Entropy estimation of hydrological extremes

The method of Relative Entropy with Fractile constraints (REF method) is explained and applied to model extreme compound hydrological phenomena, such as extreme sea levels under storm conditions. Also presented is a simple method of Tail Entropy Approximation (TEA), which amounts to a correction of traditional statistical estimates for extreme observations.Distribution assumptions are necessary but downplayed in the REF method, relegating the prior distribution to the role of an extrapolation function. The estimates are objective in an information-theoretical sense. They also satisfy a strict requirement of self-consistency that is generally not satisfied by standard statistical methods: invariance under monotonic transformations of the random variable.Historical records of storm surge levels in the Netherlands and annual maximum tidal heights for Sheerness, UK, are used as examples. Comparison is made with distributions obtained using other methods.It is concluded that the tail entropy approximation provides simple, objective estimates of extremes in the tail beyond the range of observations.     

Time distribution characteristics of regional macroseismic activity in the Sichuan-Yunnan region and its significance to mid-long term prediction

IntroductionThe development and occurrence of macroseismic activity come from the specific structUreenvironment and stress condition. So the space-time distribUtion of strong quakes appears to bevery inhomogeneous. Earthquakes with Ms27.0 in a seismicity period presented often a speeding-up pattern with time in different seismic provinces. That is, the cumulative frequency of earthquakes with Ms27.0 increase with exponent N(t)=ae', in a seismicity period (ZHANG, FU, 1989).It means that t…     

基于深海矿车-稀软土相互作用的矿车触底过程分析

多金属结核赋存在深海5.0 km左右的平原区域,该区域的稀软沉积物含水率高、承载力低。深海采矿车在触底过程中,矿车下方稀软沉积物受到冲击后易发生扰动破坏,从而极易引发矿车沉陷,这将严重影响矿车的正常作业,甚至会导致停机。矿车是否沉陷与其触底后的应力分布形式密切相关,但尚无理论对其进行分析。通过开展采矿模型车不同触底速度下的触底试验,揭示了矿车触底后下方土体竖向应力随时间的变化规律及分布范围。在传统理论基础上,推导并验证了一种考虑履齿影响的竖向应力值的理论公式。研究发现,触底后下方土体的应力值会快速增长并趋稳定,且达到稳定应力值所需时间与触底速度成反比。随着触底速度增大,矿车下方应力泡形状会从平滑单峰向单峰两侧有平台的形状变化,车体正下方的应力传播得最远。相对于平板,履齿板应力影响深度显著增加。经误差分析,改进的理论公式比传统理论与试验结果吻合效果更好,提升了深海矿车触底后应力计算精度。文中研究围绕矿车触底后的海床应力分布进行了一系列讨论,可为深海矿车低扰动、防沉陷设计提供理论参考。     

珠江口枯水期和丰水期中小型浮游动物群落动态

根据珠江口枯水期(2013年11月)和丰水期(2014年8月) 24个站位调查资料,对中小型浮游动物种类组成、丰度分布、群落结构及其主要影响因子进行了研究.结果表明,枯水期和丰水期分别鉴定浮游动物成体91种和70种,以桡足类最为丰富.浮游动物种类从河口上游向外围逐渐增加.浮游动物丰度时空分布差异显著,丰水期平均值高达11 619. 78 ind/m~3,显著高于枯水期的1 707. 13 ind/m~3.桡足类在珠江口中小型浮游动物中占绝对优势,枯水期和丰水期分别占总丰度的80. 3%和93. 0%,对浮游动物的丰度分布起关键作用.强额孔雀哲水蚤(Parvocalanus crassirostris)、中华异水蚤(Acartiella sinensis)和刺尾纺锤水蚤(Acartia spinicauda)在两个水期均为主要优势种,小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)和厦门矮隆哲水蚤(Bestiolina amoyensis)则分别在枯水期和丰水期具有较高的优势度.聚类分析的结果显示,枯水期和丰水期该水域浮游动物均可划分为3个群落.相关性分析表明,珠江口中小型浮游动物群落结构受多个环境因子的影响,但盐度是其中最为关键的非生物因子.     

广东汕头湾表层沉积物重金属含量分布及风险评价

汕头湾地处汕头东部,是珠三角经济区和海峡西岸经济区重要的海上交通枢纽。因受周边城镇、养殖区排污等影响,汕头湾的海洋环境已受污染,生态健康问题不容忽视。沉积物中重金属是反映区域环境质量的重要因子,本研究通过测定汕头湾海域29个表层沉积物样品中重金属Zn、Cu、Cr、Cd、Pb、Hg、As含量,分析了各元素的平面分布特征,并运用主成分分析法(PCA)、地累积指数法和潜在生态风险指数法对该区域沉积物中重金属的来源及潜在生态风险进行了探讨。结果表明:汕头湾海域表层沉积物的金属含量变化范围为CZn(15. 3～280. 4 mg/kg)、CCu(2. 0～84. 6mg/kg)、CCr(3. 0～130. 8 mg/kg)、CCd(0. 05～1. 07 mg/kg)、CPb(12. 97～39. 31 mg/kg)、CHg(0. 008～0. 171 mg/kg)、CAs(1. 60～16. 50 mg/kg),榕江入海口处为重金属元素的高值区,在拦沙堤的两侧,元素Zn、Cu、Cr、Cd的含量差别较大。相关性分析和主成分分析结果显示,重金属具有相同污染来源,工业废水和城市排污等人类活动输入是主要途径,其分布特征受有机碳、硫化物及细粒级组分等环境因子的影响。地累积指数法和潜在生态风险指数法的结果表明,在榕江入海口附近区域,重金属表现出强的生态风险,而拦沙堤东侧海域为轻微生态风险,Hg、Cu、Cd是主要污染元素。     

中国矽卡岩矿床找矿新进展和时空分布规律

近年来,中国矽卡岩矿床找矿取得了很大的新进展:西藏冈底斯成矿带和班公湖-怒江成矿带发现和探明了十余个大中型矽卡岩铜、金多金属矿床;在青海西部祁漫塔格成矿带发现和探明了不少铁多金属矽卡岩矿床;在东部地区发现和探明了一批大型隐伏的矽卡岩矿床,如河北白涧铁矿床、江西朱溪钨多金属矿床、湖南锡田锡钨矿床、福建上房钨矿床等。在新疆西天山发现和探明了一批大(中)型与火山-侵入活动有关的矽卡岩铁矿床。另外,在新疆发现白干湖、沙沟等大型钨矿床,在甘肃也发现和探明了大型钨矿床。学者们对上述矿床进行了较详细的研究。中国主要矽卡岩矿床最新同位素测年资料表明,矽卡岩矿床的生成时代从元古宙、古生代、中生代到新生代都有,但最重要的成岩成矿期是中生代的燕山期。在空间分布上,赵一鸣等(1990)曾划分出14个重要的矽卡岩成矿带,通过广大地质工作者的努力,在西藏、新疆和青海等省(区)找矿工作的重大进展,又新增4个矽卡岩成矿带,即西藏冈底斯成矿带、班公湖-怒江成矿带、青海祁漫塔格成矿带和新疆西天山成矿带。     

海南西瑁洲岛周边海域造礁石珊瑚空间分布及其生态系统健康评价

采用截线样条法(line intercept transect)于2011年3月对海南省西瑁洲岛周边海域的造礁石珊瑚进行调查,同时采集水样及生物样品进行分析,并结合2006~2011年海南西瑁洲岛南部造礁石珊瑚监测数据,探讨西瑁洲岛周边海域造礁石珊瑚的空间分布及其生态系统健康状况.结果显示,2011年西瑁洲岛周边区域造礁石珊瑚有13科43种,优势种为丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis),活造礁石珊瑚平均覆盖率范围为0.80%~34.83%;死造礁石珊瑚平均覆盖率范围为0~12.50%,造礁石珊瑚平均补充量范围为0.03~0.90ind./m2,活造礁石珊瑚覆盖率与珊瑚补充量在浮泸仔周边海域相对较高,在堆头附近海域最低;死造礁石珊瑚覆盖率高值区在角头顶及牛鼻岭周边海域,其他地方死造礁石珊瑚覆盖率差别较小.受人为活动影响,西瑁洲岛珊瑚礁生态系统目前处于亚健康状态,其中水环境和生物残毒处于健康状态,栖息地与生物指标处于亚健康状态.     

新疆克拉玛依油田一中区克拉玛依组辫状河储层砂体类型及分布特征

通过露头实测、岩心观察及测录井资料分析等结果表明,克拉玛依油田一中区克拉玛依组S7、S5和S4砂层组沉积时期以发育辫状河为特征,可进一步划分为近源砾质辫状河、远源砾质辫状河和砂质辫状河沉积3种类型。上述3种类型的辫状河沉积在沉积特征、河道空间叠置样式及组合关系等方面存在明显的差异。近源砾质辫状河河道岩性以砾岩为主,为中孔低渗储层。单河道沉积厚度2~4.5m,宽度500~800m,表现为河道-河道直接接触的连片组合方式;远源砾质辫状河河道岩性仍以砾岩为主,含少量砂岩,物性较近源砾质辫状河略好,为中孔低渗储层。单河道沉积厚度为1.5~4m,河道砂体宽度400~750m,表现为河道-溢岸-河道的连片组合方式;砂质辫状河河道岩性以砂岩为主,为中孔低渗储层,物性优于砾质辫状河。单层厚度为0.5~2.5m,宽度为300~700m,但河道沉积分布范围有限,河道之间多为带状或交织带状组合方式。根据上述对比分析认为砾质辫状河河道砂体虽然物性相对较差、非均质性较强,但砂体厚度大、分布广泛、连通性好,目前为全区主要油气开发的目的层;砂质辫状河河道砂体尽管物性较好,但由于厚度较薄,分布局限,仅在东部地区其累计厚度较大,当与其它成藏条件匹配时,可形成具有开发潜力的目的层。