The effect of expansion ratio on the critical Reynolds number in single fracture flow with sudden expansion

Flow in a single fracture (SF) is an important research subject in groundwater hydrology, hydraulic engineering, radioactive nuclear waste repository and geotechnical engineering. An abruptly changing aperture is a unique type of SF. This study discusses the relation between the values of the critical Reynolds number (Re_c) for the onset of symmetry breaking of flow and the expansion ratio (E) of SF, which is defined as the ratio between the outlet (D) and inlet (d) apertures. This study also investigates the effect of inlet aperture d on Re_c for flow in an SF with abruptly changing apertures (SF‐ACA) using the finite volume method. Earlier numerical and experimental results showed that flow is symmetric in respect to the central plane of the SF‐ACA at small Reynolds number (Re) but becomes asymmetric when Re is sufficiently large. Our simulations show that the value of Re_c decreases with the increasing E, and the relationship between the logarithm of Re_c and E can be described accurately using either a quadratic polynomial function or a logarithmic function. However, the relationship of Re_c and d for a given E value is vague, and Re_c becomes even less sensitive to d when E increases. This study also reveals that the hydraulic gradient (J) and flow velocity (v) follow a super‐linear relationship that can be fitted almost perfectly by the Forchheimer equation. The inertial component (J_i) of J increases monotonically with Re, whereas the viscous component (J_v) of J decreases monotonically with Re. The Re value corresponding to equal inertial and viscous components of J (named as the transitional point Re) decreases when E increases, and such a transitional point Re should be closely related to the critical Reynolds number Re_c, although a rigorous theoretical proof is not yet available. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

单片卫星影像在航测测图中的利用

在边境测图过程中,经常遇到较大面积云层问题,使航测测图无法顺利进行。能充分利用的影像资源是第一次全国地理国情普查的影像,有国产高分2号、SPOT-6、资源3号等单片卫星影像,无立体像对影像。通过对国情普查的影像分析选取,选取一试验区域进行试验,用国产高分2号卫星影像与SPOT-6卫星影像组成立体像对测制地物地貌,用Worldview卫星立体像对影像测制同一区域的地物地貌,将两种影像源组成立体模型测制的地物地貌进行比较及精度统计,说明单片卫星影像在航测测图中达到的精度。     

GPS精密卫星钟差估计研究

随着精密单点定位技术的发展,对于精确的卫星坐标以及卫星钟差改正精度的要求越来越高,精密卫星星历以及精密卫星钟差的求解成为制约精密单点定位技术发展的瓶颈。本文基于修复周跳的载波相位观测值与相位平滑伪距观测值,采用无电离层延迟星间单差精密卫星钟差估计模型,在先估计出整周模糊度后,进行了精密卫星钟差的估计,并采用与IGS事后精密钟差作二次差的方法进行精度分析,这对于提高精密单点定位精度具有一定的意义。     

长距离单历元单频非差北斗网络差分方法

针对北斗卫星导航系统现有的网络差分方法多是基于GPS系统并采用双差定位模型,而双差定位模型的采用使得网络差分方法存在一些缺陷的问题,该文提出一种长距离单历元单频非差北斗网络差分方法;首先长距离北斗基准站网向覆盖区域内的北斗用户提供非差误差改正数;然后用户内插计算出自己所需的非差误差改正数,并改正北斗单频伪距观测值的误差;最后进行单历元单频网络差分定位。实验表明,该方法能够使用单历元单频伪距观测数据实现长距离北斗网络差分定位。     

乌兰哈达变质岩地层地热勘探井钻头选择与取心工艺

内蒙古自治区察右后旗乌兰哈达苏木地热勘探井井深2006.87 m。采用石油30型钻机施工,钻遇地层大部分为变质岩,达1500 m以上,对牙轮钻头损坏严重,同时施工要求进行18次岩心采取。经过对钻头的试用、选择,最后选用HJ637G型牙轮钻头,钻进时效可达0.8～1.2 m,使用寿命可达到80～100 h。取心段采用川7-4型双管单动取心筒配合金刚石钻头,岩心采取率可达70%～95%。     

孔隙性砂岩中单条变形带与簇状变形带的特征与区别——以远安地堑上白垩统红花套组中变形带为例

孔隙性砂岩中的变形带研究近年来取得长足进展,但有关单条变形带与簇状变形带如何区分和界定仍是一个较模糊的问题。本文以远安地堑上白垩统红花套组高孔砂岩中发育的剪切增强压实带和压实剪切带为例,对单条及簇状变形带的特征和区别做出系统分析。研究表明,虽然单条变形带的长度、宽度、错断位移、凸起高度等均明显小于簇状变形带,但是不同运动学成因的变形带宏观特征、微观结构不同,因此不能单纯以规模大小区分二者,需要结合带密度将簇状变形带与变形带列、网格构造等相区分,还需要结合其微观结构特征进行准确鉴定。单条及簇状剪切增强压实带特征类似,均不具核心碎裂带,颗粒主要为中等破碎,多表现为多个不连续分布的碎裂核。簇状剪切增强压实带内部的非均质性更强。单条压实剪切带具有核心碎裂带,依剪切力大小不同,其核心碎裂带内颗粒粉碎程度及边缘过渡带宽度不同,常伴随微小剪切缝痕迹。簇状压实剪切带在镜下可清晰识别出不同的核心碎裂带、带间区域及微小剪切缝,可见S—C组构和断续分布的滑动面。单条及簇状变形带的发育会不同程度地改变储层的物性并可能会对油气运移和开采产生影响。     

黑龙江通河县曙光石场地区土壤地球化学特征与成矿预测

为查明曙光石场地区各成矿元素和矿(化)体的分布特征,在1∶2万土壤地球化学测量的基础上,对研究区多种成矿元素进行聚类分析和因子分析。研究表明:区内Ag、Pb、Zn、Bi、Sn单元素异常个数多、变异系数值较高,具有较强的成矿潜力;区内Ag-Pb-Zn元素组合异常套和极好,异常强度较强,与岩浆热液型成矿作用相关,具有较好的找矿前景;根据单元素异常的套合情况及元素共生组合规律圈定组合异常六处并进行了槽探工程验证,在Ht-4组合异常处发现一铅锌银矿点,矿体、矿化体产于上石炭统唐家屯组流纹质凝灰岩中。     

黑河流域乡镇初始水权分配研究——以甘州区为例

乡镇水权分配是乡镇水资源承载力研究的前提,是乡镇落实最严格的水资源管理和水权交易制度的基础,为新时期乡村振兴与美丽乡村建设提供物质保障。以最严格水资源管理制度确定的甘州区用水总量控制目标为可分配水权总量,在优先保障生活和生态基本用水基础上,选取2017年为规划水平年,采用人口、面积、产值单指标和混合分配模式,以及综合指标分配模式5种方法,开展了乡镇尺度水权分配对比研究。结果表明：领域专家对水权分配的公平性的重视程度略大于效率性,区域水资源的管理者更注重水权分配的公平性,而研究学者更倾向于效率性。5种模式对同一乡镇的水权分配结果范围较为均衡,但不同模式因侧重点各异对具体乡镇的分配比例存在差异。各乡镇不同模式下最大水权分配比例处于10%以上,而最小比例不超过0.3%。基于AHP的综合指标模式的分配结果更为合理,更贴合各乡镇水资源利用现状与经济社会未来发展潜力,其分配结果为各乡镇水资源承载力研究奠定了基础。     

新型同径分层止水工艺在地热探采深井的应用

原平大营地热探采结合深井完钻井深3088 m,为探明494~3088 m变质岩地层的水文地质参数和水源补给情况,基于岩心和测井资料划分4个抽水试验段,且试验后需要恢复目的含水层。根据“一孔同径分层止水”原则,设计了管内止水托盘止水、管外止水伞止水的新型同径分层止水工艺。该工艺简化了井身结构,避免了管外投粘土球、注水泥等堵塞含水层的情况。现场实施表明,该工艺止水效果完全满足水文地质抽水试验要求,可为同类工程提供经验和借鉴。