13.5%。③地累积指数与潜在生态风险评价结果表明Cd、Pb累积程度及生态风险水平较高,Co、Ni、Cu、Zn较低;RAC风险评价结果显示Cd生态风险较高,Co、Zn、Pb生态风险中等,Cu、Ni生态风险低。④针对矿区农田土壤的三种评价方法各有侧重,其评价结果异中有同,均表明研究区土壤Cd具有较高的污染程度和迁移活性,生态风险较高。本研究结果将为识别稀土矿周边农田土壤的潜在环境风险,提出有效的防范、应急与减缓措施提供科学依据。     

基于改进累积和控制图的GNSS变形信息的识别与预警

累积和(cumulative sum,CUSUM)控制图是一种较为成熟的突变点识别方法,可以较为有效地对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)坐标序列中的变形信息进行识别与预警.然而,对于长时间的连续监测,GNSS坐标序列中不可避免地存在粗差或离群值,其对CU...