泥石流启动临界土体含水量及其预警应用

传统的泥石流预警方法多基于前期和实时降雨量等间接指标,但实际上直接影响泥石流启动的关键物理参数是土体含水量,通过分析土体含水量的变化来判断泥石流启动更为直接可靠。首先定义了泥石流启动的临界土体含水量的概念,然后基于国内外泥石流启动的观测试验数据,采用逐步回归分析方法,建立了临界土体含水量与土体渗透系数、孔隙度和颗粒曲率系数的经验关系,进而提出一种基于临界土体含水量和实时降雨的泥石流预警方法。最后,以云南东川蒋家沟1999年7月16日发生的一场泥石流为实例进行演算和验证。结果表明:该方法在可靠性和准确性上优于传统利用临界线和暴发线判别泥石流的预测模型。     

中亚热带2种天然林表层土壤N_2O排放速率

运用静态箱-气相色谱法对中亚热带地区米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率进行了1年(2012年1月—2013年1月)原位观测,分析了土壤温度及含水量对土壤N2O排放速率的影响,并探讨土壤无机N含量变化与土壤N2O排放速率的关系。结果表明,观测期间,2种天然林均表现为大气N2O排放源,米槠天然林和阿丁枫天然林平均土壤N2O排放速率分别为7.29μg·m-2·h-1、7.41μg·m-2·h-1;米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率季节变化明显,最高排放速率均出现在夏季6月,分别为16.51μg·m-2·h-1、18.86μg·m-2·h-1;2个林分N2O排放速率最低值分别出现在2012年1月和2012年9月,分别为3.04μg·m-2·h-1和2.17μg·m-2·h-1。2种天然林土壤N2O排放速率均与土壤温度无显著相关性,与土壤含水量显著正相关(P0.05);2种天然林土壤N2O排放速率与NH4+含量均无显著相关性,米槠天然林和阿丁枫天然土壤N2O排放速率与NO3-含量分别呈显著负相关和显著正相关(P0.05)。研究结果表明,土壤含水量及NO3-含量的变化对中亚热带天然林土壤N2O排放速率有着重要的影响。     

淤泥质潮滩沉积物含水量遥感反演模型研究

潮滩沉积物含水量是表征潮滩地物信息的一个重要特征量,它影响着遥感提取潮滩地物信息的准确性。利用含水量-反射率指数衰减模式建立单波段模型,同时参考4种植被指数的形式构建含水量指数,建立适用于潮滩环境的含水量反演波段组合模型,实现了沉积物含水量的遥感反演。研究结果显示:对反射率数据利用干土反射率进行归一化处理后构建的NEWCI(Normalized Enhanced Water Content Index)归一化增强型含水量指数模型的含水量反演效果最佳。在含水量结果中,除了砂类别反演的确定性系数R2为0.675以外,粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、粘土质粉砂等4种沉积物类型反演的确定性系数均在0.83以上;当不考虑沉积物类型时,NEWCI指数模型的反演精度也达到0.8,RMSE为0.059,表明NEWCI指数模型对沉积物类型不敏感,且能够保持较高的含水量模拟精度,因而适合潮滩沉积物含水量的大范围预测。其反演结果可在潮滩地物信息遥感反演时有效削弱水分的影响,进而提高地物信息提取的效率。     

新疆克拉玛依强下坡风暴的机理研究

利用美国中尺度数值模式 WRF 对2013年3月7—8日克拉玛依强风进行了模拟,对下坡风发生、发展和结束3个阶段的三维结构特征进行了分析,并由此提出克拉玛依强下坡风的形成机制模型：上游地区出现中高层西南风、低层西北风并伴有强冷平流的配置,当风速不断增大时,气流能够翻越加依尔山在背风坡侧形成重力波,重力波相位向气流上游方向倾斜产生非线性效应,促进了波不稳定区域的形成并导致波破碎,形成湍流活跃层,不断把上层的能量向下传播;克拉玛依中低层形成三层夹心的大气层结稳定度分布,出现明显的过渡气流带从而导致强下坡风的形成;南北风分量在低层和中层符号相反,形成了临界层,不断吸收上层波能量并向地面传送,强下坡风暴不断维持发展。最后利用2006—2012年克拉玛依33个强下坡风过程中的探空观测资料对提出的形成机制进行了验证。     

2021年夏季中国大陆涝渍灾害时空分布分析

涝渍害是中国除干旱以外对农作物影响最严重的气象灾害,涝渍害的发生和发展对人民的生命和财产安全以及农作物的生长发育产生巨大的影响。2021年7月至8月间,中国北方多地降水达到历史观测极值,而相应时期地面的涝渍害发生和发展状况及其时空特征并未得到有效研究。因此,本研究首先利用中国大陆土壤水分站点日数据和被动微波遥感卫星SMAP反演土壤水分日产品获取中国高精度表层土壤湿度数据（0—10 cm）;随后,结合田间持水量数据计算土壤表层相对含水量。在此基础上,以连续10 d土壤相对含水量大于等于90%为标准,分析中国大陆2021年7月1日—8月25日的涝渍害时空分布情况。结果表明：（1）融合后的土壤水分产品较原始的SMAP微波土壤水分产品精度具有明显的提高;（2）中国东北地区水稻田种植区的土壤相对含水量大于等于90%的最长持续天数均为56 d,土壤的水分长期处于饱和状态,说明了本文方法能够较为准确的反应出土壤涝渍害的情况;（3）中国东北及华北地区受灾较为严重,其中黑龙江的西部和河北、河南、山东发生的涝渍面积最大。中国大陆耕地部分受涝渍灾害区域占到总耕地面积的1/2左右,重灾区面积为1.940×10⁵ km²;（4）黑龙江的西部及河北、河南、山东等地较往年降水偏多,这与涝渍害受灾区基本吻合。     

成藏期砂岩孔隙度对油气分布的控制作用——以东营凹陷牛庄洼陷沙三中亚段岩性油藏为例

在具有相同储集砂体和相似断层输导情况下,牛庄洼陷沙三中亚段砂岩体油藏长期存在以下难以解释的现象：1）现今砂岩孔隙度分布与油气分布不一致,高孔隙砂岩不含油而低孔隙砂岩含油;2）相同物性砂岩有的含油而有的不含油,含油砂体现今物性接近,但含油级别却存在很大差异。本文从古孔隙度恢复方面分析了牛庄洼陷西部地区沙三中砂岩储层在成藏期的储集条件,并探讨了成藏期储层临界孔隙度。研究发现：1）虽然现今储层物性下限很低,部分砂岩已经致密化,但成藏期的古孔隙度分布在18%～25%范围内,远大于成藏期临界孔隙度13.9%。但由于埋藏过程的差异导致砂岩储层后期减孔幅度不同,因而现今储层物性不能反映成藏期储层物性,成藏期孔隙度高并不能代表现今孔隙度高;2）成藏期高孔隙度带与现今油气分布范围高度一致,表明在相似断层输导条件下,由于储层物性级差优势形成油气优势运移通道,导致高孔隙度带砂体含油,因此,沙三中亚段岩性油藏富集在成藏期高孔隙带中,成藏期砂岩古孔隙度是油气成藏的重要控制因素,而现今砂岩储层高孔隙带在成藏期并不一定高。牛庄洼陷西部地区沙三中亚段储层中具有高古孔隙度的砂岩仍有较大勘探潜力。     

库车坳陷依南2“连续型”致密砂岩气藏成藏临界物性条件

“连续型”致密砂岩气藏是一种重要的非常规油气资源.恢复储层临界物性条件的演化对于揭示致密砂岩气成藏机理及成藏过程具有重要的理论意义.以库车坳陷依南2“连续型”致密砂岩气藏为例,利用数值模拟方法结合盆地模拟技术,恢复了储层临界物性的演化过程,并根据临界物性条件和储层演化的耦合关系,确定了该地区“连续型”致密砂岩气藏可以成藏的最早时间.研究表明,“连续型”致密砂岩气成藏临界物性并不是固定不变的,它随着地质条件的变化而不断发生改变.依南2“连续型”致密砂岩气藏最早的形成时间为距今9 Ma,对应的临界孔隙度为6.95%;现今储层临界孔隙度为7.26%.结合实际地质情况进一步证实了依南2气藏为“连续型”致密砂岩气藏.      

川东北地区强降雨诱发崩滑流灾害分析

川东北地区一直以来都是地质灾害高发地区,地质环境条件脆弱,极端降雨事件频发,是区域地质灾害预警高度关注地区。以2012年6月下旬到7月上旬持续强降雨诱发崩滑流灾害过程为例,通过统计方法,从空间和时间角度,分析地质灾害的空间分布、时间分布与降雨的相关关系,得到该区域降雨诱发地质灾害的规律特点及临界降雨判据。(1)川东北地区的降雨模式常见为数日持续降雨,且降雨中出现数次(2~3日)的极值雨量,在这种降雨模式下,考虑到前期降雨的累积效应,需要着重关注第二次的极值降雨,往往会诱发更大的群发灾害过程,并具有明显的滞后效应,此特点在巴中、达州、广元等地表现得尤为明显,而南充市的即时发灾特点更为明显。(2)川东北地区各市临界雨量不同,在少量前期雨量累计情况下,广安最低,约为25mm;其次是广元,约为50mm;最后是巴中、达州和南充,约为90mm。相关结论可为该地区的区域地质灾害预警研究和实践提供技术支撑。     

数字化天气雷达回波资料在人工影响天气工作中的处理应用

主要讨论通过数字化天气雷达终端获得的回波资料，在回波类型识别、垂直累积含水量计算，人工增雨防雹作业指标的确定及效果检验等技术产品获得中的处理技术及应用等问题。