贵州都匀马达岭地质灾害链的自动化监测

贵州省都匀市马达岭地灾体自2003年起间歇发生小规模崩塌,2006年5月18日持续降雨诱发大规模滑坡。崩滑体产生的碎屑流被采空区内蓄积的老窑水卷携并铲刮沟道残坡积物冲向下游形成泥石流。该地质灾害由崩塌、滑坡以及次生泥石流所组成,呈现连锁反应,形成了崩滑流灾害链。以贵州省马达岭地质灾害链为研究对象,基于现场地质环境条件调研和地质灾害链发育规律研究,确定以雨量、相对位移、倾角、渗压水头、泥位、次声为监测指标,在崩滑体后缘和泥石流沟口部位分别布置了相应的自动化监测仪器,形成了集自动采集、无线传输、数据解析、分析决策和预警预报为一体的地质灾害链自动化监测系统。监测系统运行状况显示,该监测系统能够较好地反映该地质灾害链的变形特征,可为该地质灾害链的预警预报提供技术支撑。     

南方公益性页岩气调查研究进展

2019—2021年期间,由中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“南方页岩气地质调查工程”,以实现“新区、新层系、新类型、新认识”四新领域油气调查战略发现和突破,推动创建页岩气勘查开发新格局为目标,按照总体部署、分步实施、点上突破、面上评价原则,重点开展了南方复杂构造区页岩气地质调查与评价工作。圈定并优选了一批页岩气远景区和有利区,部署实施了二维地震、参数井和压裂试气工程,实现了长江上游新区新层系页岩气重大突破和发现,完成垭紫罗裂陷槽、皖江、川西南等重点地区页岩气资源潜力评价。这些成果大大提振了南方复杂构造区页岩气油气资源勘查的信心,推动了油气地质调查与科技创新的深度融合,形成了页岩气成藏理论新认识和调查评价新技术,发挥了公益性油气资源调查的引领和带动作用。     

多条件约束最大流分析的几何代数方法

针对多约束变容量条件下的应急物资调度问题,构建了基于几何代数的条件约束最大流分析模型。基于几何基编码法和几何积运算进行网络图表达、网络连通性判定与路径搜索,进而建立了基于贪心算法思想的几何代数最大流分析方法。利用几何代数运算的独立性及其与布尔逻辑运算间的内蕴联系,探讨了基于约束矩阵的多约束集成方法,实现了外部约束及权重变化条件下的网络最大流的快速计算与更新。污染物扩散条件下最大流分析的案例分析结果显示,基于几何代数的网络分析算法在网络表达、算法构造以及权重更新等方面表现出较好的优势,可有效支撑多约束下的物资调度分析。     

阿勒泰市强降水衍生泥石流灾害分析

调查分析阿勒泰市区泥石流灾情、引发的气象因素以及有利的环流形势.结果表明:阿勒泰市泥石流灾害以市区东北部发生频率高,为重灾区,阿勒泰市泥石流主要发生在6-8月的强雷雨时段;中小尺度强雷雨是引发阿勒泰市泥石流直接的动力因素,降水超过15 mm并伴有雷暴可作为阿勒泰市泥石流气象预警指标;阿勒泰市夏季中小尺度系统引发的短时强降水有两种天气尺度环流背景.     

华北地区水位下降是否会减缓气温上升——浅部地温影响的数值模拟分析

华北地区由于长期持续的地下水过量开采,导致了大面积地下水位大幅下降,引发地面塌陷、地下水质污染等一系列地质环境问题,这些现象早已为人们所熟知和关注.然而地下水位下降还会造成百米量级浅部地温及其梯度的变化,因此即使来自地球深部的大地热流密度没有变化,年度平均的从表浅部位通过地表实际传导进入大气的热流密度会减小,这是中外文献中尚未见讨论过的问题.我们通过数值模拟发现假定大地热流密度不变的条件下,华北数万平方公里地下水位下降会造成百米尺度内的地温降低,从而传入大气的热流密度降低40%以上,且会持续数百年以上的时间.这种长时间大范围的传导入大气的热流密度变化对环境会造成什么影响是一个十分值得关注的问题.这一预测在一定程度上得到了气象站地温观测数据的支持,但由于目前气象观测站只有3.2 m深度范围内的地温资料,累计不超过5、60年,中间还有10余年的间断,而且表浅深度地温受地表多种因素的影响也较大,这些资料难以对我们关心的地下水位下降引起流入大气的热流密度变化这一问题提供直接确凿的数据来进行分析,因此今后有必要开展对地下数十乃至数百米地温进行持续精确的监测工作.     

不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究

利用2001-2014年共14 a的北京首都国际机场(以下简称机场)观测资料和Micaps高空及地面观测资料, 将发生在机场的雷暴日分为八类(即强雷暴、弱雷暴、湿对流、干对流、弱冰雹、强冰雹、冰雹大风和混合对流), 对每种类型雷暴的气候特征进行了统计研究, 得出如下结论:(1)机场雷暴以弱雷暴为主, 其次为干对流。弱雷暴和干对流在6月出现最多, 强雷暴和湿对流在7月最多, 弱冰雹出现在春末夏初及秋季, 而冰雹大风出现在6-7月, 混合对流仅在7月出现一次。(2)从500 hPa形势来看, 西风槽造成的雷暴过程最多, 其它为西北气流型。500 hPa为西风槽和低涡、西北气流时, 地面辐合线触发的雷暴最多, 其次为冷锋。500 hPa为横槽时, 冷锋触发的雷暴比例增加, 没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘和低压倒槽类型的雷雨过程, 触发系统主要为辐合线。(3)从月分布来看, 低涡和西北气流型造成的雷雨在6月最多, 但横槽和西风槽造成的雷雨出现最多的分别在7月和8月。西风槽、低涡和西北气流型造成的弱雷雨均最多, 其次为干对流。而雷暴的地面触发系统以辐合线最多, 主要出现在6月, 冷锋触发的雷雨主要集中在5-6月, 地形辐合线主要集中在7、8月。(4)横槽、西北气流型雷暴的日循环分布只有一个峰值, 分别出现在05-12UTC和08-14UTC, 但低涡和西风槽却有两个峰值, 主峰值分别出现在12-13UTC和08-17UTC, 次峰值分别在07-08UTC和00-01UTC。

     

甘肃省泥石流发育特征、成因分析及其危害

甘肃省是我国泥石流地质灾害最为严重的4大省份之一。据统计,全省发育有泥石流沟6 260条,这些泥石流沟大部分集中在东部地区,河西地区较少。泥石流强烈发育的陇南、甘南山区,地势高差多在1 000 m以上,山坡坡度≥30°。区内地质构造复杂,地震活动频繁,广泛分布黄土、泥岩、千枚岩、页岩等软弱易滑岩土体,为泥石流发育提供了必要的地形条件和岩土条件,降雨和地震及人类活动是诱发因素。长期以来,频繁发生的泥石流地质灾害已给甘肃人民的生命财产和工农业生产建设带来了严重威胁和危害,造成约3 715人死亡,直接经济损失几十亿。其中,2010年8月8日,舟曲发生的特大泥石流地质灾害震惊世界,泥石流地质灾害已严重困扰和和制约着甘肃省的国民经济发展和广大人民群众的正常生活。因此,应通过科学规划人类活动,采取必要的工程措施制约泥石流地质灾害的发生,减轻泥石流地质灾害造成的损失。     

周期性层状含孔隙、裂隙介质模型纵波衰减特征

地震波在含孔隙、裂隙斑块饱和介质传播过程中会诱发多个尺度孔隙流体流动而产生衰减和速度频散.在含有宏观尺度“Biot流”和介观尺度“局域流”衰减诱导机制的周期性层状孔隙介质模型基础上,引入了微观尺度硬币型和尖灭型裂隙“喷射流”的影响,构建了周期性层状含孔隙、裂隙介质模型.利用双解耦弹性波动方程的方法数值计算了该模型地震频带的纵波衰减和速度频散并与周期性层状孔隙介质模型做了对比研究.分析了该模型在不同裂隙参数（裂隙密度、裂隙纵横比）及裂隙体积含量下的纵波衰减和频散特征,裂隙密度越高对于纵波衰减和频散的影响越大,裂隙纵横比越小,由裂隙引起的纵波衰减部分向高频段移动,裂隙体积含量越少,纵波衰减先降低后小幅增加再降低,频散速度增加,并逐渐接近于周期性层状孔隙介质模型的纵波衰减和频散速度曲线.最后研究了周期性层状含孔隙、裂隙介质模型有效平面波模量的高低频极限以及流固相对位移在该模型中的分布特征.     

基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究

以圣维南方程组、对流扩散方程以及未确知信息理论为基础,建立了环状河网一维水动力与未确知水质数学模型。采用Preissman四点隐格式法对圣维南方程组进行离散和采用显式差分对对流扩散方程进行离散,对河网水动力与水质分别进行了合理的编码,并考虑了泵闸等控制工程、降雨径流的影响,采用河网的三级解法编制河网非恒定流的计算程序求解各断面的水位Z和流量Q,实现了水动力和水质两模块之间的数据连接,且对微分形式的水质模型运用未确知数学理论进行了含有两个未确知参数的水质计算,从而不仅能获得污染物浓度区间值,还能得到相应的可信度。实例研究表明,建立的河网水动力模型和未确知信息的水质模型是可靠的,可以用于河网水质治理工程的数值模拟研究和水环境评估。     

我国石油资源空间流动的形成机制

石油资源流动是实现石油资源时空配置的过程。从对比21世纪初和20世纪末我国石油资源的空间流动格局入手,分析格局变化特征及其影响因素,在此新格局下,以互动模型(阿隆索模型)为基础,构建区域石油资源流动机制模型,并结合区域的对外交通区位度,将我国石油资源的输流机制划分为供给主导型和交通拉动型,汇流机制划分为交通拉动型和需求拉动型,交流机制划分为递接性交流和集散性交流等类型,并以石油流动形成机制为指导,建议将陕西培养成我国石油资源的东西交流中心,并强化广东省的南北交流职能,以期优化我国石油资源的流动配置水平。