Threshold velocity for wind erosion: the effects of porous fences

Porous fence is a kind of artificial windbreak that has many practical applications. The threshold wind velocities at different distances downwind from porous fences were measured and the corresponding characteristics of particle movement observed to assess their shelter effect. It is found that the fence’s porosity is the key factor that determines the resulting shelter effect. The area near a fence can be typically classified into five regions, each with a different mode of particle movement. Dense fences, and especially solid fences, favor the accumulation of sand upwind of the fences. Fences with porosities of 0.3–0.4 produce the maximum threshold wind velocity; those with porosities of 0.3–0.6 (depending on the fence height) provide the maximum effective shelter distance. It is confirmed that the fence porosities of 0.3–0.4 that have been proposed for practical application in previous research are the most effective for abating wind erosion.     

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。     

Ammonium regeneration in intertidal sediments of the Yangtze estuary during air-exposure

The influences of exposure to the atmosphere on ammonium cycle in the intertidal surface sediments were in situ studied with a geochemical approach at a typical station in the Yangtze Estuary during three tidal cycles in September 2003. During an about 8-h emersion period of each diurnal tide, six high-resolution vertical profiles of adsorbed and dissolved ammonium were measured. It was observed that both adsorbed and dissolved ammonium generally had an increasing trend in sediment cores during the exposure. The rate of ammonium regeneration in sediments was estimated using the accumulation amount of ammonium including adsorbed and soluble fractions during the daytime emersion. The calculation result showed that there was relatively high ammonification rate (˜500 nmol N cm⁻³ day⁻¹), which reflected that organic nitrogen in sediments was quickly decomposed with a residence time of ˜52.7 days. Due to the dramatic temperature difference observed in sediment profiles, free convection was considered an important mechanism of regulating the efflux of produced ammonium into overlying waters. The total estimated amount of regenerated ammonium was ˜1.35×10⁵ t N year⁻¹ in the intertidal flat of the Yangtze Estuary, which occupied 7.6% of the total inorganic nitrogen annually transported to the estuarine ecosystem.     

陆相油藏中砂泥岩互层时移地震遮掩效应及其对时移地震资料解释的影响

从差异波形特征的角度出发,分析时移地震差异波形特征与砂泥岩互层油藏中油层速度变化的关系。通过建立由5层地层组成的楔形地质模型,运用褶积公式及时移地震求差公式,得到泥岩速度为2 400 m/s和砂岩速度为2 700m/s条件下,互层中砂岩速度变化±150 m/s的时移地震响应。研究结果表明:砂泥岩互层的差异波形是一个多峰复合波,泥岩夹层的厚度是决定差异波形特征的一个主要因素,并且存在一个临界值,即四分之一主波长;如果泥岩夹层的厚度小于这一临界值,就会发生遮掩效应,即顶部油层的时移地震响应可以掩盖中、下部油层的时移地震响应。     

检波器尾锥与地表耦合阻尼研究

结合检波器与松散地表耦合的实际,设计了双自由度耦合模型,从理论上分析了检波器与地表耦合系统的特性,并结合野外实验定性地分析了在不同表土情况下,检波器尾锥与地表耦合系统中尾锥与地表之间的阻尼变化时对耦合系统特性及地震资料的影响,揭示了合理的选择检波器尾锥与地表之间的阻尼在地震信号采集中的意义。     

笼状水合物拉曼光谱特征与结构水合数的耦合关系

为了探讨不同气体组分和环境介质对形成笼状结构类型水合物和水合数的影响, 开展了一元体系 (CH4、CO2、C3H8 )和二元体系(CH4 +CO2、CH4 +C3H8、CH4 +N2 )的水合物生成结晶充填过程、结晶构型和动力学特性分析, 并对生成的水合物进行了拉曼光谱分析。结果表明单组分甲烷充填小孔穴 512和大孔穴 512 62 形成Ⅰ型笼状结构水合物(SⅠ), 二氧化碳和丙烷只占据大孔穴 512 64 形成Ⅱ型笼状结构水合物 (SⅡ ); 而二元混合组分中小孔穴中只充填有甲烷, 而没有CO2、N2 和C3H8。应用反褶积的ν1 对称谱带测定了CH4 分子在Ⅰ型结构大孔穴和小孔穴中的相对占有率,并根据谱带的面积比(对应于小孔穴与大孔穴)计算了平衡条件下甲烷水合物孔穴占有率及其耦合的水合数, 认为气体分子的大小不仅影响它所充填的孔穴形态和类型, 而且影响水合物生成的结构类型和水合数。     

中国西北内陆盆地水分垂直循环及其生态学意义

中国西北内陆盆地中的地下水系统,对维系其浅表水分、热量、盐分均衡以及地表的生态平衡、土壤的资源属性和局部地域气候相对稳定性具有不可或缺的调节作用,这种调节作用是通过饱和带水、包气带水(土壤水)、近地表大汽水和植物体内水("四水")之间的垂直循环来实现的.目前的相关研究主要侧重于地下水与地表植被类型间对应关系的统计分析,较少涉及水分运移的机制;而以水分垂直循环的动力学机制为研究对象的SPAC系统(土壤-植物-大气连续体),则对地下水的重视程度不够,且存在着尺度转换的困难,更为完整的应该是GSPAC系统(地下水-土壤-植物-大气连续体).干旱区内陆盆地地下水生态效应的研究需要开展以下的工作:"四水"垂直循环的动力学过程与机制研究,尤其是饱水带-包气带界面水、汽、热转化过程的研究;人类活动影响下地下水系统演化特征的研究,它不仅是实现水分垂直循环研究的最终目的——水资源合理开发利用的中间环节,更是将"四水"垂直循环这一微观水文循环过程与区域水文循环过程相结合,实现尺度转化的关键所在.     

水稻灌区节水灌溉的尺度效应

探讨了节水灌溉尺度问题,指出产生节水灌溉尺度现象的原因是由于灌溉过程中回归水的重复利用.结合漳河灌区的实际,讨论了水稻种植区在不同尺度下的水平衡要素及其在节水尺度效应中的作用;说明随尺度的增大,水平衡过程变得复杂化,节水尺度效应现象也更突出.利用漳河灌区田间试验数据和灌区长系列的历史资料,分别从田间、中等、灌溉干渠和灌区共四个尺度,定量地分析了水稻节水灌溉对水分生产率以及水分利用率的影响.结果表明,节水灌溉技术的采用不仅可以提高田间尺度的灌溉水分生产率,也促进了漳河灌区灌溉水分生产率的整体上升.     

青藏高原云-辐射-加热效应和南亚夏季风--1985年与1987年对比分析

文中首先利用NCEP NCAR再分析的风场资料 ,分析了南亚夏季风的时空特征 ,选取了有代表性的典型强、弱夏季风年 ,继而利用ISCCP C2、ERBE S4卫星观测资料和NCEP NCAR再分析资料 ,对比分析了强、弱夏季风前期青藏高原地区的云—辐射—加热状况及其在海、陆差异中的作用。分析结果表明 ,南亚夏季风强或弱 ,其前期青藏高原地区的云—辐射—加热效应有明显的差异。在强 (弱 )南亚夏季风的前期 ,青藏高原大部分地区为相对少 (多 )云区 ,其云量变化不仅表明了此区的云—辐射—加热效应的不同 ,更重要的是与此同时出现的海、陆之间云量分布的“跷跷板”现象 ,进一步改变了海、陆之间的热力差异。而且 ,在强南亚夏季风年 ,这种热力差异不但开始得早 ,而且持续时间长、作用范围大 ,从而对南亚夏季风的形成和变化产生重要的影响