一种新的岩浆岩分类定量方法

目前,岩浆岩的超基性、基性、中性、酸性的分类均根据SiO2的含量,但这种单一含量判别标准并不严谨,含量经常与分类不完全对应。使用TraceElem 1.0软件对各种岩浆岩进行逐步判别分析、聚类分析和对应分析研究,据此认为超基性岩由MgO和FeO组成的因子确定,基性岩则由P2O5、Fe2O3、TiO2、CaO、MnO组成的因子确定,中性岩由Na2O和Al2O3组成的因子确定,酸性岩由K2O和SiO2组成的因子确定。岩浆岩的分类宜以SiO2为主、以MgO和CaO为辅,尤其要引入MgO。在SiO2含量相同的情况下,MgO、CaO含量越高,基性程度越强。基于这一分析结果,提出一种新的酸度指数（ADI)计算方法,即ADI=w(SiO2)-0.75w(MgO)-0.23w(CaO),ADI<38.0%为超基性岩,在38.0%～52.0%之间为基性岩,在52.0%～62.5%之间为中性岩,>62.5%为酸性岩。     

页岩层系不同岩矿组合试样渗透率变化规律差异及其机理分析

页岩地层垂向岩矿组合变化大,页岩气开采需要对储层进行大规模人工水力压裂改造。笔者等基于样品的全岩X-射线衍射分析,通过对不同岩矿组合的3块页岩试样进行流—固耦合物理模拟实验,获得了3点认识,反映了不同岩矿成分的页岩在不同条件微裂缝与渗透率的变化特征,以及碳酸盐矿物含量高时的影响。这一实验对于研究页岩储层在压裂过程中的变化具有探索性,对于页岩气生产具有重要的参考意义。     

IMERG卫星降水数据在嘉陵江流域的干旱监测效用评估

针对嘉陵江流域存在雨热同期,水旱灾害频发的现象,为快速且准确地把握流域内降水与干旱情况,利用覆盖范围广且分辨率高的网格化IMERG卫星降水数据对嘉陵江流域进行多时空尺度反演,并基于卫星降水数据采用标准化降水指数(SPI)对流域实行干旱监测。结果表明：1)根据分类指标与统计指标的计算结果,三种卫星降水数据中的IMERG-F能更准确地反映流域内的日降水量,与地面降水数据CC达0.737,整体高估地面降水2.6%,具有在干旱监测方面的应用潜力。2)三种卫星降水数据驱动的SPI指数在干旱监测方面存在一定的差异,IMERG-F驱动的SPI指数与地面降水数据驱动的SPI指数保持较高的一致性(CC>0.9),较近实时产品IMERG-F更能准确地呈现出流域的干湿特征。3)卫星识别降水与干旱监测的能力受地形地貌的影响,IMERG卫星降水数据在平原丘陵地带具有较好的适用性。     

油气勘探开发数据体平均值代表性分析

油气勘探开发涉及各类数据体,同一数据体可得多种平均值,目前尚无明确而有效的方法以判断何种平均值能客观反映数据体的典型水平。运用数据统计平均分析方法,对勘探开发实践中的孔隙度、渗透率、产量、成本等数据体进行系统分析,确立了加权中位数计算公式和平衡中位数法则。加权中位数计算公式适于分析不同领域正常有序数据体的基本特征,加权中位数为正常有序数据体的平衡点;平衡中位数法则适于确定有足够大数据容量、能满足统计分析基本要求、能选择合理权衡指标的正常有序数据体的典型水平;有明确物理意义的加权平均值也可确定数据体的典型水平。     

Temporal variations of reference evapotranspiration and controlling factors: Implications for climatic drought in karst areas

Variations in reference evapotranspiration (ET₀) and drought characteristics play a key role in the effect of climate change on water cycle and associated ecohydrological patterns. The accurate estimation of ET₀ is still a challenge due to the lack of meteorological data and the heterogeneity of hydrological system. Although there is an increasing trend in extreme drought events with global climate change, the relationship between ET₀ and aridity index in karst areas has been poorly studied. In this study, we used the Penman–Monteith method based on a long time series of meteorological data from 1951 to 2015 to calculate ET₀ in a typical karst area, Guilin, Southwest China. The temporal variations in climate variables, ET₀ and aridity index (AI) were analyzed with the Mann–Kendall trend test and linear regression to determine the climatic characteristics, associated controlling factors of ET₀ variations, and further to estimate the relationship between ET₀ and AI. We found that the mean, maximum and minimum temperatures had increased significantly during the 65-year study period, while sunshine duration, wind speed and relative humidity exhibited significant decreasing trends. The annual ET₀ showed a significant decreasing trend at the rate of ?8.02 mm/10a. However, significant increase in air temperature should have contributed to the enhancement of ET₀, indicating an “evaporation paradox”. In comparison, AI showed a slightly declining trend of ?0.0005/a during 1951–2015. The change in sunshine duration was the major factor causing the decrease in ET₀, followed by wind speed. AI had a higher correlation with precipitation amount, indicating that the variations of AI was more dependent on precipitation, but not substantially dependent on the ET₀. Although AI was not directly related to ET₀, ET₀ had a major contribution to seasonal AI changes. The seasonal variations of ET₀ played a critical role in dryness/wetness changes to regulate water and energy supply, which can lead to seasonal droughts or water shortages in karst areas. Overall, these findings provide an important reference for the management of agricultural production and water resources, and have an important implication for drought in karst regions of China.     

基于孔压静力触探试验的水运工程土分类方法研究

土的工程分类是工程勘察和设计应用的关键问题之一。基于孔压静力触探测试（piezocone penetration test,简称CPTU）原位测试参数进行土分类是高效实用的方法。国内外现有分类方法的名称及标准与我国《水运工程岩土勘察规范》（JTS 133－2013）不符合。因此,建立基于CPTU原位测试参数、符合我国行业标准的土工程分类方法具有重要工程意义。在收集大量国内外水运工程CPTU测试资料的基础上,对比分析了616个间距小于5 m的CPTU测试孔和相应钻孔取样与室内土工试验成果。选择国内外7种常用的CPTU土分类图进行应用比较,发现这些土分类图所采用的应力修正计算方法在考虑浅层土体的有效上覆应力修正时存在一定的缺陷,通过引入新的应力修正方法和修正土分类边界线,建立了适合我国水运工程的CPTU土分类方法。对比应用分析表明,该分类图能够准确地进行水运工程土类划分,尤其适合于软土、粉细砂和中粗砂的划分,可作为我国水运工程的土工程分类方法。     

考虑应力变化速率的岩石脆性评价指标

脆性作为岩石的重要的力学指标,对深部岩体性态评价以及灾害预防具有重要意义。岩石应力−应变曲线能够很好地表征岩石的脆性。考虑到现有基于应力−应变曲线的脆性指标大多都只对曲线的一部分进行分析,且少有指标能够准确地应用于岩石II类曲线中,对整体判断的缺乏可能会导致工程应用上适应性及可靠性不足的情况。针对现有脆性指标普遍存在的物理意义模糊、评估结果与岩石脆性的关系非连续等问题,综合考量岩石应力−应变曲线中峰前应力上升速率、峰后应力跌落速率以及峰值点应变值对岩石脆性的影响,提出了一种物理意义明确、计算结果与岩石脆性之间的关系是单调且连续的岩石脆性指数计算方法。选取国内外常用脆性指标对锦屏II级水电站大理岩和某铁路隧道花岗岩、变质砂岩以及片麻岩的单轴压缩试验数据进行脆性评价后进行比较,验证了指标的适用性。进一步将提出的指标应用于常规三轴试验条件下大理岩脆性分析,结果表明,该指标不仅能够量化和分类不同岩石的脆性特征,还能表征围压对岩石脆性的抑制作用。     

赣南北部黄陂河流域离子型稀土矿地区水质与健康风险评价

水质安全和健康是保障中国赣南老区乡村振兴发展的重要因素。赣南离子型稀土矿长期开发利用,导致浸矿剂和矿体中重金属元素等危害人体健康的物质进入水循环系统,给周边乡村饮用水卫生安全带来了潜在风险。目前,针对当地复垦后稀土矿及周边地区水质和健康风险缺乏系统调查评价,本文以《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)为评价依据,选择赣南北部黄陂河流域典型离子型稀土矿及周边的水体开展调查研究,采用电感耦合等离子体发射光谱/质谱等技术测定锰、镉等元素含量,采用水质指数(WQI)、危害商(HQ)、致癌风险(CR)评价了锰和铅等9种指标及其健康风险。结果表明：地表水中的异常指标有氨氮(平均值750μg/L)、锰(平均值207μg/L),地下水中的异常指标有氨氮(平均值4533μg/L)、锰(平均值4009μg/L);世界卫生组织(WHO)公布的Ⅰ类致癌物砷在地表水及地下水均未见异常。WQI显示研究区内85.7%的地表水适宜饮用。地表水及地下水中氨氮的HQ平均值<1,对人类健康没有不良影响;地下水中锰的HQ平均值>1,可能会对人类健康产生不良影响。地表水及地下水中致癌元素砷的CR值分布区...     

城市地下空间开发利用地质适宜性三维评价指标体系研究——以杭州市为例

地下空间开发地质适宜性三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,也是当前研究热点。作为地质适宜性三维评价全过程的重要一环,科学合理地建立三维评价指标体系是其能否正确开展的前提基础。通过结合杭州城市地下空间开发面临的地质问题,在系统分析各评价指标对地下空间开发建设影响的特征基础上,以三维视角从地层三维结构等多个方面构建完成了一套具有多层次结构的三维评价指标体系,并采用层次分析方法对评价指标进行了目标权重的计算、一致性检验、排序和分析。该指标体系可划分为5个准则层21个指标层,相较于二维评价指标体系,通过融合三维地质模型和三维空间分析方法,使评价过程中能够考虑更多的评价因子,更好地描绘地下复杂的三维地质环境,丰富了三维评价结果的内涵。基于模糊综合评价方法的杭州钱江新城二期的三维评价应用成果表明,该指标体系为三维地质模型和三维空间分析方法之间的整合提供了有力的指导,为提升三维尺度下的地下空间开发地质适宜性评价精度和准确性提供了有力的支持。     

辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型及基本特征

基于48个样地的群落调查数据,运用TWINSPAN分类方法,对辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型进行了划分,并对群落结构、种类组成和生活型谱进行了系统研究.结果表明:老秃顶子冰缘地貌植被可划分为16个森林群系、6个灌丛群系,归并为落叶阔叶林、针阔混交林、暗针叶林、矮曲林、灌丛、灌草丛6个植被型.其中,石海地貌主要发育灌丛和灌草丛,也有针阔混交林和矮曲林分布;石河地貌主要发育针阔混交林和落叶阔叶林,也有暗针叶林分布;石流坡地貌主要发育针阔混交林、落叶阔叶林和灌丛,也有矮曲林分布.老秃顶子冰缘地貌植被由68科138属193种维管束植物组成;石海与石河间植物群落物种组成属中等不相似,而石河与石流坡间属中等相似.老秃顶子冰缘地貌植物群落中高位芽植物占38.0%,隐芽植物占36.3%,地面芽植物占21.8%,地上芽植物和一年生植物均很少,反映出辽东山地冰缘地貌区具有夏季温暖多雨、冬季寒冷漫长的气候特点.相对而言,石海、石流坡地貌中隐芽植物较多,石河地貌中高位芽植物较多,表明石海、石流坡地貌具有更为冷湿的小气候环境.