港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析

一直以来,海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用,特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说,这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现：在远场近岸及港湾系统中,海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流,可能促使港工设施受到威胁及损害,进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此,全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征,探索港湾中海啸流的数值模拟方法,发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性,大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证,可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程,针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型（空间分辨率达到10 m）,并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征,波、流计算结果与实测结果吻合较好,精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅,同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现：港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大,这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关;相比海啸波幅空间特征,海啸流特征具有更强的空间敏感性;海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强,海啸流的模拟与预报更有挑战性;不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差,合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后,希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征,拓展海啸预警服务的广度与深度,从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品.

     

首都圈断层活动性研究

本文分析了首都圈47处监测断层活动性的大地形变测点资料,给出了各处断层现今活动情况及速率。研究认为,首都圈现今应力场受华北区域应力场的支配,活动剧烈的断层主要有:沿河城—南口山前断层、八宝山—黄庄—高丽营断层、南口—孙河断层;1987年之后断层活动平均速率上升到0.40mm/年,应力场处于加强过程;应力集中地段在黄庄—高丽营断层北端、沿河城—南口山前断层北端,狼山断层、怀来—涿鹿北缘断层近年活动剧烈,其北端也是应力加强地区;构造运动的活跃与地震活动同步,目前构造运动继续处于活跃状态。上述应力集中地段的地震危险性应予以重视。     

模拟地震的应变软化的数学模型

本文从弹塑性岩石介质的一般的本构方程出发,考虑断层介质内摩擦系数和内聚力随变形而降低的性质,建立了断层介质的非稳定的本构关系。这些关系可应用于承受任何应力的不同走向和倾角的断层。考虑到复杂的现代构造和非均匀应力场的背景,给出一个用能量表述的非稳定准则,用它来判断包含断层和围岩在内的整个系统的非稳定性的到来。最后按本文提出的模型用有限元方法对两个震例做了初步的分析。     

日本MW 9.0级大地震前后华北和东北地区现今构造应力作用调整过程与研究意义探讨

为了探讨日本M_W 9.0级大地震前后华北和东北地区现今构造应力作用调整过程与研究意义,对华北和东北地区进行原位现今地应力绝对测量与实时监测、GPS测量,结果表明：日本大地震在山东半岛、华北北部地区和东北地区所诱发同震位移引起的张性效应调整周期分别约为6个月(即调整结束时间大约在2011年9月)、15个月(即调整结束时间大约在2012年6月)和26个月(即调整结束时间大约在2013年5月),张性效应调整周期与同震位移大小成正比。在这种调整过程中,往往表现出区域现今构造应力作用方式和构造应力场转换,并可能伴随重大地质事件(如地震等)的发生。2012年5月28日和29日、6月18日、8月26日及2013年1月11日在唐山及其周围地区分别发生的4.8级、3.2级、4.0级、3.3级和3.0级地震与华北北部地区构造应力作用方式和构造应力场转换有关,而2013年10月31日以来在吉林省松原市发生的地震群应与东北地区构造应力作用方式和构造应力场转换有关,而非一个大地震前的小震群。     

河湖水系连通特征及其利弊

随着水资源以及水环境健康的恶化,河湖水系连通性作为河流健康以及提高水资源利用的一个重要指标在国家＂十二五＂战略规划中被着重提出。目前,中国对河湖水系连通特征及其对河流健康的影响缺乏足够的认识,本文主要对河湖水系连通的定义、分类、评判指标、影响因素及其对水环境健康的影响进行了一一阐述。分析表明：维持水系连通可以明显地改善...     

近百余年上海气温变化的若干特征

本文根据1873—1990年上海的年、冬、夏平均气温资料,并利用1956—1990年其郊区气温资料,对城市热岛效应对气温的影响作了处理,重建了近118a的上海气温序列。在此基础上对上海的气温变化特征进行分析,并与同期的北半球气温变化作了比较。结果表明,上海的气温变化有其明显的阶段性、跃变性和周期性。近百余年上海气温变化的总体特征与北半球相似,呈缓慢变暖趋势,但具体的变化过程和幅度有差别,尤其近20多年来的变化与北半球不一致,没有明显的增温现象。     

淮北海孜煤矿断层与层间滑动构造组合型式及其形成机制

煤矿中煤层断层与层间滑动构造(简称层滑构造)发育普遍,可出现不同形式的组合。进行煤层断层与层滑构造及其组合型式的研究,对分析区域构造变形史、查明和预测煤层赋存规律、研究煤的耗散流变、煤层气的开发以及预防煤与瓦斯突出都具有重要作用。本文以淮北矿区海孜煤矿为例,在现场观测的基础上,分析总结了7、8、9和10煤层的断层与层滑构造的组合型式,并探讨了其形成机制。由于7、8、9和10煤层及顶、底板岩层组合的差异,不同煤层构造变形有较大区别。由于海孜煤矿岩层和煤层经历了多次构造活动,断层和层滑构造间产生了不同的空间组合,具体表现为3种型式:断层与层滑构造的同期扩展、断层与层滑构造组成块体及断层与层滑构造间的相互切割和限制。煤层的构造组合型式在很大程度上取决于构造应力作用、含煤地层的岩石力学性质和应变环境等。     

大都市空间扩展的廊道效应与景观结构优化*──以北京市区为例

由于存在城市中心梯度场和廊道效应梯度场,在单纯经济利益趋动下,城市本质上存在摊大饼倾向,这将严重破坏城市合理景观结构与生态平衡.文中运用廊道效应原理,研究人工廊道与自然廊道相互作用过程,结合北京中心市区不同时期空间扩展格局,分析城市景观8个方位廊道的扩展量、扩展速度及变化趋势,提出将自然廊道体系纳入北京大都市区规划,形成人工廊道与自然廊道相间分布的星状分散集团式景观格局,以有效阻止建成区摊大饼过程.     

环渤海地区港口城市体系区域拉动效应探讨

随着经济全球化和区域经济一体化的发展,港口城市体系作为区域对外开放的窗口在环渤海区域发展的战略地位日益突出.文章首先从内在拉动效应和外在拉动效应两方面分析港口城市体系的区域拉动效应,进而结合环渤海地区港口城市体系结构分析得出环渤海地区港口城市体系区域拉动作用:①巨大的港口经济乘数效应;②三极格局,三轴辐射拉动;③发展中的港口城市体系.     

三峡库首区重点断裂围限区蓄水的加卸载效应

通过对蓄水前后三峡库首区构造应力场进行三维数值模拟发现,相对于蓄水前,蓄水至135 m水位时,官渡口断裂-马鹿池断裂-牛口断裂围限区、秭归地理中心和九湾溪断裂带,出现了4个主应力下降区和共轭的主应力增长区,形成了差应力场;175 m水位与135 m水位相比,局部差应力场呈现逆向变化,即形成了加载效应与卸载效应的交替过程。这一过程,可能是水库诱发地震的诱震(或触震)因素。