黑河高山草甸冻土带水热传输过程

以黑河源区高山草甸冻土带的基本气象参数、植被参数和土壤水热性质参数为输入条件,利用CoupModel模型计算了试验点两个完整年度日尺度上的各种基本水热状况,计算结果较符合实测值(7层地温和土壤液态含水量平均R2分别为0.95和0.83).利用模型输出的土壤热通量和土壤水迁移分析了试验点季节性冻土区的水热传输过程:在土壤层开始冻结期,下层土壤液态水向冻结锋面集结,集结期向上的地热通量急剧增加;在冻结期,土壤热传导主要与上下层的土壤温度有关,土壤水迁移基本处于零通量状态;在融化期,在融化锋面未出现液态水分集结现象,融化层土壤水热传输过程迅速改变并与非冻结土壤一致,向下的地热通量急剧增加.     

浒苔水热液化分解过程研究

本文利用水热液化法将大型藻浒苔转化成了生物油,研究了反应温度和反应时间对液化的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析了不同反应温度和时间浒苔水热液化后所得残渣的性质,研究了浒苔水热液化分解过程。研究结果表明:反应温度和反应时间显著影响浒苔的水热液化和生物油产率,300℃液化30min生物油产率最高,为22.3%;水热液化过程中200℃时浒苔部分分解,300℃液化60min后,浒苔中的有机质完全分解;残渣的主要成分为SiO2、CaSO4及无定形碳。     

青藏高原多年冻土区活动层水热特性研究进展

青藏高原多年冻土作为我国冰冻圈的重要组成部分, 其水热状况是影响寒区生态环境、 陆气间水热交换、 气候变化以及地面路基建设等的重要因素。为增进对青藏高原多年冻土区活动层水热特性的认识, 对影响活动层水热特性的主要因素以及主要研究方法做进一步梳理, 并指出了当前研究中的不足。研究认为, 气象条件、 植被覆盖度、 土壤性质、 积雪等是影响多年冻土区活动层水热过程的主要因素, 目前针对活动层水热特性的研究主要通过对站点实测资料分析和模型模拟等方式展开。未来工作的重点应放在改进适合于高寒山区的陆面模式以及增强水热动态过程与气候系统的相互作用上。     

北京南口—孙河断裂带水热系统特征与成因分析

中低温对流型地热资源在华北地区广泛分布,是一种清洁的替代能源.与活动断裂带相关的水热型地热资源是中低温地热系统的重要组成部分.本文基于高精度重力测量、微动测深及钻孔温度测量等数据,从热源、通道、储层和盖层四个方面探讨了南口—孙河断裂带水热系统特征.低重力异常揭示的燕山期花岗二长岩、闪长岩岩体范围为23.8 km²和14.3 km²,放射性测井数据计算得到其生热率均值为3.14 μW·m^-3,侏罗系火山岩生热率均值为1.65 μW·m^-3,隐伏岩体和火山岩均难以构成地热系统的附加热源.重力异常显示南口—孙河断裂带宽度约500~800 m,断裂带切割蓟县系雾迷山组白云岩热储层.钻井温度曲线显示断裂带内水热活动强烈,说明该断裂带是导水、导热的重要通道.断裂带南西侧马池口一带第四系松散层与侏罗系火山岩形成了热储盖层,微动测深显示火山岩最大厚度约1500 m.综上源、通、储、盖四个要素分析,该地热系统为热传导—对流复合型,来自京西北山区的大气降水经远距离径流深循环吸收地层热量后沿南口—孙河断裂上移到达裂隙发育的白云岩地层中形成热水.总之,沿南口—孙河断裂带具备了良好的地热地质条件,可达到规模开采的条件.

     

用于稠油水热催化降黏的keggin型杂多酸盐的制备表征及应用

采用室温固相反应的方法合成了纳米级的keggin型杂多酸盐,使用红外光谱IR、X射线衍射XRD和激光电位粒度检测法ZSI等方法进行了表征,并将其用于特、超稠油的水热催化裂解降黏反应,使用棒薄层火焰离子化分析仪TLC-FID对反应前后稠油的族组成进行了测定,研究结果表明:纳米级的keggin型杂多酸盐可以使G540稠油在200℃时黏度降低80%以上,并有9.25%的重质组分裂解为轻质组分.     

西藏高原的水热活动和上地壳热状态初探

本文在缺乏传导热流量实测数据的情况下,试图根据遍布高原上的水热活动显示及其南部的板缘水热活动性质,将西藏高原上地壳深10公里的厚度内划分为高热、热和一般等三种状态。高热带位于喜马拉雅山以北至冈底斯-念青唐古拉山以南之间,这就是所谓的喜马拉雅地热带。热带位于藏北高原的南半部,它的北半部被划为一般正常带,其北缘昆仑山中虽于1951年有过火山喷发,但岩浆性质说明它并非来源于壳内熔融,因此上地壳未必是热的。     

长白山地区水热蚀变分布与主要断裂带的空间关系

基于Landsat8 OLI数据,针对长白山地区综合使用比值法和主成分分析法提取水热蚀变信息,提取精度经野外验证为83.3%。利用等距分区加权叠加分析的统计方法对该地区水热蚀变分布和主要断裂带的空间关系进行了定量分析。研究结果表明水热蚀变的强度与该区域距断裂带的距离呈现负相关。新形成的断裂带附近以及断裂带的交汇处水热蚀变强度较大。     

考虑冻融界面变化的土壤水热耦合模型

土壤的冻结和融化是土壤内部的重要物理过程,其冻融界面位置的移动影响土壤水热特性以及陆面和大气之间的水分能量交换,从而对陆面水热过程产生重要影响.本研究将土壤冻结和融化问题归结为考虑水热耦合的多运动边界问题,利用局部自适应变网格法进行数值离散,发展了考虑冻结和融化界面位置的移动对水热过程影响的土壤水热耦合模型.该模型基于陆面模式分层结构的敏感性试验表明:它能同时连续地追踪多个冻融界面,克服了等温线法在同一土壤层不能同时模拟多个冻融界面的困难,比高分辨率情形下的计算效率提高数倍且计算稳定.利用站点观测对土壤冻融界面的位置、土壤温度和未冻水含量所进行的模拟验证,进一步表明了该模型的合理性以及应用于陆面过程模式的模拟潜力.     

复合填料一维冻胀量数值模拟分析

复合填料是以废铸砂、粉煤灰、聚苯乙烯颗粒（EPS）、水泥和水为原料,拌合后形成的一种轻质填筑材料。其中,EPS颗粒含量适当时,能减少或消除复合填料的冻胀和融沉,可作为季节性冻土区的路基填料。假设复合填料中除EPS颗粒外的骨料颗粒、孔隙冰为刚性介质,同时考虑EPS颗粒变形和填料孔隙变形对复合填料冻结过程的影响,在已有的冻土水热耦合分离冰模型的基础上,得到考虑EPS颗粒变形影响的饱和填料一维冻结水热耦合控制方程,进而预测填料的冻胀量。与室内模型试验结果对比表明,本文模型可用于该种具有弹性颗粒复合填料的冻胀量模拟,为工程中冻胀量预测提供依据。     

三江平原土壤湿度记忆性及其与水热气候条件的关系

利用1982—2020年三江平原19个国家气象观测站土壤湿度及同期降水、气温数据, 基于相关系数和自相关系数统计方法, 分析了黑龙江省三江平原土壤湿度记忆性及与降水、气温之间的关系。结果表明: 春、夏季三江平原土壤湿度记忆时间均在10—40 d, 各层土壤湿度记忆性的空间分布以中间层(10—20 cm)土壤湿度平均记忆时间最长, 呈上下层递减的趋势; 春季三江平原10—20 cm土层土壤湿度的记忆时长平均20 d, 夏季平均17 d; 夏季土壤湿度记忆性强度大于春季, 空间分布以三江平原西部的记忆性较强, 随着土层的增加土壤湿度记忆性有增大的趋势。降水是三江平原土壤湿度主要来源, 受降水和气温协同作用的影响, 夏、秋季土壤湿度与同期降水量、温湿指数均存在显著的正相关关系; 春季土壤湿度与前期秋冬季降水亦呈显著正相关, 与前期温湿指数呈负相关, 前期秋冬季气温的升高会促进土壤的融冻, 从而使当年春季土壤水分增加。