钻孔岩心黏土混浊水电导率、黄铁矿、pH相关性分析及其在古沉积环境复原的应用:以渤海湾西岸平原DC01孔为例

为探讨复原海岸平原沉积环境和精确划分海陆相地层的有效方法,对渤海湾西岸海河以南平原深达30 m的DC01孔岩心以约20 cm间距取样,测试黏土混浊水电导率（EC）、黄铁矿质量分数（w（FeS₂））和pH值,并开展相关分析研究。结果显示,EC与w（FeS₂）正相关（相关系数r为0.47）,而EC与pH以及w（FeS₂）与pH均负相关（r分别为-0.43和-0.52）。根据EC值的大小将DC01孔自下至上分成5个带（Ⅰ—Ⅴ）,进一步分别对5个带的EC、w（FeS₂）及pH做相关分析,结果显示,Ⅱ带相关性最为突出：EC与w（FeS₂）的相关系数为0.83,极强正相关;EC与pH的相关系数为-0.77,强负相关;w（FeS₂）与pH的相关系数为-0.45,呈中等程度负相关。根据Ⅱ带的EC和w（FeS₂）极强正相关、且EC和w（FeS₂）均明显偏高以及多发育黑色泥炭和腐殖质黏土等特征,推断Ⅱ带为受海水影响的盐沼环境;结合AMS¹⁴C测年结果,推测8 260~7 470 cal.B.P.期间,海水曾经影响到DC01孔的位置。另外,Ⅳ带的EC值也偏高,但w（FeS₂）却较低,其EC与w（FeS₂）的相关系数为-0.03,不呈正相关关系,其原因是因为接近地表的上部沉积物因淋溶作用,在Ⅳ带形成淀积层导致EC异常偏高;最上层的Ⅴ带为淋溶层,这样就导致钻孔上部（深6.7 m以上）Ⅳ带和Ⅴ带EC与w（FeS₂）的相关性出现异常。因此在讨论沉积物上部沉积环境时,将EC与w（FeS₂）综合分析可以更精确地划分钻孔岩心的沉积环境。     

井地电法地表电场分布规律模型试验研究

为研究井地电法在确定异常体边界时电场的分布规律,笔者对室内水槽固定位置的低阻体(铜板)直接供电,并对充电低阻体形成的电场在地表的电位分布特征进行观测。研究不同方向电位分布特征,及进行线性拟合建立电位梯度曲线,分析异常体不同方向上的电位梯度变化规律,确定该低阻体的边界特征。模拟实验表明,电位梯度曲线在异常体的边界会出现明显的拐点,与电位分布图的对比表明,电位梯度曲线在异常体边界的变化可以作为识别异常体边界的标志。     

海洋分层介质中雷电电流源的水平辐射电场传播特征研究

随着我国海洋战略的持续推进,海上各类固定及移动的工作平台均需进行更加有效的雷电防护。海上防雷工作中深入了解雷电电流源水平辐射电场(Er),在海洋分层介质中的传播特性则是一项十分重要的工作。本文就能够对海上设施产生较大影响的地闪进行研究,因此选取具有代表性的正地闪首次回击电流源(PS)及Nucci电流源(TLS),通过时域的方法对两种雷电电流源的水平辐射电场在由空气、海水及洋壳所组成的海洋分层介质中的传播特征进行对比分析。结果表明:(1)在海面及其以上的高度(h≥0 m),当距雷电电流源水平距离r=0 m时,两种雷电电流源产生的Er均为正值;其中PS产生的Er是随时间呈对数增加,而TLS的则随时间呈单峰正偏态分布;当r0 m时,两种雷电电流源产生的Er与r=0 m时的基本呈反位相。(2)当r=0 m,h介于0~50 m及100~500 m之间,PS于雷电发生后10μs的Er值则分别介于3.273 3×10~6~1.177 1×10~7v/m及1.035 1×10~7~1.155 3×10~7v/m之间,而TLS的Er峰值则分别为9.274 7×10~5~2.887 6×10~6v/m及2.688 7×10~6~2.854 2×10~6v/m之间。(3)当h=10 m,r介于50~500 m之间,PS于10μs的Er值则介于-1.1216×104~-7.027 9 v/m之间,而TLS的Er峰值则介于-2.478 4×10~3~1.385 9 v/m之间;当h=10 m,r=1 000 m时,TLS的Er峰值为9.482 6 v/m。(4)在海面以下(h0 m),r介于50~1 000 m之间,两种雷电电流源的Er主要为正,且随时间均呈单峰正偏态分布;当h=-5 m及-10 m时,PS与TLS的Er值于两个深度的差分别介于5~53 v/m与2~28 v/m之间。     

Research on Bulbous Bow Optimization Based on the Improved PSO Algorithm

In order to reduce the total resistance of a hull, an optimization framework for the bulbous bow optimization was presented. The total resistance in calm water was selected as the objective function, and the overset mesh technique was used for mesh generation. RANS method was used to calculate the total resistance of the hull. In order to improve the efficiency and smoothness of the geometric reconstruction, the arbitrary shape deformation (ASD) technique was introduced to change the shape of the bulbous bow. To improve the global search ability of the particle swarm optimization (PSO) algorithm, an improved particle swarm optimization (IPSO) algorithm was proposed to set up the optimization model. After a series of optimization analyses, the optimal hull form was found. It can be concluded that the simulation based design framework built in this paper is a promising method for bulbous bow optimization.     

Impact of water and nitrogen fracturing fluids on fracturing initiation pressure and flow pattern in anisotropic shale reservoirs

A numerical model is proposed to investigate the impact of water and nitrogen fracturing fluids on the fracturing initiation pressure and the flow pattern in anisotropic shale reservoirs. This model considers the anisotropy of shale deformation and permeability, the compressibility of fracturing fluid, and the fluid moving front. A crack initiation criterion is established with the stress intensity factor of mode I crack. Both crack initiation pressure and seepage area are verified and analyzed. These results show that shale deformation and permeability anisotropy, fracturing fluid compressibility, viscosity, and pressurization rate have significant impacts on fracturing initiation pressure and seepage area.     

Visualising data distributions with kernel density estimation and reduced chi-squared statistic

The application of frequency distribution statistics to data provides objective means to assess the nature of the data distribution and viability of numerical models that are used to visualize and interpret data. Two commonly used tools are the kernel density estimation and reduced chi-squared statistic used in combination with a weighted mean. Due to the wide applicability of these tools, we present a Java-based computer application called KDX to facilitate the visualization of data and the utilization of these numerical tools.     

武威市降水pH值和电导率对沙尘天气的指示意义

对武威市2013年7月至2014年6月收集的降水样品pH值、电导率和主要阴阳离子浓度进行测定和分析。结果表明：（1）降水样品的pH值6.69～8.84,平均值7.52。降水样品电导率33.9～766 μS·cm^-1,平均182.07 μS·cm^-1。（2）电导率冬季 >春季 >夏季 >秋季,pH值春季 >夏季 >秋季 >冬季。pH值与电导率呈显著的负相关,与风速呈正相关;电导率与降水量呈显著的负相关,与风速呈显著的负相关。（3）pH值和电导率都会随着沙尘事件的发生表现出增加的趋势。当沙尘事件发生的情况下,Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-、Cl^-和NO₃⁺的离子浓度都呈现增加的趋势,但从各离子浓度变化幅度对沙尘事件的响应来看,Na⁺、K⁺和NO₃^-对沙尘天气比较敏感,反应强烈。     

DEMETER卫星观测的LF/MF电场频谱特征初步研究

利用法国DEMETER卫星观测的电场数据,研究了中国及邻区(0°—60°N,60°E—140°E),频段为10kHz—3MHz,时间段为2008年1月1日—2008年9月12日期间的平均功率谱密度特征.文中选择了Kp指数的日平均值小于或等于4的数据,获得LF频段(10—20kHz)和MF频段(20kHz—3MHz)以16天为周期的昼侧和夜侧的平均功率谱密度空间分布图,得到了以下初步结果.LF频段:①昼侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度不高,主要呈现纬度分带特征.夜侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度较高,主要差异在于谱的幅度,同一频率不同时段的谱分带特征不明显;②昼侧谱的幅度值跨度要比夜侧的小很多,前者一般为1—1.5个数量级,而后者一般在2个以上,甚至达到4个数量级;③在汶川地震前后,平均功率谱密度在成都—兰州一线存在明显的变化.MF频段:①昼侧,不同频率对应时段的谱形态没有明显的相似性,同一频率不同时段的谱形态可能具有较好、弱或不具有相似性,具有明显、弱或不具纬度分带特征.夜侧,某些频段对应时段的谱形态具有明显的相似性,同一频率不同时段或者分时期的不同时段的谱形态具有较好的相似性,不具有明显的纬度分带特征,具有弱分区或者弱经度分带特征;②昼侧和夜侧的谱幅度变化都不大,基本都在0.5个数量级之内;③在汶川地震前后没有发现明显的平均功率谱密度变化.     

地电场日变幅与地电暴分析

利用昌黎台地电场资料分析地电场日变幅季节变化特征,显示有季节效应,EW、SN测向夏季日变幅地震最大,而出现最小值的季节两测向表现不一。分析认为,与地电场观测信号的复杂多样性有关。地电暴可以记录到磁暴急始变幅、初相、主相的变化形态,但由于电场和磁场之间存在一阶差分的关系,并不是所有地电暴都和地磁暴变化一致,甚至有些地电暴没有变化形态,而是出现高频上下起伏的脉冲形式。利用多台地电场资料,对同一个K指数为7的磁暴进行急始变幅、扰动最大变幅分析,结果显示,各台不尽相同,可能与台址介质的电性结构有关。     

水位电信号干扰识别的新方法

通过对"十五"台站水位数据干扰原因进行调查分析,得到一类受电信号变换干扰影响明显的台站。通过对该类台站的水位数据进行小波分解,利用小波模极大值原理,得到水位受明显干扰的时刻。通过对多个台站不同时段内电信号变换影响的水位数据分析,得到该类干扰的典型动态,以及识别方法。