Generalized Coarse Graining Procedures for Flow in Porous Media

This paper focuses on heterogeneous soil conductivities and on the impact their resolution has on a solution of the piezometric head equation: owing to spatial variations of the conductivity, the flow properties at larger scales differ from those found for experiments performed at smaller scales. The method of coarse graining is proposed in order to upscale the piezometric head equation on arbitrary intermediate scales. At intermediate scales large scale fluctuations of the conductivities are resolved, whereas small scale fluctuations are smoothed by a partialy spatial filtering procedure. The filtering procedure is performed in Fourier space with the aid of a low-frequency cut-off function. We derive the partially upscaled head equations. In these equations, the impact of the small scale variability is modeled by scale dependent effective conductivities which are determined by additional differential equations. Explicit results for the scale dependent conductivity values are presented in lowest order perturbation theory. The perturbation theory contributions are summed up with using a renormalisation group analysis yielding explicit results for the effective conductivity in isotropic media. Therefore, the results are also valid for highly heterogeneous media. The results are compared with numerical simulations performed by Dykaar and Kitanidis (1992). The method of coarse graining combined by a renormalisation group analysis offers a tool to derive exact and explicit expressions for resolution dependent conductivity values. It is, e.g., relevant for the interpretation of measurement data on different scales and for reduction of grid-block resolution in numerical modeling. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Crossover from Nonlinearity Controlled to Heterogeneity Controlled Mixing in Two-Phase Porous Media Flows

We use high resolution Monte Carlo simulations to study the dispersive mixing in two-phase, immiscible, porous media flow that results from the interaction of the nonlinearities in the flow equations with geologic heterogeneity. Our numerical experiments show that distinct dispersive regimes occur depending on the relative strength of nonlinearity and heterogeneity. In particular, for a given degree of multiscale heterogeneity, controlled by the Hurst exponent which characterizes the underlying stochastic model for the heterogeneity, linear and nonlinear flows are essentially identical in their degree of dispersion, if the heterogeneity is strong enough. As the heterogeneity weakens, the dispersion rates cross over from those of linear heterogeneous flows to those typical of nonlinear homogeneous flows.     

一次区域性大暴雨环境特征分析

通过对冀东南、鲁西北一次区域性大暴雨的分析表明：除有利的大尺度环流背景以外，超低空急流是大暴雨不稳定能量和水汽的主要输送者，高能区不稳定能量释放，产生大暴雨所需的强烈上升运动。暴雨落区与超低空急流前部最大风速切变区的位置密切相关。     

新形势下县局天气预报思路浅谈

在9210工程业务环境下，结合县局的预报工作实际，建立了以数值预报指导产品为基础，以人机交互系统为平台，以提高县局预报业务效率为目的，制作的县级预报思路，并投入实际业务运行中，收到良好的效果。     

松潘-甘孜造山带地壳速度结构

位于川西地区的奔子栏——唐克深地震测深剖面以NNE走向穿越松潘——甘孜造山带．根据人工地震记录分析得到的震相走时和相关的振幅信息，确定了该剖面二维P波地壳速度结构．剖面的地壳结构可分为5层，其中第1，2，3层为上地壳；第4，5层为下地壳．上地壳中部普遍存在低速异常带，但龙日坝以北，这一低速带与其上覆的低速基底合为一体．同时，沿剖面的地壳速度结构具有较强的横向变化．据此，可将剖面分为4段，即甘孜——理塘断裂以南、甘孜——理塘断裂至鲜水河断裂、鲜水河断裂至龙日坝断裂和龙日坝断裂以北. 这与区域构造划分基本一致． 地壳厚度沿测线从南西向北东逐渐减薄，即从金沙江畔的62 km减小到黄河附近的52 km． 根据PmP震相分析，莫霍界面深度在鲜水河断裂两侧没有明显变化．全剖面的地壳平均速度较低，为6.30 km/s．奔子栏——唐克剖面揭示了该地区的造山带型地壳上地幔结构特征．鲜水河断裂带位于剖面的中部，该地区的上地壳速度为正异常，而下地壳和上地幔顶部存在负异常．笔者认为，这是一类有利于强震孕育和发生的深部构造环境．      

上地幔变黏度小尺度对流的数值研究

基于二维模型，利用有限元方法，研究上地幔-岩石圈系统的变黏度小尺度对流. 考虑该系统的黏度随温度以指数形式变化，数值结果表明，当黏度随温度变化较剧烈时，由于低温高黏度，系统的最上部物质不参与对流，系统发育形成一个类似于岩石圈的静止盖层. 计算表面热流、地形起伏及重力异常与对流格局有较好的相关性，高热流、上升地形对应于对流的上升区，反之低热流、下降地形与对流的下降区对应.     

多相流动电磁波成像测井测量敏感场计算

在多相流动电磁波成像测井研究中，测量敏感场是设计测量仪器和研究图像重建算法的前提工作. 本文用数值方法计算多相流动电磁波成像测井测量敏感场. 根据测量探头电极阵列的对称性，将三维敏感场问题划分为轴向和横向两个平面问题，然后应用有限元算法求解两个平面电势分布问题，对于不同介质模型，计算各种测量条件下测量区域内电势分布，进而根据电势分布计算测量敏感场. 结果表明测量敏感区域为发射电极到测量电极的弧形区域，在发射电极到测量电极的电势梯度线上，测量敏感函数近似于一个指数函数.     

上地幔顶部折射波走时层析成像研究综述

简要介绍了上地幔顶部折射波走时层析成像研究的发展历程，详细介绍了上地幔项部折射波走时层析成像研究的各种方法并分析了其优缺点，介绍了国内外有关上地幔顶部折射波的研究工作和成果，阐述了上地幔顶部速度结构与构造活动的关系及其地球动力学意义。     

河北省黄壁庄水库坝基渗漏单井示踪试验研究

以河北省黄壁庄水库副坝坝基的渗漏塌坑为例，利用“九五”国家重点科技成果推广项目“智能化地下水动态参数测量仪”在天然流场下，测量出水库自然渗漏量地下水的渗透流速流向、垂直向流速流向，每米含水层的渗透系数等工程必须的水文地质参数。确定性地诊断和检测出黄壁水库坝基渗漏隐患出现的具体位置和高程，从而为大坝的渗漏处理和安全处理提供详细的现场测量数据。     

利用数字图像处理技术提高地震剖面图像信噪比

提出了利用数字图像处理技术提高地震剖面信噪比的新方法，首先根据数字图像处理要求的格式，对地震剖面数据进行转换，得到地震剖面图像，分析了地震数据特点和初步地震图像的实验结果后，设计了新的预处理方法——“二维沿层滤波”，在此基础上，利用可以计算帧间运动速度及其变化都较大的改进的光流分析技术，计算出多幅地震剖面对应点的偏移量，然后应用图像积累技术对这多幅地震剖面进行积累，实现对三维地震数据体提高信噪比的处理，该方法充分利用了三维地震信息，不但可以提高整个数据体的信噪比，而且可以减少信号能量的损失，并保持原来的信号能量关系，使地震剖面的质量得到明显提高，为地震解释奠定良好的基础。