大陆造山带岩石圈拆沉过程的数值模拟

岩石圈拆沉作用是指部分岩石圈由于重力不稳定性而沉入软流圈中的过程,与造山带的演化密切相关.本文基于非牛顿流体近似的有效黏度模型对岩石圈拆沉的过程进行了数值模拟,着重分析了岩石圈的黏度结构对拆沉作用的影响.数值模拟显示,下地壳控制着地壳与岩石圈地幔的耦合程度,对拆沉作用的过程和形态有很大的影响;在一定的初始重力不稳定性条件下,当岩石圈地幔相关的有效黏度在1022~1024Pa·s时,拆沉作用有可能在5~30 Ma时间范围内发生.从拆沉的形态看,在上述岩石圈地幔有效黏度范围内,黏度越大,重力不稳定性发展越慢,岩石圈剥离(peel away)范围越大.从拆沉的结果看,当拆沉块体与上部岩石圈完全断离时,造山带完成了从挤压构造到伸展构造的转化过程.最后,结合秦岭—大别—苏鲁造山带的岩浆事件和构造演化,讨论了岩石圈拆沉在该地区的应用.     

弹性波在沉积物中的传播

本文导出了松散沙质沉积物和泥质沉积物的有效密度的较为完善的表式,利用这些表式计算了几种类型的沉积物中的P波的相速和衰减系数,较好地解释了实验结果。文未对湿孔隙弹性介质及湿孔隙粘滞弹性介质中的弹性波传播问题作了讨论。     

偶然干扰对地震脉冲震相对比的影响

在地震勘探中,有效地震波是在干扰背景上进行記录的,在記录上識別有效波一直是地震勘探的基本問題。本文中,我們假定地震脉冲是雷克对称形式的波漣,用随机过程分析法,討論了地震脉冲在平稳正态分布随机干扰影响下的幅度和相角分布函数及其它主要的統計特点,并指出地震脉冲波同相軸能够予以識别的条件,同相軸的可靠程度,能够予以識別的同相軸对应要求的最少地震脉冲波瞬时强度——門限值,并分析了用組合方法控制門限值的方法。     

基于浮标数据的卫星雷达高度计海浪波高数据评价与校正

卫星雷达高度计是海浪有效波高（significant wave height,SWH）观测的重要手段之一,本文利用时空匹配方法对T/P、Jason-1、Envisat、Jason-2、Cryosat-2和HY-2A共6颗卫星雷达高度计SWH数据与NDBC（National Data Buoy Center,NDBC）浮标SWH数据进行对比验证,并对雷达高度计SWH数据进行校正。全部卫星雷达高度计SWH数据时间跨度为1992年9月25日到2015年9月1日,对比验证NDBC浮标共53个,包括7个大洋浮标。精度评价发现除T/P外,各卫星雷达高度计SWH的RMSE都在0.4~0.5 m之间,经过校正后,RMSE都有显著下降,下降程度最大为13.82%;对于大洋浮标,评价结果RMSE在0.20~0.28 m之间,结果明显优于全部NDBC浮标的精度评价结果;HY-2A卫星雷达高度计SWH在经过校正后数据质量与国外其他5颗卫星雷达高度计SWH数据质量差异较小。     

西北太平洋浪流相互作用对有效波高的影响研究

西北太平洋强流区会对海浪的特征和分布产生显著的影响,尤其是研究台风过程中海流与海浪的相互作用具有重要的研究意义。本文以ROMS海洋模式和SWAN海浪模式为基础,构建了浪流耦合模式系统,对2013年10月6-17日间的台风“丹娜丝”、“百合”、“韦帕”过程中西北太平洋浪流相互作用中海流对有效波高的影响进行了研究。通过对比模式模拟有效波高与浮标观测资料,发现耦合后的有效波高比非耦合结果更接近观测值,耦合模式中海流的存在对有效波高的分布有明显的影响。研究表明,特别是在有效波高峰值处,海流引起的有效波高增大最大可达1 m。海浪浪向及流向的空间分布以及中国近海浮标处浪向与流向的时间序列表明,流向与浪向反向时,海流的影响造成有效波高增大;二者同向时,有效波高减小。海流对有效波高的调整会沿着海浪传播的方向传播相当一段距离。在西北太平洋的海浪场计算中,引入海流的耦合模式计算结果对改善强流区海浪预报具有重要意义,并且海流的模拟精度对于高精度的海浪预报非常重要。     

黄海海浪季节变化的数值模拟研究

利用第三代海浪数值模式SWAN,研究了黄海海浪有效波高的季节变化特征及相关的物理过程。结果表明,在黄海的大部分区域,混合浪有效波高的最大值出现在冬季,而最小值则基本出现在夏季。北黄海北部和山东半岛南岸的近海海域呈现稍微不同的季节变化,有效波高的最大值出现在春季。全年4个季节中混合浪有效波高的空间分布基本一致:均在济州岛西南最大,沿黄海中部区域向北和由中部区域向近岸区域逐渐减小。黄海海浪为风浪占主,涌浪有效波高远小于风浪有效波高。在黄海的大部分区域,白冠耗散和四波非线性相互作用对黄海海浪的季节变化均至关重要;对于外海区域,四波非线性相互作用更为重要,而对于近海区域,白冠耗散则影响更大。本研究旨在研究黄海海浪的季节变化特征及其物理过程,为进一步探讨该海域海浪在其他时间尺度上的变异特征和动力学过程提供研究基础。     

贡嘎山燕子沟土壤磷海拔梯度特征及影响因素

土壤磷生物地球化学特征受岩性、气候、土壤年龄、理化性质、地形、植物和微生物活动等因素的共同影响。山地植被和土壤垂直带谱为研究这些因素的相对重要性提供了理想试验场。选取未受人类破坏的贡嘎山燕子沟5个垂直植被带(裸地、高山灌丛带、暗针叶林带、针阔混交林带和阔叶林带,海拔分别为3 761 m、3 600 m、3 403 m、2 700 m和2 334 m),采集了40个土样,测定了土壤的基本理化性质,并采用连续提取法测定了土壤的生物有效磷、铝结合态磷、铁结合态磷、原生矿物磷、有机磷和残余态磷。结果表明,燕子沟土壤A层部分磷形态的空间分布呈现明显的垂直地带性特征。土壤A层的原生矿物磷随海拔的降低而显著降低,有机磷则呈现与原生矿物磷相反的变化趋势。而生物有效磷始终较低,次生矿物磷(铝和铁结合态磷)也较低,残余态磷的含量变化不大,始终是土壤总磷的最大组分。在高海拔地区原生矿物磷是总磷的第二大组分,而在低海拔地区,有机磷则成为总磷的第二大组分。植物是控制燕子沟土壤磷空间分布的相对重要因素,植物一方面通过控制土壤p H进而影响土壤原生矿物磷的含量,另一方面直接吸收生物有效磷,并将其转化为有机磷,导致有机磷随海拔降低而显著增加。此外,植物还通过"泵吸作用"导致总磷在土壤剖面上呈现由表层向底层降低的分布模式。次生矿物磷含量较低表明地球化学作用在影响燕子沟土壤磷生物有效性的作用相对较小。     

深水稀井区天然气藏储盖组合定量预测方法研究:以琼东南盆地陵水凹陷为例

南海北部油气勘探表明天然气是本地区主要的资源类型。与石油相比,天然气藏的形成对盖层要求更为严格,因此开展天然气藏储盖组合研究对油气勘探具有重要意义。通过统计和调研的方法,将砂岩储层孔隙度12%定义为琼东南盆地天然气有效储层评价的下限参数,将泥岩排替压力1 MPa定义为天然气有效泥岩盖层评价的下限参数。利用测井资料开展了单井天然气藏储盖组合窗口定量预测,得出陵水凹陷W22-1井发育单个天然气藏储盖组合窗口。在此基础上,针对稀井或无井区,提出了基于地震反演速度剖面的天然气藏储盖组合定量预测方法,以琼东南盆地陵水凹陷主洼过井测线为例,开展了天然气藏储盖组合窗口地震预测,确定出该凹陷主洼发育单个天然气藏储盖组合窗口,大体上包括陵水组-莺歌海组上部多套地层,拓宽了陵水凹陷天然气勘探层系。这种方法对其它深水区和低勘探新区均有借鉴意义。     

山西省2017年农田灌溉水有效利用系数测算分析研究

以山西省172个样点灌区为研究区域,按照《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》测算方法及要求,测算样点灌区农田灌溉水有效利用系数,在此基础上,以全省灌区统计资料为权重,测算分析得出山西省2017年大、中、小和纯井灌区农田灌溉水利用系数分别为0.484 6、0.501 0、0.475 8和0.639 8,全省系数为0.538。通过对测算成果分析,认为测算结果真实反映了当年山西省灌区农田灌溉用水效率,相关成果对山西省灌区工程建设、用水管理和规划编制等有一定指导意义。     

沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响

泥石流作为非牛顿体,屈服应力大,运动过程通常不稳定。前人建立了许多模型来研究沟床揭底和堰塞体溃决对泥石流不稳定动力过程的影响,沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响研究较少。通过侧蚀为主的模型和完全底蚀的模型两种水槽实验的对比,针对泥石流的动力过程展开研究。实验发现两种工况条件下泥石流正应力和孔隙水压力随着龙头高度沿程波动性的增长而相应地波动性增大,但侧蚀作用使得这种波动特征更加明显。通过力学分析,证明侧蚀作用导致泥石流龙头的阻力更大,但是龙身颗粒和龙头颗粒的速度差更大,使得龙头附加坡降更大,因此,侧蚀作用使得泥石流龙头的平均速度更快。泥石流龙头浓度和容重的不断增大,使得阻力不断增大,阻力和动力的动态平衡关系是泥石流不稳定运动的原因之一。