扎仓茶卡低品位固体硼矿矿物学与地球化学特征及可选性研究

西藏自治区扎仓茶卡盐湖是我国重要的超大型固体硼镁矿产地,经多年开采,高品位硼矿资源(B_2O_3≥28%)已采掘殆尽,但矿区内仍堆有大量低品位矿石,这不仅是对环境的威胁,也是对资源的浪费。在采集样品的基础上,开展了基于X射线衍射与扫描电镜的矿物组成的鉴定和化学组分分析,为低品位矿石的综合利用提供理论依据。研究结果表明,扎仓茶卡盐湖低品位硼矿的矿物种类有库水硼镁石、柱硼镁石、石英、钠长石、微斜长石、方解石、白云母、文石、水菱镁矿、石膏和锰热臭石共11种,其中仅有库水硼镁石和柱硼镁石两种硼矿物,平均含量分别为21.14%与8.99%,且硼矿样品中B_2O_3平均含量高达13.50%,有巨大的经济利用价值。考虑到扎仓茶卡有着丰富的卤水资源,且低品位硼矿主要为库水硼镁石,可利用卤水及矿物的密度差来进行重选,该库水硼镁石为易选型。这种方法不仅能实现矿区内低品位矿的回收利用,而且生产成本低廉、绿色环保,将进一步促进区域经济发展。     

城市土地扩张与人类活动之间的关系识别——以环鄱阳湖城市群为例

为了在快速城市土地扩张的特征和模式研究下,充分考虑城市土地扩张与人类活动的耦合关系,该文以环鄱阳湖城市群为研究区域,利用陆地卫星和夜间稳定灯光遥感数据,探讨了1995—2015年研究区城市土地扩张与人类活动范围的关系。研究结果表明:①在城市区规模上,城市土地与人类活动范围之间存在着一种耦合关系。城市土地与人类活动范围的匹配程度随着时间的推移呈上升趋势。根据本文的回归模型和景观指数结果,得出城市土地以外的人类活动范围与城市土地的规模有关,经济发达地区城市土地以外人类活动范围内的土地变化更大。②通过计算匹配度,根据区位关系识别3种城市土地扩张类型:回填型、同步型和边缘型,表明新增城市土地与人类活动范围之间的耦合关系。③虽然城市用地的匹配程度有所提高,但其扩张的主导类型由边缘型向回填型转变,城市用地的无序扩张与空间分布和规模结构不平衡发展的问题仍存在。     

夏季对马暖流区黑潮水与陆架水的相互作用──兼论对马暖流的起源

根据1994年8月28日至9月7日韩国“Onnuri”号海洋调查船获得的CTD资料及在调查期间投放的11个卫星跟踪漂流浮标资料,分析研究了东海东北部黑潮水的分离及其与陆架水的相互作用,进而探讨了夏季的对马暖流的形成过程。     

1998年5-6月南海上混合层、温跃层 不同定义的比较

本文根据混合层和温跃层的两种不同定义，对1998年南海南北部和西太平洋混合层和温跃层的定点观测资料进行了计算和分析，比较了不同定义确定的混层，温跃层的共同点和差异。在此基础上，得出南海和西太平洋的障碍层厚度。     

背景流在内孤立波对小直径桩柱作用力中的影响

本文首先采用GK-dV方程,在考虑背景流和未考虑背景流2种情况下,对南海东北部向西传播的大振幅内孤立波进行了模拟。通过对比两组结果,发现背景流的引入,会使内孤立波的传播速度变快、波形变窄、振幅变大,以及波致流变强。然后,采用Morison’s公式计算了内孤立波对小直径桩柱的作用力和力矩,通过对比,发现在引入背景流后,作用力和力矩均变大,作用力增大9.0%,力矩增大32.5%,因此背景流在内孤立波对小直径桩柱的作用力中有着重要的影响。     

冲绳海槽热液柱动力过程的数值模拟

本文以冲绳海槽伊平屋北部热液区(126o53.80′,27o45.50′)的现场水文数据作为背景条件,使用k-ε湍流模型模拟热液柱的动力过程。模拟计算得到的羽流速度、温度和湍流耗散率等基本物理量展现了热液柱的时空演化过程。模拟结果显示,羽流最大上升高度及中性浮力面高度与海底的距离分别为83.62m和68.97m,和2014年先导专项在此附近热液区所观测的温度异常和盐度异常的深度位置(离海底约66—86m)接近。羽流的上升速度满足高斯分布,其半径b与距喷口高度z-H成正比:b=0.0985(z-H),其中z为距海底高度,H为热液烟囱体的高度。羽流的最大体积通量比喷口的初始值增加了878倍,达1.034m~3/s;在中性浮力面位置附近,动量通量达到最大值,为0.156m~4/s~2,比初始值增加了882倍;浮力通量在中性浮力面以下和BM2000(Bloomfield et al,2000)理论模型符合良好,在中性浮力面以上则呈现随高度先增加后减小的特征。本文计算得到的平均卷挟率为α≈0.0807,与背景流较弱的热液区的声学现场观测结果相符。     

圆形数值波浪水池斜向和多向入射波浪模拟研究

为了研究斜向入射波浪,基于三维不可压缩两相流模型,开发了一套圆形数值波浪水池数值模型。在圆形波浪水池中,通过源项造波法成功生成了任意入射方向的波浪,并且利用人工摩擦项模拟阻尼区以数值耗散反射波浪。模型基于嵌入式多块网格体系,采用FVM法(finite volume method)离散Navier-Stokes方程,VOF法(volume of fluid)追踪自由水面。试验结果表明,斜向入射波浪的模拟结果与理论值基本一致,圆形波浪水池在模拟斜向入射波浪时,有效区域的面积较传统波浪水池显著增大,而且有效区域受波浪入射角度的影响也较小。同时,通过叠加多列斜向入射波浪,模拟出了多向交叉波列,并通过与理论结果对比,发现其具有较高的精度。     

涠西南凹陷涠三段构造圈闭断层侧向封闭性定量研究及应用

北部湾盆地涠西南凹陷渐新世末期构造运动强烈,形成了大规模的断块、断鼻构造圈闭,其成藏关键因素为断层封闭性,尤其是断层侧向封闭性。断层侧向封闭性主要依靠断裂带物质与油气目标盘之间排替压力差来衡量。考虑断层两盘对断裂带泥地比的贡献,引用了R_m地质数学模型,通过分析A油田已钻井所在圈闭主控断层涠三段泥地比R_m(Ratio of mud)和泥岩涂抹系数SSF(Shale smear factor)间关系,建立R_m-SSF断层侧封定量分析图版。通过油水界面处原油所受合力平行地层分量与断层两侧排替压力差形成平衡的原理,建立油柱高度定量预测模型。将断层侧向封闭性定量分析技术应用于涠西南凹陷A油田,解决了该油田各断块油水界面不一致的问题。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪模拟研究

基于浅水斜坡地形的物理模型试验数据,考察SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪的模拟效果,进而检验其浅水项的模拟精度。模拟中采用直接输入初始测点的实测海浪谱进行造波,重点考察浅水中三波相互作用和变浅破碎两个源项,对不同工况下,SWAN模式在水深条件变化下的有效波高、谱平均周期、海浪谱演化的模拟能力进行研究。研究表明:模拟的有效波高较符合实测波浪的增长和衰减,但谱平均周期计算值明显偏小;海浪谱的能量转移机制同实测有较大区别,频谱模拟结果出现高频高估、低频低估现象。对两个源项进行对比分析得出三波相互作用对海浪谱的能量转换影响远大于变浅破碎耗散。想要提高近岸区谱平均周期和海浪谱的模拟精度则SWAN模型中三波非线性项的计算精确度仍需更多研究和改进。