多孔介质中含均相/非均相反应传质过程数值模拟

结合化学反应方程式,并应用多孔多相介质溶混污染物输运过程的数值模型,对多孔多相介质中含均相/非均相化学反应传质过程进行了数值模拟。化学反应主要包含均相快速/慢速和非均相快速/慢速等5种化学反应过程,溶质输运行为的控制机制主要考虑对流、扩散及降解、吸附等。基于原有的隐式特征线Galerkin离散化的有限元方法,求解模型控制方程的边值初值问题,求解过程中把均相化学反应物质中按照反应物和生成物分开,非均相反应物质按照固相和液相分开,对均相反应物及非均相液相物质浓度耦合求解,而均相生成物和非均相固相物质独立求解。使方程组按照其不同类型进行分类,同时可减少未知数的个数。对于含有非线性内状态变量的右端项进行迭代求解。数值例题结果验证了所提出的数值方法的有效性、计算精度和稳定性。     

鱼耳石微化学特征在湖库水质评价中的标型意义——以河北白洋淀和北京密云水库野生鲤鱼为例

对河北白洋淀和北京密云水库的野生鲤鱼耳石和水体中的微量元素进行了定量分析。白洋淀鱼耳石中诸微量元素含量均高于密云水库的鱼耳石,反映了白洋淀各水体较密云水库水体的环境复杂,污染程度高。统计分析结果表明,在鱼耳石中大致存在两类生物地球化学习性不同的元素,水体中第一类元素的变化不会引起耳石中相应元素的响应,如Au、K和Na;第二类元素的变化会引起耳石中相应元素的强烈响应,如As、Ba、Co、Cr、Fe、Sr和Zn。诸微量元素在耳石中富集的强弱顺序为,Zn>Sr>Se>Fe>As>Ba>K>Co>Au>Na>Cr。通过相关性分析发现,白洋淀和密云水库的鱼耳石和水体中对应微量元素平均含量的自然对数值之间均存在良好的线性关系。     

太行山燕山造山带与中生代花岗岩有关的金属矿床成矿系列特征

在把握成矿系列“三同”基本前提和“五多”基本特征的基础上 ,把太行山—燕山造山带与中生代花岗岩有关的矿床划分为 6个成矿系列 ,并探讨了各成矿系列主要地质特征、稳定同位素特征、成矿热液性质及其物理化学条件 ,指出各成矿系列具有不同的特征 ,岩浆岩、地层、断裂构造等对成矿系列形成都有控制作用 ,成矿物质既来源于围岩 ,也来源于花岗质岩浆 ,并且在造山作用过程中 ,壳幔演化对各成矿系列有不同的贡献。     

豫西南湍源银多金属矿集区典型矿床（点）——来自地质、流体特征及锆石U-Pb年龄的证据

豫西南湍源银多金属矿集区位于秦岭造山带中部,分布有板厂铜多金属矿床、银洞沟银多金属矿床、许窑沟金矿床、银虎曼铅锌矿,以及万人洞沟、铁罗沟、万沟等金银矿点。流体包裹体研究表明,与含矿有关的石英脉流体包裹体组成复杂,特别是富气包裹体十分发育,而不含矿的石英包裹体类型简单,多为水盐包裹体。获得研究区内与成矿关系比较密切的卢家坪岩体和五龙潭岩体的锆石206Pb/238U年龄分别为446Ma±7Ma和424.6Ma±4.9Ma,据此认为该区成矿时间最早可延伸至加里东期。系统总结了矿集区矿床矿点的成矿作用过程,认为湍源银多金属异常区典型矿床可以分为以下几类：①与地层有关的火山喷流沉积及后期热液叠加改造的块状硫化物矿床（VMS-SEDEX）,火山作用提供成矿物质,后期热液改造形成矿床,代表性矿床为银虎曼铅-锌矿床;②与构造有关的蚀变岩-石英脉型金、银多金属矿床,成矿物质来源于深部和围岩,朱-夏断裂带次级构造提供容矿空间,代表性矿床为银洞沟银多金属矿床、许窑沟金矿;③与中酸性侵入岩有关的斑岩型-矽卡岩型矿床,成矿物质来源于深部和围岩,朱阳关-夏馆断裂带提供容矿空间,代表性矿床为板厂铜多金属矿床。     

水库库岸滑坡涌浪的传播与爬高研究

基于流体力学明渠非恒定流的连续性方程、运动方程和沿程水头损失理论,把滑坡涌浪衰减过程分为急剧衰减和缓慢衰减两个阶段来考虑,并认为急剧衰减阶段的涌浪的衰减符合指数衰减规律,缓慢衰减阶段符合明槽水流的沿程水头损失规律,结合初始涌浪高度对涌浪沿岸的传播高度及爬坡高度进行了计算。以新滩滑坡为例对涌浪的传播及爬坡高度进行了计算,得出了滑坡涌浪衰减先快后慢以及传播3 km时的涌浪高度只有初始涌浪高度的30 %以及传播10 km时涌浪高度只有初始涌浪高度的13 %的规律。     

松散岩土体在不同浸泡环境中阴离子浸出特征试验研究

三峡库区大型的赵树岭滑坡区滑坡灾害极为发育。三峡工程蓄水后,水位上升导致原先许多非饱水的松散岩土体处于饱水状态,严重破坏了其稳定性。文章针对该滑坡区内广泛分布的松散岩土的基本类型和特点,设计了4种不同的浸泡环境,进行水-松散岩土相互作用的室内控制试验,通过监测阴离子浸出特征来揭示其化学变化规律。试验结果表明:在不同的pH值、不同的搅拌速度、不同的流速、以及同时改变pH值和搅拌速度的试验环境中,水岩化学作用所浸出的阴离子特征各异。研究结果可以为松散岩土-水化学作用机理研究提供资料,也对赵树岭滑坡体的工程治理具有重要指导意义。     

香溪河岩溶流域水系结构与洪峰特征关系

为研究香溪河岩溶流域地表水系结构特征与洪峰流量衰减过程规律,采用统计方法分析典型子流域的水系结构特征,采用流量衰减方程分析其典型退水过程。地表水流量衰减过程存在若干个亚动态,将各个亚动态的水量分配比例作为描述洪峰特征的特征值,将水系数目比例、水系长度比例作为描述水系结构的特征值,把两者作相关分析。结果表明:岩溶区水系长度比例与水量比例在第一和第三亚动态具有较高的相关性,相关性判定系数高达0.84,使用水系长度比例更能反映水系结构的特征。      

萨拉乌苏河流域萨拉乌苏组沙丘砂沉积特征

萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面萨拉乌苏组含7层古流动沙丘砂、4层古固定-半固定沙丘砂.对这些沙丘砂的沉积构造观察以及粒度、扫描电镜和常量化学元素分析结果表明：（1）这些沙丘砂具有与现代沙丘砂相似的风成沉积构造特征;（2）粒度及其参数——Mz、σ、Sk和Kg,以及主要化学组分SiO2、Al2O3和TOFE也与现代沙丘砂相近;（3）Mz-σ、SiO2-Al2O3＋TOFE散点图和概率累积曲线显示这些沙丘砂与萨拉乌苏组中的河湖相、古土壤差别明显,而与现代沙丘砂一致;（4）石英砂颗粒具有良好的磨圆以及碟形坑、新月形坑、麻坑、上翻解理薄片、硅质沉淀和硅质裂纹等表面结构特征,反映其曾受持久的风力搬运作用.沉积构造、粒度、石英砂颗粒表面结构和化学元素等多个方面具备了与现代沙丘砂类似的风成特征,证明这些沙丘砂的成因是风成的.     

基于帕默尔干旱指数的中国春季区域干旱特征比较研究

利用全国515个站(1957-2000年)气象资料,修正计算帕默尔干旱指数(Palmer drought severy index),进行干旱区划和研究春季区域演变特征.结果表明:中国干旱变化全区一致性程度低,干旱演变的区域差别大,存在着以内蒙古高原、南岭、华北北部及长白山脉、长江中下游、黄土高原、黄淮地区、天山北部、东北平原、河西走廊、云贵高原、塔里木盆地、青藏高原等为代表的12个干旱特征区.内蒙古高原区、华北北部及长白山脉区、黄土高原区、天山北部区域、东北平原区、河西走廊及其沙漠戈壁区春季干旱指数趋势变化呈下降趋势.南岭区、长江中下游区、黄淮区域、云贵高原区、塔里木盆地区、青藏高原区春季干旱指数趋势变化呈上升趋势.中国春季干旱指数大多存在5～8年的短周期年际周期变化,12～13年、15～16年的长周年际周期变化存在于部分区域,个别区域还存在20年长周期年际周期变化.中国干旱的区域特征差别显著.     

东亚沙尘区域时空变化特征分析

沙尘天气是东亚地区常见的灾害性天气之一,强沙尘天气的发生不仅导致建筑物倒塌、人畜伤亡、植被破坏,还会导致火灾、空气污染等环境问题,对人体健康、社会经济活动及其全球沙尘循环产生重要影响。然而从东亚地区沙尘天气在长时间序列区域特征角度上系统分析的研究较少。基于此,本文利用1981—2019年东亚地区697个地面气象站点沙尘数据,分析了其区域时空分布特征。结果表明:空间上,东亚沙尘天气集中在位于内陆干旱区的蒙古国和中国西北地区,其中弱沙尘天气集中在中国北方地区,而强沙尘天气则集中在蒙古国。月变化上,东亚沙尘天气集中在春季(3—5月份),在相对低纬度的中国青藏高原北麓沙尘天气3月份最多,位于中纬度的中国北方大部分地区4月份最多,而较高纬度的哈萨克斯坦东部和蒙古国5月份最多。年际变化上,40a间东亚沙尘呈减少趋势,尤其是在2000年之后多项生态工程的有效实施下中国北方大部分区域沙尘天气显著减少,但近几年内蒙古中西部地区强沙尘天气呈增长趋势;在生态环境较脆弱的蒙古国和塔克拉玛干沙漠等区域弱沙尘天气和强沙尘天气均呈增长趋势。本研究对准确地掌握东亚沙尘分布特征和防范沙尘灾害具有重要意义。