Three dimensional steady-state locus for dry monodisperse granular materials: DEM numerical results and theoretical modelling

In this paper, steady-state conditions for ideal monodisperse dry granular materials are both theoretically and numerically analysed. A series of discrete element (DEM) numerical simulations have been performed on a periodic cell by imposing stress paths characterized by different Lode angles, pressures, and deviatoric strain rates. The dependence of the material response on both inertial number and loading path has been discussed in terms of void ratio, fabric, and granular temperature. DEM numerical results have been finally compared with the prediction of an already conceived model based on both kinetic and critical state theories, here suitably modified to account for three-dimensional conditions.     

崇明东滩湿地CO2 、CH4和N2O 排放的时空差异

通过静态暗箱—气相色谱法研究了长江口崇明东滩四类典型湿地(围垦湿地、高潮滩、中潮滩和低潮滩)CO₂、CH₄和N₂O排放特征及影响因素。结果表明,在生长季尺度下,CO₂、CH₄和N₂O均以排放为主;在昼夜尺度下,CO₂和CH₄在夜间排放量大于白昼排放量,而N₂O的排放高峰出现在下午;在潮水退去、潮滩暴露初期,CH₄和N₂O有大量排放,CO₂正好相反。崇明东滩温室气体排放通量自岸向海有明显的梯度变化,总体趋势是越近岸通量值越大。观测与实验表明,温度、潮汐、土壤理化性质、植物和土地利用变化都对温室气体排放通量有明显的影响,其中滨海潮滩湿地特有环境因子潮汐以"淹没—暴露"光滩沉积物的方式控制温室气体的排放。     

含天然气水合物沉积物相平衡问题研究综述

天然气水合物是一种战略性替代能源。同时,开发天然气水合物将是全球气候环境问题和地质灾害的诱发因素之一。含天然气水合物沉积物（简称HBS）的相平衡问题对天然气水合物资源勘探、评估与开发利用以及环境影响均具有重要的基础作用。自然界中赋存于沉积物之中的天然气水合物的生成与分解与纯水体系中水合物的生成与分解具有很大区别。通过总结国内外研究资料,以天然气水合物开发利用中的岩土工程问题研究需要为出发点,详细介绍了HBS的沉积物物性、孔隙水盐度和气体组分对沉积物中水合物相平衡关系影响以及HBS相平衡研究中有关制样方法技术、各组分含量测试以及相平衡关系理论模型研究方面的国内外研究现状。研究成果表明,HBS的沉积物物性、孔隙水盐度和气体组分均对天然气水合物相平衡关系具有显著影响,试验研究中应用了很多先进方法技术,但仍然存在定量精度较低或实施成本较高等问题;基于微观尺度建立的有关HBS的相平衡宏观模型能较好地模拟与预测HBS的相平衡关系,但其表达式复杂、参数较多和不易获得制约了其在天然气水合物开采中的有关岩土力学与工程理论研究和工程实践中应用     

延庆五里营井稀有气体地球化学特征

延庆五里营井逸出气体中主要组分是N2,微量组分含有He,CH4,Rn,CO2,Ar等.N2/Ar值为46.3,3 He/4 He为2.4 Ra,说明井热水中有深部幔源组分的加入;CH4含量为2.2％,CO2(TCD)为4.9 mg/L,显示了强还原环境下的热水释放活动,这与延怀盆地微量气体以还原性气体释放为主的气体背景场相符.五里营井气体释放更倾向于是热储库型气体释放而非断裂型释放,这可通过氦气动态观测及2次大震前后流体前兆氦气浓度异常释放得到体现.热储库型气体释放中深部气体上升进入热储并改变整个热储组成的时间较断裂型晚,消失的时间也会晚得多,这与处于八宝山断裂带的大灰场井氦气释放特征存在明显差异.五里营井气体释放特征与该区域地质、地球物理特征相符.     

金在气相中迁移与有机质演化生烃关系的实验研究

火山喷气沉积物中微米级金的发现、化探地气测量检测出金等现象表明 ,在自然界金可在气相内存在。但是金以何种形式存在及其迁移机理尚待探讨。本项研究选取并制备了有地质意义的含硫有机金属化合物———烷基硫醇衍生纳米金 ,将其添加至含有机物质的自然样品中 ,在专门设计的真空加热装置中用泡塑收集其在不同温度条件下的气相产物 ,分析对比实验中产生的气相带出金的含量和气体成分 ,并与金的氯金酸水溶液作用过的样品进行对比。模拟与有机质密切相关的金在气相中迁移的地质过程。实验结果表明 ,含十二烷基硫醇衍生纳米金样品及其纯物质在升高温度条件下的气相产物带出金高于同样条件下用氯金酸处理过的含金样品。金的迁移与升高温度时产生的烃类气体有关。该实验为与有机质演化生烃有关的金气相迁移成矿过程提供了实验依据 ,由于十二烷基硫醇衍生纳米金中纳米金团簇是稳定存在于烷基硫醇结构内 ,因而实验也说明了金的纳米簇团迁移与有机质之间的密切关联。与有机质及其气相演化产物密切相关的金的气相迁移 ,是金在自然界呈气相迁移的重要形式之一。     

烃类成因对天然气水合物成藏的控制

天然气水合物具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点,是未来的新型海洋能源。模拟实验显示,在烃类气体供给充分,温度低于平衡温度、压力大于平衡压力的条件下,天然气水合物的形成对于烃类气体的来源没有选择性。然而,已经获取的天然气水合物样品的分析显示,形成水合物的气体大多数为微生物成因气体,只有少量为热解气。最新的研究显示,形成生物气的营养源丰富,适合微生物的地质条件宽泛,生物气能够为形成天然气水合物提供充足的气源。通过对热解气和生物气形成天然气水合物条件的研究,以及对天然气水合物的地质分布特征的分析,笔者强调指出,与热解气相比,生物气更易于形成天然气水合物,而热解气形成的天然气水合物实际上意味着资源的严重破坏,并进一步认为,南海天然气水合物勘探方向,应集中在有利生物气形成富集以及有利于水合物形成的地质条件的分析和地质体的调查上,而不是在常规的深部油气藏附近展开。     

半干旱草原温室气体排放/吸收与环境因子的关系研究

静态箱一气相色谱法对内蒙古半干旱草原连续两年的实验观测研究结果表明,内蒙古草原是大气CO2和N2O的排放源,而是CH4的汇.在植物生长不同季节,草原生态系统排放/吸收温室气体CO2,CH4和N2O的日变化形式各有不同,其中在植物生长旺季日变化形式最具特征.3种温室气体的季节排放/吸收高峰主要出现在土壤湿度较大的春融和降雨较为集中时期.所有草原植物生长季节CO2净排放日变化形式均为白天出现排放低值,夜间出现排放高值.较高的温度有利于CO2排放,地上生物量决定着光合吸收CO2量值的高低.影响半干旱草原吸收CH4和排放N2O日变化形式的关键是土壤含水量和供氧状况,日温变化则主要影响日变化强度.吸收CH4和排放N2O的季节变化与土壤湿度季节变化分别呈线性反、正相关,相关系数均在0.4～0.6之间.自由放牧使CO2、N2O和CH4交换速率日较差降低,同时使N2O和CH4年度排放/吸收量减少和CO2年度排放量增加.     

Modeling the impacts of policy interventions from REDD+ in Southeast Asia: A case study in Indonesia

Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation (REDD+) and enhancing “removals of greenhouse gas emissions by forests” in developing countries through positive incentives is regarded as an essential component of the post-2012 climate regime for stabilizing greenhouse gas emissions and an important way of engaging developing countries in global mitigation efforts. We aimed to evaluate the potential effectiveness of REDD+ by integrating it into a land use option framework. One of our goals was to develop scenarios for evaluating the impacts of land use changes on carbon and environmental processes. In addition, we aimed to quantify the potential economic benefits to society of compensated reductions and to identify hotspots for applying REDD+. Three land use change scenarios were examined: (I) business as usual (BAU), (II) economic development, and (III) REDD+. A case study in Indonesia was examined using these land use scenarios and policy interventions, evaluating their effects on carbon emissions, socioeconomics, and environmental features of a spatial system using land use models. Significant emissions and water erosion reductions were predicted to be achieved under the REDD+ scenario, due to reduced deforestation of <6% over the next decade; >0.14 Mt CO₂e reduction was predicted relative to the BAU scenario. Furthermore, the spatial land use model indicated that REDD+ payments of forest carbon credits in the compliance market would play a key role in compensating rural communities and plantation companies for their opportunity cost in ending deforestation. This study provides an example of integrating land use modeling with a scenario analysis framework to evaluate plausible future forecasts and to evaluate the potential impacts of REDD+.     

低温寡照天气形势及温室蔬菜致灾环境

统计了河北省1998～2007年11月至翌年3月所出现的低温寡照过程,应用聚类分析方法,对重度低温寡照的欧亚范围内的逐日高空环流格点图进行分类。得出秋末至春初季节,造成河北省长时间连阴（雪或雾）天气的高空500hPa环流形势主要有冷低压型、低槽型和欧亚高压脊型3种类型。以2001年1月的低温寡照过程为例,分析了长时间连阴（雪或雾）天气下日光温室内的致灾环境及蔬菜表现。     

温室气体稳定浓度情景下中国地区温度和降水变化

 利用参与IPCC第四次评估报告（AR4）的多个全球气候系统模式的输出结果,着重分析了2101-2198年温室气体浓度稳定在720 mL/m3和550 mL/m3水平时（S 720和S 550情景）,中国地区地表温度与降水的时空变化特征。结果表明：1) 当温室气体浓度稳定不变时,22世纪中国地表温度仍将呈上升趋势,增温幅度为0.4℃/100a,但升温趋势平缓,幅度明显小于SRES A1B（中等排放）和B1（低排放）情景,冬、春季增温显著且高纬地区增温明显大于低纬地区,夏、秋季次之,因此季节间的温差将会变小;2) S 720（S 550）情景下年平均降水增加幅度基本稳定在11%（8%）左右,冬季降水增加显著,且增幅从南向北逐渐增大,春季次之,夏、秋季大部分地区降水将减少10%～30%。