长江中下游河湖洪水演进的数值模拟

以长江中下游(宜昌-大通)防洪系统为对象,在水文、河道及湖盆地形现状条件下,建立了一个能适应各种复杂条件的一二维非恒定流模型,来进行长江干流、河网、湖泊、分蓄洪区垸及水库的洪水演进和调度仿真.所建模型的洞庭湖部分采用无结构网格二维非恒定有限体积格式,以适应湖区复杂的边界形状和保持水量平衡.河网区部分采用一维非恒定流显隐结合的分块三级算法,以准确实现河网汊点流量的自动分配和往复流动.为了提高模拟精度和扩展模拟功能,在水流数值模拟的范围内侧重讨论了内外动边界处理、分蓄洪运用及阻力项计算等环节,提出了合理可行的数值处理方法.采用20世纪80年代至90年代共6年汛期洪水资料对所建模型进行了严格的率定和检验,高精度的模拟结果证实了模型的合理性和有效性.     

地应力测量的非弹性应变恢复法及应用实例

岩芯非弹性应变恢复法是近年来发展起来的比较经济有效的深部地应力测量方法,汶川5.12地震后,我国大陆首次将该方法应用于汶川地震断裂带科学钻的地应力测量.本文简述了该方法的原理、计算方法和汶川地震科学钻一号孔的典型结果.给出了一号孔在所测深度之处的三个主应力的大小和方向.三个主应力中,最大主应力和中间主应力近于水平,最小主应力近于直立.最大主应力方向为北西.在746 m深度,三个主应力的大小为25.2 MPa,21.5 MPa,18.5 MPa.这种应力状态可使龙门山断层产生逆冲兼右行走滑运动,与汶川5.12地震的断层运动一致.该方法得到的结果与震源机制解及其他地应力测量方法得到的结果吻合.测量结果表明,非弹性应变恢复法具有较大的实用价值.特别是在较大深度的钻孔和地层较破碎的复杂地质条件下,应力解除法、水压致裂法等难以实施时,此方法仍有可能获得较可靠的地应力数据,适应性更强.     

面向目标自适应有限元法的带地形三维大地电磁各向异性正演模拟

传统三维大地电磁各向异性模拟均是基于规则六面体网格,计算精度有限且较难拟合复杂地质条件.本文采用面向目标自适应非结构矢量有限元法,对三维大地电磁各向异性介质进行模拟.首先从电场双旋度方程出发,利用伽辽金方法建立变分方程;然后利用电流密度连续性条件构建适合大地电磁各向异性问题的加权后验误差估计方法,实现面向目标的网格自适应正演;最后通过典型算例分析各向异性对网格自适应和大地电磁响应的影响特征以及各向异性的识别方法.本文算法能够高精度地拟合起伏地表和任意各向异性介质,适用于分析复杂地电条件大地电磁响应特征,为提高大地电磁资料解释水平提供了理论基础.

     

淮河流域洪水极值非平稳性特征

基于淮河流域9个水文站的月径流量数据,采用Pettitt非参数检验法、GAMLSS模型与洪水频率分析模型等方法,揭示了淮河中上游洪水频率的演变规律,分析基于平稳性和非平稳性条件下的洪水发生强度及洪涝灾害所带来的影响.研究发现:潢川、横排头和蚌埠站点未发生明显变异,其余6个站点发生均值或方差变异,变异时间主要集中在2000年左右.淮河流域的最优拟合分布函数是Weibull;班台、蒋家集和横排头站适宜于非平稳性模型,其余站点选择平稳性模型.各站点非平稳性条件下10年和20年一遇设计流量值与平稳性条件下皮尔逊Ⅲ型分布设计流量值相差不大,但30年一遇、50年一遇和100年一遇的设计流量相差逐渐变大.横排头站和蚌埠站洪水放大因子随着时间增加呈上升趋势且大于1,百年一遇重现期不足80年.各站点年最大洪峰流量与淮河流域、安徽省水灾面积通过了95%或99%的显著性检验.     

非均匀介质热蠕变流动的数值求解

针对非均匀介质中热蠕变流动问题,给出了有限单元方法与网格－粒子方法联合求解新技术,即有限单元方法求解欧拉网格节点上的未知量,分布于单元内部作为物质成分标记的粒子反映变形过程.有限元法求解动量方程和连续性方程时引入了速度场和压力场等阶插值的压力场稳定的Petrov-Galerkin方法,求解能量方程时采用了流线迎风Petrov-Galerkin方法,网格－粒子算法中采用双线性插值与有限单元插值函数对应.有限单元计算与网格－粒子计算相对独立,两种方法计算的数据通过有限单元节点传递.同时,实现了三角形单元的算法和程序,解决了复杂结构条件下不规则网格计算的问题.通过经典方腔热对流问题验证了程序,给出了不规则形态块体沉降算例,并分析了数值解的稳定性.     

胶东焦家断裂带蚀变岩非镜像对称特征及其地质意义

焦家断裂蚀变带是胶东地区最重要的控矿构造之一。该断裂带控制的矿床是创立"焦家式"金矿理论的重要实例基础。目前,焦家断裂带累计探明Au资源储量超过1200 t,并且还在不断增加,展现了深部重要的勘查和研究价值。焦家断裂带控制的矿体主要赋存在主断面下盘,断裂带发育于花岗岩中时,上盘发育钾长石化花岗岩、绢英岩化花岗岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、(黄铁)绢英岩质碎裂岩,下盘发育黄铁绢英岩质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗岩和钾化花岗岩,蚀变类型在主断面两侧呈现对称分布特征。但是在岩性特征、结构构造、蚀变强度、化学成分等方面差异明显,表现出非镜像对称特征。上盘蚀变岩厚度大于下盘,下盘花岗岩的构造破碎程度比上盘花岗岩更严重;断裂带上盘黄铁矿含量低、一般无矿化显示,下盘黄铁矿含量高,出现金矿化;断裂带上盘的中生代花岗岩中韧性变形不发育,以脆性破裂为主,下盘发育明显的韧性变形;断裂带上下盘不同蚀变带的成矿元素Au,矿化剂元素S,成矿伴生元素Ag、Pb、Zn,亲石分散元素Ba、Sr以及主量元素Na₂O、MgO含量具有差异性,指示焦家断裂带主断裂面两盘经历了不同的成...     

利用长周期面波研究华北地区地壳与上地幔结构的横向非均匀性

本文以太行山为界将华北地区分为东西两部分,东部为河淮块体,西部为鄂尔多斯块体.利用最小二乘法,从混合路径基阶瑞利面波群速度频散提取两块体的纯路径频散,并反演其地壳、上地幔的层状结构.所得结表果明,两块体的面波频散和地壳、上地幔结构存在明显差异.东部的河淮块体地壳较薄,地壳内平均速度比西部的鄂尔多斯块体壳内平均速度约低0.13km/s,壳内20km深度左右出现低速层;而西部的块体壳内速度成层递增,未见低速层出现.两块体上地幔顶部速度均偏低,地幔低速层的埋藏深度基本相同.但西部块体地幔低速层厚,且比东部块体地幔低速层的速度约低0.3km/s.     

抗菌肽对凡纳滨对虾生长和机体免疫的影响

基础饲料(对照组)中添加10g/kg抗菌肽制剂喂养体重0.10±0.01g、体长2.17±0.11cm的凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)30d,进行10d的水浴攻毒(鳗弧菌10~8/mL),探讨饲料中添加抗菌肽对凡纳滨虾生长、成活率、免疫保护率,以及肌肉中溶菌酶活性、超氧化物歧化酶活性、总抗氧化能力的影响。结果表明:饲料中添加抗菌肽可显著提高凡纳滨对虾相对增重率、成活率和对致病菌的免疫保护率(P<0.05),但对饲料系数无显著影响(P>0.05);未受外界微生物刺激时,饲料中添加抗菌肽对凡纳滨对虾总抗氧化能力有促进作用(P<0.05),受外界微生物刺激后,饲料中添加抗菌肽喂养凡纳滨对虾可提高对虾超氧化物歧化酶活性(P<0.05)和总抗氧化能力(P<0.01)。因此饲料中添加抗菌肽喂养凡纳滨对虾可提高其机体非特异性免疫。     

整体最小二乘的迭代解法

在引入整体最小二乘平差准则的基础上,推导了整体最小二乘的迭代解法;同时,引入多元函数隐函数求导的方法以确定未知参数对观测数据的线性信息,解决了整体最小二乘下的精度评定问题。给出了运用新的解法在拟合函数确定以及坐标转换参数确定等方面的应用实例,验证了新算法的可行性。     

致密砂岩层内强钙质胶结物成因机制及其意义——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组为例

通过岩心和薄片观察,利用荧光显微镜、阴极发光显微镜、同位素质谱仪、冷热台等设备,对鄂尔多斯盆地长7油层组强钙质胶结砂岩及其附近含油砂岩开展研究。结果表明：钙质胶结是致密砂岩储层含油非均质性的主要因素,胶结期次主要为一期;簇同位素揭示该期钙质胶结物的形成温度为18~42℃,对应地质时代为中晚三叠世—中侏罗世,为早成岩期产物,推测与盆地早期小规模构造运动相关;相邻的含油砂岩中油气包裹体伴生的同期盐水包裹体的均一化温度为90~120℃,结合盆地模拟揭示油气主要为一期充注,充注期为100~130 Ma,处于早白垩世;长7油层组不含油致密砂岩内钙质胶结物形成时间早于含油砂岩内石油的充注时间。