Passive Seismic Experiment Mosaic - A Pilot Study of Mantle Lithosphere Anisotropy of the Bohemian Massif

We present results of an array study of seismic anisotropy beneath the Bohemian Massif (BM) showing distinct lateral and directional variations of the fast shear-wave polarization and split-delay time consistent with variations in the P-residual spheres, in which directional means of relative residuals are subtracted. Our analysis of the S- and P-wave anisotropy suggests that the mantle lithosphere of the BM consists of at least three large domains with different orientation of the large-scale fabric separated by sutures cutting most likely the whole lithosphere. Boundaries of the units are characterised by a null or small shear-wave splitting, as well as by smaller values in the P-residual spheres. We present self-consistent 3D anisotropic models of the lithosphere domains of the BM resulting from joint inversion of anisotropic parameters searching for a 3D orientation of mantle fabric. While in the Saxothuringian and Sudetes parts of the BM the (a, c) foliations dip prevailingly to the N-NW, they dip to the S and SW in the southern and eastern parts of the Moldanubian.     

环太平洋极性超级地幔柱及其成矿响应

地幔柱及其成矿系统研究是当前地学领域的热点之一,在我国已取得了较大进展,发表了大量论著。但对环太平洋极性超级地幔柱成矿系统的研究,目前还处于起步阶段。文章在前人研究成果的基础上,从以下几方面作了简要论述:1)地幔柱研究历史的回顾;2)地幔柱类型划分与成矿场;3)常规地幔柱判别标志;4)环太平洋极性超级地幔柱的厘定;5)环太平洋极性超级地幔柱成矿效应;6)华南亚地幔柱与成矿;7)环太平洋极性超级地幔柱的动力学讨论。笔者认为,中-新生代濒太平洋洲际性成矿域及其成矿大爆发,导源于太平洋超级地幔柱对成矿的响应。     

黄土高原丘陵区小流域地下水补给特征

地下水补给量反映了含水层的可更新能力,是地下水资源管理与合理开发利用的关键参数之一。为定量研究黄土高原丘陵沟壑区小流域地下水的补给特征,基于岔巴沟流域上游、中游、下游3个水文站1959-1969年降水与日径流观测资料,通过退水分析法估算了流域地下水补给量,并分析了与降水量和基流量的关系及其在年内的补给变化过程。结果表明：岔巴沟流域年平均基流量为13.09 mm·a^-1,更新时间为124 d,补给量为11.46 mm·a^-1,降水入渗补给率为0.025,基流补给率为0.89。从上游到下游地下水补给量与入渗补给率逐渐增大,且上游与下游之间有显著差异（P<0.05）;基流补给率逐渐减小,各集水区之间差异均显著。地下水补给量与降水量呈线性正相关（R²>0.40）,在下游集水区内随降水量变化的增幅较大。基流量与降水量也呈正相关关系（R²>0.77）,干流基流80%以上源于降水补给转化。以5月份为节点可将地下水补给过程分为\"一次补给\"和\"二次补给\"2个主要阶段,其分别占全年总补给量约30%和70%,并且\"二次补给\"是造成岔巴沟流域不同集水区地下水补给量差异的主要阶段,并且为无资料地区小流域地下水资源的评价提供借鉴。     

金刚石包裹体中的古地幔信息

金刚石在地幔环境生长过程中会捕获一些包裹体,这些包裹体能够被金刚石携带到地球表层,金刚石包裹体保存有其生长时古地幔环境的信息,通过对这些包裹体的研究,,可以获取古地幔环境的信息,阐述了金铡石包裹体的特征,综述了金刚石包裹体在获取古地幔物理化学环境,相环境以及地幔信息方面的取得的一些成果。     

陨石中林伍德石的形成条件对寻找地球产状林伍德石的启示

橄榄石高压多形林伍德石被认为是地幔过渡带的主要矿物。天然产状林伍德石主要在发生强烈冲击变质的球粒陨石冲击脉体中出现。目前还没有在地球岩石中发现林伍德石的报告。陨石冲击脉体的温度压力历史和矿物组合特征研究表明,林伍德石形成后,高压下淬火是使林伍德石不发生退变作用的重要条件。陨石中有利于林伍德石保存的淬火时间仅为数秒到十多秒。在地球上任何地质事件中,均难以实现在如此短的时问内使位于地幔过渡带的林伍德石被带往地球表层。寻找地球产状的林伍德石,关键是要在岩石和矿物中存在有利于林伍德石保存的条件,特别是当这些岩石和矿物仍处于高温的环境时。     

泥石流警报技术探索

泥石流警报是减轻泥石流灾害,尤其是减少人员伤亡和贵重财物损失的重要手段.泥石流警报划分为4个类型:提示性警报、形成性警报、非成灾性警报和成灾性警报.泥石流警报的监测机构,划分为4个级别:泥石流预警一级监测站、二级监测站、三级监测站和预警简易监测点.泥石流预警一级监测站主要承担泥石流可能造成的特大灾和超特大灾的警报监测任务,二级监测站主要承担泥石流可能造成的大灾的警报监测任务,三级监测站主要承担泥石流可能造成的中灾的警报监测任务,泥石流预警简易监测点主要承担泥石流可能造成的小灾的警报监测任务.泥石流警报的监测项目:专业监测包括降水、气象其他要素、泥石流次声、地声、泥位、流速、重度、粘度、沟道冲淤变化和次生灾害等,简易监测包括泥石流暴发的前兆现象、降水、水(泥)位与泥沙变化状态和泥石流次声等.泥石流警报的监测数据包括降水、气象其他要素、泥位、流速、重度、粘度、次声、地声、沟道冲淤变化和次生灾害数据等.泥石流成灾性警报分为4等14级,讨论并给出了各等级成灾性警报的临界指标.监测数据的整理分析包括:降水监测的实时降水量要不断地整理为10 min、1 h和1 d的滑动降水量(强度),并不断地与当地以往暴发泥石流的10 min、1 h和1 d降水量(强度)相比较;断面监测数据中的泥石流泥位应转化为泥石流流动的断面面积,并与断面监测数据中的泥石流流速数据结合,通过公式Qc=Wc×Vc转换为泥石流流量.泥石流一旦堵断主河(沟)形成堰塞湖,应立即测量壅塞体的高度,并据此量测和计算堰塞湖的淹设范围及堰塞湖的积蓄水量,评估壅塞体溃决时可能形成的最大流量及其危害范围.泥石流警报的时间提前量t(单位:s),由公式t=L/Vc确定.     

Variability in rainfall threshold for debris flow after the Chi-Chi earthquake in central Taiwan, China

The purpose of this study is to analyze variability in rainfall threshold for debris flow （critical rainfall for debris flow triggering） after the ML 7.3 Chi-Chi earthquake in central Taiwan in 1999. Two study sites with different geological conditions were surveyed in the earthquake area. Streambed surveys were conducted to continuously monitor debris flows between 1999 and 2006. During the 7-year study period, every debris flow event was identified, and the streambed characterized. Results show that the rainfall threshold for debris flow was remarkably lower just after the Chi-Chi Earthquake, but gradually recovered. To date, this rainfall threshold is still lower than the original level prior to the earthquake. This variability in rainfall threshold is closely related to the mount of sediment material in the initiation area of debris flow, which increased rapidly due to landslides resulting from the earthquake. With the increase in sediment material, the rainfall threshold was lowered severely during the first year following the Chi-Chi earthquake. However, heavy rainfalls mobilized the sediment material, causing debris flows and transporting sediment downstream. With the decrease in sediment material, the rainfall threshold recovered gradually over time. Furthermore, debris flows occurred only in the subbasins that had sufficient sediment material to cause significant movement. Hence, these results confirm that the sediment material in the initiation area of debris flow is a crucial component of the rainfall threshold for debris flow.     

西北太平洋TC移动速度异常及预报误差特征的分析

利用国家气象局和上海台风研究所(CMA-STI)整编的西北太平洋1970—2009年热带气旋(TC,Tropical Cyclone)及TC最佳路径数据集和2005—2010年的TC路径预报误差资料,应用百分位法,确定TC移动速度异常指标,分析了40 a来西北太平洋TC移动速度及其变化异常发生的时空分布特征,研究了TC速度预报误差对路径预报误差的影响及其与大尺度引导气流之间的关系。结果显示:1)西北太平洋TC移速及移速变化累积概率达95%(5%)分位数的阈值分别为10.8 m·s~(-1)(1.43 m·s~(-1))和2.42m·s~(-1)(-1.72 m·s~(-1))。2)快速移动及加速的TC大都出现在日本海地区,而缓慢的和减速移动TC主要出现在南海区域。3)TC移动速度异常的季节变化表现为,快速移动的TC在5月出现的频率达到最高,缓慢移动的TC在10月频率达到最高,加速移动的TC在6月频率达到最高。4)近6 a的TC移速预报误差对TC路径预报误差的贡献平均约为41.6%。5)对TC路径预报误差偏大,且移速预报误差贡献大的个例分析显示,该个例大尺度环境引导气流偏弱使TC移动速度偏慢。而如果预报的大尺度环境引导气流偏强,使预报的TC移速偏快,那么就容易导致大的路径预报误差。     

覆盖型岩溶土洞形成的临界水流速度数值模拟研究

覆盖型岩溶塌陷灾害具有隐蔽性、突发性、不确定性、机理复杂性等特点,致使其预防、治理工作十分困难。覆盖型岩溶塌陷过程中,覆盖层土体形成土洞,土洞发育、扩展直至地表塌陷。现阶段土洞塌陷研究方法多为有限单元法等数值模拟,但有限单元法无法解决颗粒迁移、土体崩落等岩体大变形问题。在浙江省江山市岩溶塌陷地质条件分析的基础上,利用颗粒流数值模拟方法（PFC）对覆盖型岩溶土洞的形成过程进行了模拟,从微观角度揭示土洞形成过程中特殊土体颗粒的位移、裂纹的发展趋势和系统不平衡力的变化情况等,再现外力作用下岩溶土洞形成的多场变化特征。结果表明：（1）岩溶土洞发育过程可概化为裂纹产生、连通面形成、颗粒剥落3个阶段;（2）岩溶土洞开始发育时,土体颗粒位移曲线、裂纹的贯通程度、不平衡力三者之间具有良好的一致性,且垂直方向扩展速度大于水平速度;（3）覆盖层土体为黏土时初始土洞形成的临界水流速度为0.104 cm/s。研究结果可为岩溶塌陷治理提供参考数据。     

Interpolation by regularized spline with tension: II. Application to terrain modeling and surface geometry analysis

A general approach to the computation of basic topographic parameters independent of the spatial distribution of given elevation data is developed. The approach is based on an interpolation function with regular first and second order derivatives and on application of basic principles of differential geometry. General equations for computation of profile, plan, and tangential curvatures are derived. A new algorithm for construction of slope curves is developed using a combined grid and vector approach. Resulting slope curves better fulfill the condition of orthogonality to contours than standard grid algorithms. Presented methods are applied to topographic analysis of a watershed in central Illinois.