鄱阳湖水利枢纽工程水位调控方案的探讨

利用历史水文资料、越冬候鸟分布调查资料及基础地理数据等, 从鄱阳湖形态的历史演变和鄱阳湖越冬候鸟生境保护的角度, 探讨鄱阳湖水利枢纽工程的水位调控方案。研究得到以下结论和建议:(1) 在维持鄱阳湖形态不变的情况下, 为有效保护越冬候鸟生境不受水利枢纽工程水位调控的影响, 工程调控水位不宜超过12 m, 但由于低水位运行不利于水利枢纽工程工程效益的发挥, 而高水位运行不利于越冬候鸟栖息地的保护, 为调和工程效益和候鸟保护之间的矛盾, 建议实施适当退田还湖, 以促进鄱阳湖水利枢纽工程的规划实施;(2) 根据地形、越冬候鸟分布范围、圩堤内居民点分布以及圩堤内土地利用现状, 提出了约640 km²实施退田还湖范围;(3) 以退田还湖为前提, 按照“调枯不调洪”原则, 提出鄱阳湖水利枢纽工程的水位调控方案, 为工程的推进和实施提供参考。     

江陵凹陷南斜坡新沟嘴组下段薄互层滩坝砂储层预测技术

江陵凹陷南斜坡古近系新沟嘴组下段岩性岩相变化大,储层厚度薄,岩性圈闭的识别难度大。此次针对凹陷南斜坡金家场三维区,以古地貌与成藏分析为基础,以砂组或单砂层为单元,以薄互层砂体预测为核心,以地震地质复合微相为指导,建立了一套利用地震地质复合相控和地质统计学反演相结合的薄互层砂岩储层预测技术,开展了南斜坡地区的砂岩展布规律预测,为江陵凹陷新领域的油气勘探提供指导。     

湖北中洲子牛轭湖最近70年孢粉-炭屑记录及其对气候和人类活动的响应

根据长江中游湖北省荆江段中洲子牛轭湖孔深为89cm的ZZ-2钻孔（29°48'02N,112°45'14E）孢粉-炭屑记录,结合器测气候数据、前人建立的年代序列、粒度分析和县志记载等,探讨了近70年来ZZ-2孔孢粉-炭屑记录对植被和气候变化以及人类活动的响应。1940年到2012年研究区气候总体表现为冷暖、干湿交替,对应中洲子牛轭湖ZZ-2钻孔的5个孢粉-炭屑组合带：1940~1961年间,乔木花粉含量的减少、农作物花粉含量和炭屑浓度增加与人类砍伐森林、耕地增加和焚烧活动增强有关;1962~1967年间,水生草本及蕨类孢子含量增加是汛期长江水倒灌、或洪水事件的反映;1968~1982年,乔木花粉增加、湿地和林地面积增加,是实施湿地保护政策的响应;1983~1997年间,伴随着松属花粉明显减少,枫杨花粉显著增加,说明经过人工育林,枫杨成为当地的优势种;1998~2012年间,水生草本花粉及大炭屑（粒径大于125μm）含量增加,是实施退耕还湖政策、大量耕地被鱼塘替代、湿地面积扩大以及人类活动加剧的结果。中洲子牛轭湖孢粉-炭屑组合可以清晰的揭示研究区不同时期的环境变化和人类活动事件,如长江流域的大洪水（1949年、1954年、1980年和1983年大洪水）以及“大炼钢铁”（1958年）、人工造林（1982年）和退田还湖（1998年）等事件。     

晚第四纪湖泊演化光释光测年

在过去的20年里,光释光（optically stimulated luminescence,简称OSL）测年技术发展迅速,已经被广泛应用于第四纪沉积物的测年研究中。近年来,以OSL技术为主要定年手段,利用其测年范围大、测年材料（石英和长石）丰富且易于提取等优势,在我国干旱/半干旱区（腾格里沙漠古湖、内蒙古黄旗海等湖泊）开展了一系列晚第四纪湖泊演化和古气候环境变化的研究工作。高水位湖相阶地的OSL测年结果表明,晚更新世高湖面事件发生时间在MIS 5阶段甚至更老,对基于14C数据建立的“MIS 3a大湖期”假说的年代框架提出了质疑;通过东北兴凯湖晚第四纪连续湖泊沉积物的高分辨率OSL和14C测年对比研究,从年代学机理上揭示晚更新世高湖面的年代学争论主要源自14C技术测定较老样品时的局限性,14C测年手段及易造成老于30000年的沉积物年龄的低估;来自青藏高原东北缘的秦王川盆地和东北地区兴凯湖湖岸的风成沉积也记录了MIS 3a阶段可能不存在气候湿润和高湖面事件;另外,通过对白碱湖古湖岸堤的OSL测年,建立了湖面波动过程和全新世区域湿度变化历史,揭示了季风边缘区早中全新世湿润期和中晚全新世以来逐渐干旱化的气候环境变化过程。综上所述,相较于传统的14C技术,OSL测年技术在湖泊沉积物的应用中具有诸多优势和潜力。尽管如此,OSL测年方法在实际应用过程中会遭遇一些会影响测年结果的潜在的技术问题。因而本文也从石英组分的长石污染、沉积物沉积前OSL信号的曝光程度、铀系不平衡和含水量以及宇宙射线对剂量率的动态影响等多方面,综述了水成沉积释光研究中面临的具体问题,并提出了初步解决方案和建议。     

昆明地铁盾构下穿昆明火车站沉降控制施工参数研究

昆明地铁首期工程是沟通昆明南、北市区的重要交通动脉,首期工程八标环城南路站-昆明火车站站区间采用盾构法施工,需下穿不间断运营昆明火车站,昆明火车站是云南省、昆明市重要交通门户的特等站,而且该处地层为滇池沉积地层,该地层结构特征多元化、软硬不均、渗透性多样、含水丰富且规律预见性差等特点,施工风险非常大。结合昆明地铁环城南路站-昆明火车站区间下穿昆明火车站的特点,以及滇池沉积层特征,提出了针对的盾构参数,包括土仓压力、出土量、注浆压力、注浆量等参数,保证了正常盾构施工及昆明火车站的安全运营。     

余震作用下堰塞坝体破坏及溃决过程大型振动台试验研究

山区特大地震往往导致大量堰塞湖,例如2008年汶川地震形成了至少257个堰塞湖,并且主震后发生了大量余震,这些余震可能会影响堰塞坝体的安全状态。通过大型振动台模型试验,研究了余震及库水耦合作用下堰塞坝体的破坏及溃决机理和过程。共进行了两组不同材料的振动台模型试验,分别模拟含黏粒较多且颗粒较小（坝体Ⅰ）和基本不含黏粒且颗粒较大（坝体Ⅱ）的两种坝体。在不同水位条件下进行振动台试验。研究成果表明：（1）地震和库水耦合作用下堰塞坝体的主要溃决方式是漫顶溢流,主要溃决过程为地震力使松散的堰塞坝体发生沉陷,库水渗入使沉陷加剧,最终水位上升漫过坝顶发生溢流冲蚀破坏。（2）地震一般不会直接引起堰塞坝体的破坏。地震力对坝体稳定性的主要影响是使坝体发生沉陷变形。在地震和库水耦合作用下,坝体沉陷比单一因素作用下更为剧烈,因此地震作用会使漫顶溢流提前发生。（3）地震和库水耦合作用下坝体Ⅰ沉陷量大于坝体Ⅱ,说明现实中由大粒径岩土体组成的堰塞坝体具有更好的稳定性。     

一维热扩散湖模式在太湖的应用研究

太湖微气候条件及局地热环境的研究对于太湖周边城市地区可持续发展以及大气宏观调控具有重要意义。为了更准确模拟太湖湖-气交换,将CLM4-LISSS浅水湖泊陆面过程参数化方案耦合进入WRF中的Noah陆面过程模型。采用太湖湖上平台及岸边陆上测站观测的数据,评估了CLM4-LISSS浅水湖泊过程方案对太湖区域近地层气象条件的模拟性能。并基于耦合模型模拟研究了太湖对周边城市区域热环境的影响。结果表明,CLM4-LISSS湖泊陆面过程方案模拟的湖表面温度能反映真实温度的变化趋势。两种陆面过程方案在2 m气温的模拟值也存在一定的差异。CLM4-LISSS与Noah方案计算所得湖上2 m气温的模拟值与观测值的平均均方根误差分别为1.77和2.22℃,平均相关系数分别为0.88和0.84;模拟10 m风速的平均均方根误差分别为1.93和2.78 m/s,平均相关系数为0.72和0.68。太湖对周边城市热环境存在明显的影响。8月太湖对周边地区15时（北京时）近地层平均降温0.5-0.7℃,影响范围达60 km。06时太湖导致周边近地层平均升温达0.7-1℃,影响范围达50 km。湖风带来的冷空气抑制了城市热岛的垂直运动,在高温天气下使得苏州、无锡和常州城市地区昼间边界层下降高度可达300、400和100 m。无锡地区边界层内气温最高降幅可达0.5-0.7℃。通过选取无锡地区2015年8月28日高温小风天气作为背景条件,分析该地区湖风对城市热岛环流的影响机制。结果表明湖风能够破坏无锡地区的热岛环流结构,改变近地面热量和水汽的分布,抑制城市热岛的垂直发展,并影响至整个无锡地区。局地热力环流的变化对于局地气候以及污染物质的输送与扩散有可能产生重要影响,准确的湖泊陆面过程参数化方案对于天气预报、空气污染模拟,以及气候模拟研究等均具有重要意义。     

青藏高原古近系牛堡组三段天文周期旋回分析及古湖平面演化研究：以尼玛盆地尼1井为例

青藏高原中部尼玛盆地是一个形成于班公湖-怒江缝合带之上的新生代陆相裂谷盆地。交通不便和勘探程度较低等因素导致其高精度沉积旋回特征和地层学一直鲜有研究。尼1井是盆地内第一口地质探井,通过对该井古近系牛堡组三段的自然伽马测井曲线进行频谱分析,证实了天文轨道周期对盆地内湖相地层的沉积具有显著影响。滤波分析显示牛堡组三段保存了41个短偏心率(～100 kyr)周期,76个斜率(～54 kyr)周期和178个岁差(～23 kyr)周期,平均沉积速率为92.03 m/Ma,沉积时限～4.1 Myr。此外,结合Fischer图解与总有机碳含量的变化趋势,确定牛堡组三段湖平面经历了1次长周期的升-降变化过程。综合分析,认为尼玛盆地优质烃源岩的形成主要受天文旋回周期影响下的湖平面变化所控制。

     

湖相致密储层有利层段的沉积与湖平面变化的耦合关系及其控制因素：以柴西尕斯地区上干柴沟组下段为例

探讨有利层段的沉积与湖平面变化之间的关系,可以对湖相致密储层的勘探开发部署提供一定参考。以柴达木盆地西部尕斯地区上干柴沟组下段为例,利用自然伽马（GR）曲线资料,进行Fischer图解和铀含量（U）－有机碳（TOC）回归拟合法,重建渐新世沉积时期湖平面变化过程,结合磁化率资料,讨论了湖平面变化的气候控制作用。结果表明：（1）尕斯地区上干柴沟组下段泥质含量和TOC含量变化趋势一致,均反映其在沉积过程中经历了两次湖退和湖进过程,有利于烃源岩和储层的形成;（2）湖平面上升期形成的高水位沉积体系,对应于致密砂岩类储层中优质烃源岩的富集层段,能有效形成源－储共生配置;（3）渐新世湖平面变化受西风条件下的气候的控制,西风带来的水汽,形成相对湿润的气候条件,引起湖平面的上升,有利于烃源岩的形成,且与有利层段的沉积呈现耦合关系。

     

柴西开特米里克地区干柴沟组米氏旋回及湖平面变化特征

目前,柴达木盆地米兰科维奇旋回研究普遍基于山前浅水沉积相地层进行讨论,而深水相地层中是否有记录米兰科维奇旋回特征有待探讨。本次研究通过对开2井上干柴沟组（N₁）和下干柴沟组上段（E₃²）自然伽马测井曲线进行频谱分析和滤波分析,探讨了盆地西部开特米里克地区深湖相地层的米兰科维奇沉积旋回特征。结果显示,该地区上干柴沟组（N₁）和下干柴沟组（E₃²）地层旋回周期与米兰科维奇地球轨道周期参数具有良好的对应性,说明天文轨道周期旋回对该地区地层沉积具有显著影响。在此基础上,结合Fischer图解及地层岩性特征,确定了干柴沟组上、下界线附近（约38.1~32.8 Ma）湖平面经历了一次相对长周期的升降变化。下干柴沟组上段处于湖平面上升阶段,主要受米氏旋回中的偏心率周期控制,气候相对温暖湿润,对应湖平面高位期。上干柴沟组处于湖平面下降阶段,主要受米氏旋回中的轴斜率周期控制,气候相对寒冷干旱,对应湖平面低位期。