深水铺管船托管架疲劳分析及动态监测点选取研究

作为S型铺管作业的关键性装备,托管架长期承受着交变载荷的作用,随着海洋开发向超深水发展,结构疲劳破坏问题不容忽视。采用疲劳谱分析的方法并结合线性累积损伤理论,对托管架结构频域下的变形进行了分析,计算了正常海况下和极端海况下托管架疲劳损伤度并对疲劳寿命进行了评估。研究发现托管架在正常海况下作业符合安全要求,在极端海况下局部结构会受到破坏。并从托管架结构安全监测角度,筛选了结构疲劳分析关键点位,为监测点位的选取提供了依据。     

红沿河核电站取水口海冰堆积特性的离散元分析

在寒冷地区,海冰在核电站取水结构物前的堆积会对取水口造成阻塞和损坏,进而影响核电设备的正常运作。以红沿河核电站的取水设施为例,综合考虑该工程海域冰区特点及风和流的作用等因素。建立了海冰的离散元模型,用于模拟海冰在结构物前的堆积和破坏过程。该离散元模型由规则排列的球体颗粒构成,颗粒间采用平行黏结模型进行黏结。考虑了海冰的平均尺寸、密集度及流速三个因素对海冰堆积过程的影响,对海冰堆积高度进行预判。其中,堆积高度随海冰的密集度和流速的增大而增大,而海冰的平均尺寸对堆积高度没有明显影响。分析结果表明,离散元数值模拟可用于评估和预测取水工程中海冰堆积造成堵塞的风险。     

The bivalve Lembulus bicuspidatus may enhance denitrification in shelf sediment at the Angola–Benguela Frontal Zone

We collected living individuals of the bivalve Lembulus bicuspidatus, which shows an unusual preference for the oxygen-deficient habitat found at the Angola–Benguela Frontal Zone of the southeastern Atlantic. With a series of incubation experiments with ¹⁵N-labelled nitrate as a tracer in combination with membrane-inlet mass spectrometry, we studied the potential contribution of L. bicuspidatus to nitrate reduction in the upper sediment layer. Our preliminary results suggest that L. bicuspidatus enhances nitrate reduction if the oxygen concentration is sufficiently low. The Lembulus-mediated nitrate reduction rate is then similar to the rate of microbial nitrate reduction in the surrounding sediment.     

中地壳的地球化学动力学和矿石成因

笔者重点进行了大于300℃——在近临界区至超临界区条件下的硅酸盐矿物与水反应动力学实验。矿物(钠长石Ab、透辉石Di、阳起石Act和磁铁矿Mt)的溶解反应动力学实验是使用流体通过叠层反应器的开放体系在25～400℃和22MPa下完成的。实验发现矿物在300℃至400℃范围,在跨越水临界点时出现反应速率的涨落。各种多金属氧化物硅酸盐与水反应时,各个元素溶解到溶液里的释放速率一般不一样,常称为一致溶解作用。但是,在近300℃变为一致溶解作用。实验发现在22MPa时硅酸盐矿物的最大溶解反应速率多是在300℃,如硅的最大释放速率是在300℃。其余元素如Na、K、Mg、Ca、Fe、Al等释放速率在<300℃22MPa时都高于硅的释放速率,在>300℃时硅的释放速率要高于其它元素的释放速率。确切地说,金属与氧之间的键的性质决定了它们(金属氧化物)与水之间反应速率。在一般情况下,Na-Obr,Ca-Obr,Mg-Obr,Al-Obr和Si-Obr的键桥(br),它们之间相对地由具有离子键性质逐步变为具有极性键的性质。由常温常压到亚临界区(300～374℃22MPa),再到大于临界点374℃、22MPa进入超临界区,水的性质随温度、压力变化。水由容易溶解离子键逐渐变为容易打破极性键。笔者还研究了黑钨矿、锡石(玄武岩、花岗闪长岩)与水在250～400℃条件下的反应动力学过程,得出了相同的结果。实验均发现在跨越水临界点时矿物(或岩石)与水反应的动力学涨落。这些实验结果可以用于说明中地壳上部的水/岩相互作用的特征。发生于中地壳的水、岩相互作用大多是在300～450℃和20～50MPa条件下进行的。各地区的地壳厚度不一,中地壳温度压力并不完全相同。模拟中地壳条件下水/岩相互作用实验,目的主要是研究矿物(或岩石)在300～450℃条件下反应动力学过程。已有热液矿床矿物流体包体数据表明:有一批矿床的主要矿石形成于300～500℃,低于NaCl H2O溶液临界线的条件。中地壳的流体处于由亚临界态跨越临界态,进入超临界流体太的演化过程。这种流体的性质变化会引起水/岩相互作用的反应动力学涨落和矿石大量沉淀。     

贵州梵净山地区震旦系微量元素特征及沉积环境

为了详细研究梵净山地区震旦系沉积地球化学特征及沉积环境演化,笔者对该处永义剖面自下而上进行系统采样.样品分析结果表明该处剖面稀土元素呈轻稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)亏损,铈总体上表现为亏损,垂向上逐渐变小,铕异常发生3次波动,表明该处震旦系沉积时总体上为氧化环境,局部沉积环境发生变化.而且陡山沱组底部"碳酸盐帽"稀土元素标准化分配模式不同于冷泉碳酸盐岩分配模式,表明两者处于不同的沉积环境,成因上无关.V/Cr、Ni/Co、U/Th及V/V Ni等微量元素比值均表明震旦系沉积时为总体上氧化环境,但垂向上仍有沉积环境及水体分层性的变化.     

能源基地重点地区水资源危机及应采取的对策

主要对基地8个重点地区的水资源问题及应采取的对策进行了探讨，目的是在西部大开发步伐不断加快的同时，应当注意水资源及水环境的合理开发利用，使西部经济保持可持续发展。     

从化石群及壳体同位素看古近纪东营湖湖水化学

从“海源陆生化石”、壳体O、C和S同位素等几个新的角度和方法对山东东营凹陷古近纪古湖泊湖水化学性质进行讨论。通过与现生“海源陆生生物”的比较，得出原先认为是“海相”标志的有孔虫、钙质超微化石、沟鞭藻和疑源类、多毛类和钱等实际上是“海源陆生化石”，它们生活以在Cl^-和Na^ 为主的咸水湖泊环境。超微化石S同位素分析表明，渐新世与始新世钙质超微化石的^87Sr/^86Sr比值都明显高于同时期海水的^87Sr/^86Sr比值，而与现代河、湖水的^87Sr/^86Sr比值相近，进一步揭示它们生活的环境不是海，而是与海无关的湖。介形虫壳体O、C同位素分析则表明，古东营湖是一封闭型咸水湖泊，从另一角度也否定了与海连通的可能性。根据不同层段同位素特征讨论了湖水矿化度的相对变化。     

鲁中南岩溶水资源综合类型及合理调蓄研究

鲁中南岩溶区是中国北方半干旱温带岩溶区中具有代表性的地区之一。该区岩水资源分布具有明显的不均匀性和大面积分散补给而局部富集等特征。岩溶形态以溶蚀裂隙洞穴为主，地下水类型多为裂隙溶洞型。在对该区岩溶水补给，富集，径流及排泄特征的研究基础上，初步将本区地表水和地下水资源划分为两大类型，即地下岩溶水径带变化带水资源类型和排泄带水资源及地下岩溶水资源类型。对该地区地表水和地下水的合理调蓄问题进行了系统的分析和总结，并提出了相关的对策。     

黄河三角洲地区地下淡水（微咸水）的形成与演化

黄河三角洲地区地下淡水（微咸水）资源贫乏，咸水广布。南部冲洪积平原受第二次海侵层位的影响形成大面积咸水，后被逐渐淡化。近年来由于开采量加大，又使北部咸水南侵。海积冲积平原随着黄河河道的变迁，仅在黄河现行河道两侧和充水的黄河故道带分布有淡水（微咸水）。近代，现代黄河三角洲古河道带和决口扇淡水体已被咸化。