浙江省瑞安市耕作层土壤养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素

综合采用地统计学、GIS和传统统计分析方法,研究了瑞安市耕作层土壤9种养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素。结果显示,研究区耕作层土壤碱解氮呈西高东低的分布趋势,速效钾、有效硼、有效锰、有效钼、有效铜和有效锌呈西低东高的分布趋势,有效磷呈东西高、中间低的分布趋势,有效铁分布均匀;研究区中西部耕作层有效硼较缺乏,东部碱解氮较缺乏,中部有效磷较缺乏,其他地区9种养分元素有效态含量均达到中等以上;半方差函数分析显示有效锰和有效铁为强空间相关性,碱解氮、速效钾、有效磷、有效钼、有效铜和有效锌为中等空间相关性,有效硼为弱空间相关性。研究认为,中性或是弱碱性、含盐量较高且阳离子较活跃的土壤环境有利于速效钾和有效硼富集,酸性或弱酸性和有机质含量较高的土壤有利于碱解氮和有效铁富集;速效钾、有效钼、有效硼、有效铜和有效锌含量的控制因素相似,主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素和施肥、耕作等随机性因素的双重影响,而碱解氮、有效铁、有效磷和有效锰的含量分布主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素的影响。     

盐间页岩油韵律层地震响应模拟及页岩薄储层厚度预测

江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩油储层的地质结构为韵律背景下的页岩薄层,由于地震分辨率的限制,常规地震勘探方法难以精确描述盐间页岩油薄储层厚度的空间展布。因此,应用现有地震资料,探索适用于韵律结构中页岩薄层的地震预测方法具有重要意义。本文通过地震传播矩阵方法计算并分析研究区目标韵律层的地震响应特征,系统模拟并分析非均匀薄互层结构中页岩薄层的厚度、纵波速度等变化时地震波的反射动力学特征,发现地震反射波形的振幅和相位随非均匀页岩薄层的纵波速度和厚度的变化产生明显的变化,这些变化是本文页岩薄层厚度预测的基础。结合测井分析构建韵律层地质地球物理模型,模型空间考虑了页岩薄层纵波速度和厚度共99种组合变化的情况。通过求取目标层实际地震反射波形与构建的模型空间中地震波形的最佳匹配,提出基于反射波形的页岩薄储层厚度的地震预测方法,预测研究区页岩薄层厚度变化范围为5~20 m,并且由西南向东北呈增加趋势。预测页岩薄层厚度与测井解释具有较高的一致性,验证了本文地震预测方法的有效性。     

Analysis and Simulation of the Stratospheric Quasi-zero Wind Layer over Korla,Xinjiang Province,China

The stratospheric quasi-zero wind layer (QZWL) is a transition region with low zonal wind speeds in the lower stratosphere at an altitude of ~20 km. The zonal wind direction above the QZWL layer is opposite to that below the QZWL layer and the north–south wind component is small. The atmospheric wind field near the stratospheric QZWL is an important factor affecting the flight altitude and dynamic control of stratospheric airships. It is therefore necessary to study the stratospheric QZWL to provide better environmental information for these aircraft. High-resolution radiosonde data were used to analyze the characteristics of the stratospheric QZWL over Korla, Xinjiang Province, China. A weak wind layer in which the wind direction suddenly reversed from westerly to easterly was observed at ~20 km in the lower stratosphere, characteristic of the stratospheric QZWL. The Weather Research and Forecasting model was used to simulate the profiles of the horizontal wind speed and direction over Korla. The forcing effect of each diagnostic term in the equation on the zonal wind speed was analyzed. The results showed that the advection term was the dominant factor forcing the zonal wind speed. The wave term had a secondary forcing role, although the forcing effect of the wave term on the zonal wind speed was significant in some regions.     

基于风廓线雷达的对流边界层高度的确定

大气边界层高度对于天气、气候和大气污染研究是一个至关重要的参量。对流边界层(Convective Boundary Layer,CBL)顶部的夹卷过程造成温度和湿度垂直梯度增强,导致这一层的折射率结构常数C■变高。C■的这种垂直分布特征经常被用来定位出CBL高度Z_i。本文利用2010年7—8月天津大港的风廓线雷达数据推断出CBL高度Z_i,对于多重C■峰值或不明确的C■峰值,本文改进了对Z_i的测定,分别讨论了C■最大后向散射法与C■和垂直速度方差(σ■)相结合的新方法的适用性。研究显示:(1)C■廓线具有单峰时,最大后向散射强度法能正确估计CBL高度,这种情况往往对应的是晴天。CBL上存在的残留层或云层引起的温湿起伏变化导致C■廓线具有双峰甚至多峰时,最大后向散射强度法可能会错误估计CBL高度;(2)C■和σ■结合的方法不仅与晴天时C■最大后向散射法有较好的一致性,而且可以将CBL造成的C■峰值从云层造成的C■峰值中区分出来,从而正确估计CBL高度;(3)一般而言,对流边界层中存在有明显的、破碎或者分散不明显的云时,C■和σ■结合的方法都能较好地识别出CBL对应的C■峰值。但由于边界层中的情况极为复杂,C■和σ■结合法也会因不同的原因而错误估计CBL高度。     

1981–2020 winter ozone trends,Erzgebirge, Central Europe

Tropospheric ozone (O₃) acts as greenhouse gas and air pollutant. Over the last 100 years, tropospheric O₃ levels increased above background by factor 2.5 in the northern hemisphere and by factor 3–4 across Europe. The gas poses a potential risk to forest ecosystems in many mountain areas. There, O₃ concentrations result from long-range transport and are influenced by removal processes (dry deposition, gas phase and cloud removal, reduction on wet aerosols). Most trend studies analyzed annual-mean concentrations. We focus on winter O₃ trends at high altitudes in the German/Czech Erzgebirge (period 1981–2020) to avoid major noise from photochemical reactions and to better explain recent O₃ behavior in Central Europe. Hourly air quality and meteorological data from four stations (Carlsfeld, CAR; Fichtelberg, FIB; Schwartenberg, SWB; Zinnwald, ZIW) were used to analyze O₃ trends. The data can explain the complex O₃ formation and removal behavior.Three distinct periods of O₃-concentration trends can be discerned: i) Until the late 1980s, characterized by relatively low O₃ concentrations. ii) Dramatic transformation in the 1990s with changing air pollution in Central Europe. Strong O₃-concentration increase at FIB is corroborated by data from CAR and ZIW. iii) Stabilization as of 1997/98, when O₃ concentrations remained at the same level for all four stations, despite general regional air pollution decrease. Key results are:a) Winter O₃ trends mainly depend on O₃ concentration of air masses transported to the stations and on the O₃-removal potential (ORP) of clouds, not on local formation processes.b) ORP differs between clouds and fog, depending on droplet chemical composition. Fog from the North Bohemian Basin showed the highest ORP due to reaction with liquid phase S(IV). However, O₃ reactions with O₂⁻ in fog droplets showed high ORP, too, depending on cloud-water pH values and NO_x concentrations.c) So-called “Bohemian fog” decreased, and with it related ORP, while that of clouds from westerly and northwesterly air masses remained nearly unchanged since 1997/98.d) Decreasing ORP in clouds and fog (= higher O₃ concentration) oppose decreasing O₃ concentrations in westerly air masses. Both effects lead to unchanged O₃ levels in the Erzgebirge since 1997/98.     

青藏工程走廊活动层厚度预测模型与分布特征研究

为探究青藏工程走廊沿线多年冻土区活动层厚度分布情况,结合青藏公路、青藏铁路沿线300个钻孔点的活动层厚度监测数据,基于年平均地表温度、平均植被指数、等效纬度、纬度、高程和含冰量等参数建立了活动层厚度的经验公式、随机森林和径向基函数（radial basis function, RBF）神经网络预测模型。各预测模型结果表明,活动层厚度与各预测因子间具有极强的非线性关系;RBF神经网络预测模型具有最高的预测精确度,拟合优度R²达到0.84。运用RBF神经网络预测模型和高精度遥感数据绘制活动层厚度分布图,分布图显示研究区内活动层厚度主要为2~4 m,总面积为5 468.3 km²,面积占比为47.27%,主要分布于楚玛尔平原至北麓河盆地和唐古拉山区南部至头二九山区;活动层厚度大于4 m次之,总面积为3 382.3 km²,面积占比为29.24%,整体分布偏向南部地区,主要分布于布曲河谷地至头二九山区。并对研究区活动层厚度与含冰量、地温关系进行了研究,结果表明活动层厚度随含冰量增加而减小、随地温升高而增加。     

三江平原地下水流场演化趋势及影响因素

近年来,三江平原部分区域地下水位呈持续下降的态势,引起广大学者和相关部门的高度关注,为了查明三江平原地下水流场时空演化规律,揭示其主要影响因素,以三江平原1980年72组及2019、2020年同期1 092组地下水位统测数据和44组国家地下水监测数据为基础,应用ArcGIS插值分析、栅格代数运算、对比分析等方法,查明了三江平原地下水流场时空演化特征,阐明了不同影响因素对地下水流场演化的控制作用。结果表明:与1980年相比,三江平原地下水位整体呈下降趋势。西部平原区地下水位累计降幅1～5 m的区域面积2.6×104 km2;东部建三江垦区累计降幅大于5 m的区域面积为1.17×104 km2,其中,累计降幅大于10 m的区域面积为3 400 km2,地下水位年均降幅约0.29 m。地下水开采引起地下水流场变化,“西砂、东黏”的水文地质条件促使区域地下水降幅的时空演化差异;水田种植规模的不断扩大引起地下水超采,浅地表黏土层阻挡降水入渗补给,地下水无法实现以丰补欠自平衡,造成了建三江垦区地下水位的持续下降。本研究成果为进一步查清三江平原地下水变化规律和现状特征奠定了基础,为科学指导地下水资源合理开发利用和管理提供了技术支持。     

环江油田巴19区块长7段钙夹层评价与大斜度井分段压裂优化

为实现最大化油藏接触,提高油藏产出水平,长庆环江油田巴19区块长7油藏采用大斜度井开发方式。在初期压裂改造中,由于忽视了层内钙质夹层对压裂缝高的影响,导致实际裂缝的几何形态与设计产生巨大偏差,出现了邻井裂缝串通及生产高含水等问题。本文通过研究油藏剖面测井特征,在细分层位基础上分析纵向应力分布,研究“复合层效应”影响裂缝缝高延伸的关键因素,优化了分段压裂方案,获得了更好的水力裂缝几何形态和尺寸。技术调整后现场压裂工艺质量获得提高,长7段油藏压裂改造质量优良率100%,大大提高了该区块的开发水平。     

汉源大渡河大桥巨厚砂层大直径灌注桩施工技术

汉源大树大渡河大桥2号桥墩12根钻孔灌注桩,钻孔直径2500 mm,钻孔深度为63~75 m不等,桩径大,桩孔深,属于河水位以下的巨厚砂层桩基,具有一定的施工难度。2号墩基岩上覆覆盖层存在多层砂土及卵石夹土（质土）,且砂层巨厚,在11.5~49.4 m之间除厚5.5 m的卵石夹土外均为砂土,对桩基成孔施工极为不利。采用冲击钻进成孔,泥浆净化除渣系统,通过对钻头直径的控制、内护筒的使用、灌注时导管埋深的控制等措施,确保了工程的顺利完工。相关技术措施可为其他类似工程提供借鉴。