Non-Fickian mass transport in fractured porous media

The paper provides an introduction to fundamental concepts of mathematical modeling of mass transport in fractured porous heterogeneous rocks. Keeping aside many important factors that can affect mass transport in subsurface, our main concern is the multi-scale character of the rock formation, which is constituted by porous domains dissected by the network of fractures. Taking into account the well-documented fact that porous rocks can be considered as a fractal medium and assuming that sizes of pores vary significantly (i.e. have different characteristic scales), the fractional-order differential equations that model the anomalous diffusive mass transport in such type of domains are derived and justified analytically. Analytical solutions of some particular problems of anomalous diffusion in the fractal media of various geometries are obtained. Extending this approach to more complex situation when diffusion is accompanied by advection, solute transport in a fractured porous medium is modeled by the advection-dispersion equation with fractional time derivative. In the case of confined fractured porous aquifer, accounting for anomalous non-Fickian diffusion in the surrounding rock mass, the adopted approach leads to introduction of an additional fractional time derivative in the equation for solute transport. The closed-form solutions for concentrations in the aquifer and surrounding rocks are obtained for the arbitrary time-dependent source of contamination located in the inlet of the aquifer. Based on these solutions, different regimes of contamination of the aquifers with different physical properties can be readily modeled and analyzed.     

A relationship between solar activity and frequency of natural disasters in China

The relationship between the length of the solar cycle, a good indicator of long-term change in solar activity, and natural disasters (drought, flood, and strong earthquakes) in China during the last 108 years is analyzed. The results suggest that the length of solar cycle may be a useful indicator for drought/flood and strong earthquakes. When the solar activity strengthens, we see the length of the solar cycle shorten and more floods occur in South China and frequent strong earthquakes happen in the Tibetan Plateau,but the droughts in East China as well as the strong earthquakes in Taiwan and at the western boundary of China are very few. The opposite frequencies occur when the solar activity weakens. The current study indicates that the solar activity may play an important role in the climate extremes and behavior in the lithosphere.     

基于模糊层次分析法对“一带一路”重要区域地质灾害危险性评价——以关中经济区为例

在“一带一路”沿线区域开展地质灾害危险性评价与区划具有重大意义。本文以关中经济区为例,综合考虑地质灾害特点、分布规律与孕灾环境等要素,基于坡度和地形起伏度的组合,提出了地质灾害安全区域与非安全区域的初步识别方法。在此基础上,采用模糊层次分析法和GIS空间分析方法对地质灾害各孕灾因子进行了危险性等级评价,并分别进行了单因子和多因子综合制图与结果验证。研究结果表明：1）地质灾害安全区域与非安全区域的初步判识,对灾害风险管理和降低防灾减灾成本有重要参考价值,也大大提高了地质灾害评价区域的针对性和准确性。2）研究区地质灾害安全区域面积占比22.9%（17054.5km²）,非安全区域占比77.1%（57462.6km²）,轻度危险区、低危险区、中危险区和高危险区面积分别占非安全区域面积的17.2%、32.2%、32.0%、18.6%,以中、低危险性为主（64.2%）。高危险性区域集中分布在关中经济区的西北、西南、东南部,而轻度危险性区域集中分布在关中平原以南地区,呈现出东西走向的“条带状”。3）共计3230个灾害点中,仅有3.3%（106个）的灾害点分布在安全区域中,其余96.7%（3124个）的灾害点均分布在非安全区域之中。分布在轻度危险、低危险、中危险和高危险区域中的分别有328个（10.2%）、765个（23.7%）、1007个（31.2%）、1024个（31.7%）,这与危险性等级区划结果具有很好的一致性。表明本文提出的地质灾害安全区域识别方法和地质灾害危险性区划方法具有一定的科学性和准确性。

     

昆明市城市地质环境脆弱性问题的认识

近年来随着经济的发展,农村人口城镇化步伐的加快,昆明市城市地质环境脆弱性问题开始显现,有些问题已经引起了政府的极大的关注,但有些问题仍然没有得到必要的关注。昆明市主要存在地质灾害问题,不良地质现象的问题,地下水质量及环境质量问题、垃圾填埋场的问题,土地资源、水资源紧缺等问题。在昆明市不断发展与完善过程中,必需认真考虑这些问题。     

地震前兆含义,科学问题与研究途径的研讨

地震前兆的研究已经取得了很大的进展,地震前兆的复杂性引起了广泛的关注,对地震预报、有关科学问题和探索途径的研究现状及其前景有各种评价。文章认为由于一些科学问题没有解决,尽管对中缅边境１９９５年７月连７．３级地震作出了成功预报,经验性预报有一定的局限性,文中讨论了广义地震前兆和狭义地震前兆,广义地震前兆包含二类前兆：场兆和源兆;而狭义前兆仅指后者。大陆震例前兆的系统研究证实了广义地震前兆的存在,然而     

徐州市地质灾害防灾减灾方法研究

以徐州市地质灾害详细调查资料为依据,总结了徐州市地质灾害的主要类型,归纳分析了徐州市地质灾害形成的地质环境条件、诱发因素、发育现状及造成的损失。根据近年来省内外尤其是徐州市地质灾害调查评价和邳州石膏矿区地面塌陷现状及预防措施的建议,结合徐州市地质灾害隐患的具体特点,提出了加强地质灾害防治的有关制度建设、宣传培训工作、科学部署地质灾害防治、监测工程、强化建设项目的地质灾害危险性评估等地质灾害防灾减灾措施。     

利用重复地震研究广东阳江地区地壳介质变化

利用射线追踪方法对广东阳江地区的重复地震进行位置归一处理, 提高走时精度以达到观测地壳介质变化的目的。 文中计算了阳江地区2002年1月至2007年9月M_L≥2.0重复地震序列经射线追踪法校正后的P波走时差。 结果显示, 在2004年阳江4.9级地震前信宜台、 湛江台、 肇庆台的记录观察到该地区短期的地壳介质速度明显升高的现象。     

邢台唐山地震前震中附近的地温演变特点

本文就唐山、邢台２次大震前地温的异常进行了具体分析、论述，以探讨利用地温异常进行地震预报的可行性。     

发震构造呈复杂空间关系下相互影响发震的机理研究——以汶川地震为例

对发震构造呈复杂几何关系(发震构造在平面投影呈非平行关系)下彼此发震影响的机理进行了研究.从发震的“垂震底继”影响关系研究了1933年迭溪地震M7.5和1976年松潘Ms7.2地震对后来发生汶川M8地震的龙门山地震构造的孕震能量叠加的加震作用;同时也指出汶川8级地震对周边断裂的减震作用,计算并指出了其影响减震的距离.研究对CPSHA中对发震构造呈复杂几何关系时,如何确定地震带内各潜在的震源空间分布函数fi,mj提供了大震加减震的判断理论依据.还讨论了汶川地震孕震模式的更复杂性,针对某些用巴颜喀拉块体向东南方向移动挤压龙门山孕震构造,进而解释汶川地震的逆冲性所带来的矛盾的观点,对其孕震的复杂性提出了问题所在和初步探讨.     

WFSD-4S孔流体地球化学特征

本文开展汶川地震断裂带科学钻探现场流体研究,探讨了泥浆添加剂产生的化学反应以及钻孔中岩性变化引起的流体异常特征,并在排除这些影响因素的情况下,讨论地震期间流体的异常。研究表明在WFSD-4S钻进期间发生的两次较大地震前均伴有Rn、Ar、N2和O2等气体异常现象,其中氡的日均值均超出背景值的2.5倍。根据岩心观察得到WFSD-4S钻井地区主断层约在1084 m,而在断层之上931 m处开始出现了大量气体的高值异常,该异常可能是由于地震孕育过程中地下气体的运移通道被打开造成气体向上迁移,使断层气体的响应特征提前发生。