渤海湾及其邻区地壳温度分布的有限单元模拟

根据地下三百米深处的温度与居里面深度分布的资料,利用伽勒金有限元法配合未知边界流量的杂交法,计算了渤海湾邻近的地壳剖面的温度分布。结果表明:(1)莫氏面上的温度不是常数,最高处可达810℃;(2)大地震往往发生在温度与重力梯度带附近而温度较低密度较小的一侧;(3)本区地壳低速层的温度约为600℃,在该层以下,随着温度的增高,介质的弹性模量或粘滞系数显著减少,而泊松比反而增大,故地壳深部的剪应力减小,这说明大陆内部地震大多发生在低速层以上的原因     

地电台址大范围介质条件的数值模拟研究

本文取两类震源模型,即“闭锁”模型和“膨胀”模型进行数值模拟,计算了大范围层状介质在多种不同组合情况下,其应力、应变场的分布,并进而计算了由附加应力、应变产生的视电阻率变化量。结果表明,不同介质组合对地电阻率前兆异常观测的影响不同,有利于发现前兆异常的大范围介质条件是:(1)坚硬层孕震;(2)孕育地震的高强度坚硬层要薄;(3)地表疏松覆盖层不能太厚。此外,计算结果还表明,地电台站探测范围内的介质力学,电性条件对前兆异常观测也有重大影响。     

中国科学院院士 薛禹群

薛禹群，地下水动力学家和水文地质学家，擅长地下水数值模拟，南京大学地球科学系教授，博士生导师，中国科学院院士，1931年11月2日生于江苏无锡。1952年7月毕业于北方交通大学唐山工学院。     

The effects of carbon dioxide leakage on fractures, and water quality of potable aquifers during geological sequestration of CO2

Since industrial revolution, the ＂greenhouse effect＂ is one of the most important global environmental issues. Of all the greenhouse gases, CO2 is responsible for about 64% of the enhanced ＂greenhouse effect＂, making it the target for mitigation, so reducing anthropogenic discharge of carbon dioxide attracts more and more attention. Geological sequestration of CO2 in deep saline aquifers is one of the most promising options. But because unknown fractures and faults may exist in the caprock layers which can prevent the leakage of CO2, CO2 will leak upward into upper potable aquifers, and lead to adverse impacts on the shallow potable aquifers. In order to assess the potential effect of CO2 leakage from underground storage reservoirs on fractures and water quality of potable aquifers, this study used the non-isothermal reactive geochemical transport code TOUGHREACT developed by Xu et al to establish a simplified 2-D model of CO2 underground sequestration system, which includes deep saline aquifers, caprock layers, and shallow potable aquifers, and study and analyze the changes of mineral and aqueous components. The simulation results indicated that the minerals of deep saline aquifers and fractures should be mainly composed of aluminosilicate and silicate minerals, which not only enhance the mass of CO2 sequestrated by mineral trapping, but also decrease the porosity and permeability of caprock layers and fractures to prevent and reduce CO2 leakage. The results from deep saline aquifers showed that the mass of carbon dioxide trapped by minerals and solution phases is limited, the rest remained as a supercritical phase, and so once the caprock aquifers have some unknown fractures, the free carbon dioxide phase may leak from CO2 geologic sequestration reservoirs by buoyancy.     

“过去300年中国东部季风区雨带进退图谱与模拟诊断”研究进展

“中国季风环境在不同时间尺度上的演化历史及其驱动机制”是我国全球变化研究所关注的核心科学问题之一。为深入系统地开展对这一问题的研究,国家自然科学基金委员会的《全球变化及其区域响应科学研究计划》在“十五”期间陆续启动了一系列重点项目,“过去300年中国东部季风区雨带进退图谱与模拟诊断”项目（编号40331013,2004年初起实施）就是其中之一。本项目旨在利用丰富的清代雨雪档案记载,重建1736年以来黄河中下游地区与江淮流域35⁴0个站点时间分辨率为月、季的降水序列;并分析该区域1736年以来年、年代际降水变化与雨带进退的时空特征分析,诊断该区域过去300年特征时段降水变化的成因及其动力学机理     

“地震与火山”公开课后的启示

在波澜起伏的教改浪潮中，我尝试开设了“地震与火山”这堂公开课。在备课过程中查寻整理资料、制作修改课件、设计创立课堂流程，自然化了不少心思，然而作为教师的我，在这一过程中所学到的远不止课程本身或其所涉及到的相关领域知识、能力。几次“模拟演习”师生都能按事先设计好的环节逐一展开，当时我感到自然、流畅、顺利，然而在有众多领导、专家、教师在场的公开课堂上，学生、课堂带给我的却是另外一种东西，那是一种感动、一种启示，甚至是一种震撼。课后我及时与学生交流沟通，我想用字表达一下几个方面的感想与启示。     

考虑滑脱效应和温度场的煤层气渗流数值模拟

由于煤层气的解吸热效应,煤层气的运移过程是一个非等温过程。因此,温度场对煤层气渗流有着重要的影响。前人在研究煤层气渗流规律的研究中并没有同时考虑滑脱效应和温度场因素的影响,而在实际的深部开采中综合考虑滑脱效应和温度场的影响对研究深部煤层气运移规律有着重要的意义。因此本文建立了考虑滑脱效应及温度场的煤层气渗流数学模型,利用有限元数值方法研究了考虑滑脱效应和温度场耦合的煤层气运移规律;研究了考虑滑脱效应和温度场对压力场分布的影响;对考虑滑脱效应及温度场因素的煤层气产量进行了预测。得出了随着温度的升高煤储层的压力在降低,温度的升高对煤层气的产量有着负面的影响这一重要结论。     

地震信号的相位恢复及误差分析

常见的几种地震子波有:零相位子波、最小相位子波、最大相位子波和混合相位子波。以不同类型的信号为激发子波,对不同地层模型合成地震道。仅用原始合成地震道记录的振幅谱来恢复原始记录,讨论不同方法下,由于激发子波的不同,对比分析原始记录与恢复记录的差异,及其恢复效果。     

早涝碱咸综合治理与生态环境良性循环

华北平原东部淡水资源短缺，旱涝碱成灾害限制了农业生产的可持续发展。海河的治理，解决了排洪排涝排咸出路。春季开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉。夏季利用伏雨洗盐排咸，增大降雨入渗，减少径流流失，防治渍涝灾害，把降雨转化为地下水资源。秋冬引蓄河水，回灌地下水补源。以土壤与潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库，以调控地下水埋深在临界动态为指标，最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。地表水地下水联合运用，促使水资源采补平衡，降雨灌溉淋洗脱盐强于干旱蒸发积盐过程，地下水淡化强于矿化过程。实现旱涝碱咸综合治理，水土资源可持续利用，经济社会可持续发展，生态环境良性循环。     

IDL在地下水水质模拟中的应用初探

IDL(Interactive Data Language)作为第四代的编程语言,具有时海量数据进行获取、分析、可视化以及对多种图像进行处理和交互式探作的功能.本文介绍了IDL及其在地下水水质模拟及数据可视化中的应用,并结合地下水溶质运移问题的实例,利用IDL进行了数值模拟和计算结果的可视化.结果表明:IDL面向矩阵的特性和强大的数据可视化能力是地下水数值模拟和可视化的理想工具.