苏州市金庭镇蒋东岩溶塌陷地质条件及形成机理研究

通过野外地质调查、钻探、岩土样品测试等手段,研究了苏州市金庭镇蒋东岩溶塌陷的地质条件及形成机理.蒋东碳酸盐岩质纯、层厚、岩溶发育程度高,第四系覆盖层较薄且遇水后力学强度大幅降低,这是塌陷形成的内在地质条件,矿山开采是塌陷形成的外在诱发因素.该塌陷模式可概化为真空吸蚀-重力致塌,致塌力主要为溶洞管道内重力水流、水位快速下降产生的真空负压吸蚀力和覆盖层土体自重.根据塌陷区地质条件和诱发因素,建立了基于极限平衡理论的真空吸蚀-重力致塌力学模型.模型计算结果表明,在真空吸蚀作用形成过程中,塌陷体的稳定系数K>1.0,必然产生剪切变形破坏,模型计算结果符合岩溶塌陷的实际情况.     

利用生育期水分供应系数进行旱涝区划的研究

根据不同作物不同发育阶段的需水特性，建立了作物蒸腾耗水模型。利用水分平衡方程。根据降水量及前期土壤水分储存量与作物蒸散耗水量的差，确定作物不同生育期水分满足程度的时间变化曲线，用以衡量水分的满足程度。     

2006年山东省虚拟水分析

结合山东省的实际情况,运用FAO提供的农作物潜在蒸散计算方法,初步计算得到2006年山东省生产产品和居民消费的产品中的虚拟水含量分别为1 808.6×108m3和1 603.0×108m3,分别是实体水资源利用量的9.1和8.0倍。农作物产品虚拟水占45.5%,动物产品占30.4%,工业产品占22.8%,生活用水占1.4%;其中,粮食消费的虚拟水最大,占总虚拟水消费的18.5%,其次是蔬菜,占16.3%。从虚拟水贸易平衡来看,山东省对外净出口的虚拟水量为-205.6×108m3,而这一部分虚拟水主要是海水水产品和油料。尽管虚拟水战略提供了水资源的一种替代供应方式,但由于市场的不稳定性,也会给地区稳定和粮食安全带来一定的风险,同时,虚拟水的理论与应用也有待深入研究。     

利用高精度地球重力场模型计算扰动重力垂直梯度

探讨了利用地球重力场模型计算扰动重力垂直梯度的理论方法,介绍了高精度地球重力场模型和最新的EGM2008模型,并利用EGM2008模型的360阶和720阶完全规格化地球位系数,分别计算了西太平洋区域和全球范围的扰动重力垂直梯度。从绘制的计算结果分布图可以看出,扰动重力垂直梯度能够清晰反映并显示地球地质构造的变化特征与陆地边界轮廓。统计分析表明,随着位系数截断阶次从360阶增至720阶,计算结果的变化较为明显,均值接近于零,其数值分布近似服从正态分布。     

近海底调查的拖曳式海洋重力仪

目前海洋重力主要为海面和海底测量。海面重力测量受水深影响,观测点远离重力源,其分辨率降低;海底测量分辨率不受水层影响,但由于逐点测量的耗时,其覆盖性较差。我们制作了一个重力测量系统,该系统在近海底具有高分辨率、高速采集重力数据的能力,其探头用船拖曳在海底附近的正上方。     

陆面上总体输送系数研究进展

从陆面上总体输送系数的研究历程、计算方法和时空变化特征以及与地面各要素之间的依赖关系等几个方面,对该领域的研究工作进行了回顾和总结。在此基础上,探讨了该领域研究中存在的几点科学问题：①需要解决非均匀下垫面地表参数的计算和观测以及发展适用于非均匀下垫面的相似性理论等难题;②对我国湿润地区地表总体输送系数的研究需要加强;③能否对非均匀复杂下垫面陆气相互作用过程进行全面的认识,地表参数由“点”到“面”的推广是关键也是难题。最后对利用卫星遥感结合地面观测资料估算非均匀下垫面地表特征参数和能量通量的可行方法进行了讨论与展望。     

巴丹吉林沙漠北缘拐子湖流沙下垫面近地层湍流强度和陆面过程特征

利用巴丹吉林沙漠北缘拐子湖流沙下垫面2013年7、10月和2014年1、4月的湍流通量资料,计算并分析了研究区近地层湍流强度,同时针对风速分量、温度、水汽和CO₂归一化标准差随稳定度的变化关系和总体输送系数等陆面过程特征进行分析。结果表明：（1）风速各分量的湍流强度均随风速的增加逐渐减小,风速处于2 m·s^-1以下时湍流发展最为旺盛。湍流强度主要由水平方向风速分量决定,垂直方向风速的作用较小,且近中性和不稳定层结利于湍流的发展。与其他地区相比,平坦且没有建筑物的沙漠地区,机械湍流较弱,湍流强度相应较小。（2）风速各分量的归一化标准差与稳定度（z/L）均满足1/3次方函数规律,其中垂直方向风速分量的拟合曲线方程较好。（3）动量输送系数C_d具有明显的夏季高、冬季低的变化状态且各月的日变化形态均呈夜间低、日间高的循环形态。热量输送系数C_h的不同月份日变化间并没有明显的排列次序,且日出日落前后具有明显的波动。不稳定层结时,C_d和C_h均随风速的增加逐渐减小;稳定层结时,C_d和C_h均随着风速的增加逐渐上升。     

泥浆体流变试验的比测

这次泥浆体流变试验的比测使用了五种不同规格的旋转式粘度计,并把其测试结果与毛管式粘度计的测试结果作了对比。对比结果表明:若用旋转式粘度计测试具有非牛顿体特性的泥浆体,应尽可能采用具有转筒半径比(α=外筒半径R_c/内筒半径R_b)较小的测试室;若是用具有α>1.05的测试室测试,所得的数据则应作特殊处理。毛管式、旋转式两种粘度计的测试结果基本一致,并具相仿的精度。测试结果的离散程度超过仪器的测试误差。这有待进一步研究、查明原因。     

气象要素对太阳能电池板温度的影响

温度升高会引起光伏电池发电效率下降,电池板温度是确定温度折减系数的必要条件,目前我国尚没有充足的外场实测电池板温度数据。该文基于北京南郊太阳能试验站2010年全年逐时电池板温度、气温、地表温度、斜面和水平辐照度实测数据,分析了电池板温度随时间的变化及其与各气象要素的关系。结果表明:电池板温度与气温和斜面辐照度的综合相关或与地表温度的线性相关最好,但实测数据不易获得;电池板温度与气温的线性相关较好,数据较易获得且质量有保证,从现实可行性考虑,是推算电池板温度最实用的相关方程;电池板温度与气温和水平辐照度的综合相关可以作为辅助方程,用于推算气温较高情况下的电池板温度。基于2010年电池板温度实测数据和加权计算的方法,得到北京地区年平均光伏发电温度折减系数约为2%,最高可达到13.3%。