构造与地表过程相互作用:正断层陡崖形态和几何特征分析

量化分析构造、侵蚀与气候之间的相互作用关系是现代地球动力学的前沿.断层陡崖是伸展构造环境中的一种常见地貌特征,是构造与地表过程密切耦合作用下演化的结果.断层崖面形态各异,如断层陡坎、断层三角面和断层梯形面等.本文基于数值模拟方法,对断层滑动速率、断层滑动周期、河流下切系数、山坡蠕移系数等关键性控制因素对断层崖形态和几何特征的影响进行了系统分析,主要结论为：依据参数空间的动力学对比模拟结果,可以将断层陡崖分为三个主要类型,即沟壑型、断层三角面型和尖锥型;断层陡崖的最终形态主要受地表演化过程（即河流下切、山坡蠕移）的控制;三角面型陡崖的高度和宽度随时间增大,但坡度角在演化过程中基本不变,其几何特征主要受控于断层滑动速率,且在相同的气候和岩性条件下,与断层滑动速率呈正相关;在十万年时间尺度下,断层滑动周期与三角面的形态和几何特征基本无关.断层滑动速率与三角面坡度角间的正相关关系可用于解释观测数据的统计结果,如希腊和保加利亚的观测数据.     

地热规模化开发断层滑动概率评估——以雄安新区深部岩溶热储为例

雄安新区地热资源丰富，具有广阔的规模化开发利用前景，对于实现"绿色雄安"具有重要意义。许多学者的研究集中在地质结构探测、地热资源量评价、地壳稳定性等方面，关于深部岩溶热储规模化开发可能引起的断层滑动研究薄弱。本文在地热地质综合调查的基础上，基于地质力学理论，采用蒙特卡罗随机模拟方法，评价雄安新区主要断层特征（走向、倾角、滑动摩擦系数等）、地应力分布（孔隙压力、最大/最小/垂直主应力大小及方向等），量化雄安新区天然断层在规模化开发利用情况下的激活可能性，结果显示已探明断层在天然、规模化回灌和水力压裂条件下的最大滑动趋势分别为0.26、0.27和0.40，地热开发不会引起断层激活。本研究树立了地热规模化开发的信心，可为雄安新区地热资源安全利用提供支撑。     

新疆喀什三角洲地下水流系统的水化学和同位素标记

新疆喀什三角洲地下水“水质型”缺水问题较为突出，开展地下水流系统研究具有实际意义.采用水化学和环境同位素年龄测试法，在对喀什三角洲地下水含水系统划分基础上，对地下水化学和循环更新特征进行了分析研究.结果表明:三角洲含水系统由山前倾斜冲洪积平原潜水、河流冲积平原潜水和河流冲积平原承压水构成.沿地下水流向，水化学类型演化为HCO₃·SO₄-Ca→SO₄-Ca→SO₄·Cl-Mg·Na→SO₄·Cl-Na，TDS增高，水质趋向盐化.山前倾斜冲洪积平原为溶滤-径流区，河流冲积平原为径流-累盐区.研究区地下水更新速率为0.03%~16.35%·a-1，具有山前倾斜冲洪积平原潜水>河流冲积平原潜水>河流冲积平原承压水的特征.利用3H估算得出，山前倾斜冲洪积平原潜水年龄为8~49 a，平均值为29 a；河流冲积平原潜水年龄为14~>50 a，其中上部潜水平均年龄为24 a，下部潜水平均年龄大于50 a.利用14C估算得出，河流冲积平原潜水为476~33 623 a，平均值为8 106 a；河流冲积平原承压水为5 186~34 578 a，平均值为30 043 a，与潜水比为“更古老”的水.综合以上特征得出，喀什三角洲地下水含水系统可以划分为2个更新速率较快的局部水流系统（Ⅰ₁和Ⅰ₂）和一个循环滞缓的区域水流系统（Ⅱ）.      

硫化物矿物氧化反应动力学实验研究

硫化物矿床和含硫化物矿床（如中高硫煤）在开发过程中由于氧化作用向环境释放大量的酸、硫酸盐、重金属及其它有害物质,造成一定范围内的次生地球化学异常和环境污染;而中国大陆硫化物的排放量2010年将达到39．1×10 6 t。因此,人们对硫化物矿物在表生环境下的氧化行为日益重视。硫化物矿物的氧化速率受矿物本身物理化学特性（组成、结构、表面性质）和介质条件（溶解氧DO、Fe 3＋浓度、pH、Eh、温度及微生物）等多种因素的控制。在全面分析近年来国内外文献的基础上,系统介绍了硫化物矿物氧化动力学实验研究方法、实验参数的选择、反应机理、反应产物及反应速率等的研究现状。指出今后应加强对初始阶段的氧化反应速率、反应中间产物、多因素的综合作用、分子水平上的反应机理解释等方面的研究。     

不同碳源强化地下水中生物脱氮模拟试验研究

地下水中NO3^-N污染是普遍存在的环境问题,生物脱氮作用是去除该污染的主要机制,而生物脱氮菌群和营养碳源又是这种作用进行的主要限制性因子,该文应用这一理论将人工接种驯化并优势培养制备的生物脱氮菌剂,分别与不同种类不同配入量比的营养碳源物质一起施用,进行系列污染水体的生物脱氮模拟试验研究,以确定用于治理地下水中NO3－N污染的微生物菌剂和促进生物脱氮作用的营养碳源种类及其最佳配入量比值,探索修复治理地下水中大面积NO3－N污染的方法。     

福建前汛期区域暴雨客观预报模型研究

利用滑动分区切比雪夫展开方法,求取高度场特征分布的展开系数及其时间变量,通过相关分析,从中提取物理意义明确和相关性好的预报因子集和消空因子集,再通过预报因子的多形态组合分析,提炼出物理图像清晰的福建省前汛期区域暴雨预报模型。研究结果表明:以高度场的滑动分区切比雪夫展开系数做为研制前汛期的区域性暴雨预报模型的信息源是合理且可行的。切比雪夫正交多项式能够对要素场的内在特征信息进行定量化提取,生成彼此相互独立的场量因子;滑动分区展开技术可对场信息做极限化的开发,产生多种尺度的特征信息,从而获得对预报对象成因更完备的认识。     

结构磁流变阻尼半主动控制的改进算法与仿真分析

基于线性二次型最优控制理论,结合磁流变阻尼器装置的出力特点,提出了结构磁流变阻尼半主动控制的两种改进算法：以速度负反馈渐进逼近主动最优的界限滑动半主动控制算法和基于结构响应状态组合反馈的界限开关半主动控制算法。首先给出了采用磁流变阻尼器装置控制结构振动的系统框图,然后结合一个三层Benchmark模型,仿真分析其在多种地震输入工况下,LQR、磁流变阻尼两种半自动和两种被动控制下的控制效果,最后给出了Benchmark评价指标。     

山东省汛期降水的变化及其与北极海冰的关系

首先对1951～1999年山东省汛期(7～8月)降水进行了Z指数转换、小波分析和滑动t检验。发现49a来．山东省汛期降水呈明显减少的趋势。在60年代到70年代雨涝出现频繁。而在80年代到90年代以干旱多见。山东省汛期降水在1979年前后发生一次明显的变化．1979年后降水显著减少。山东省汛期降水变化有11a左右的年代际变化周期和2～3a、7a左右的年际变化周期。最后利用相关分析方法分析了山东省汛期降水与北极不同分区海冰面积的相关关系。     

库车-天山盆山系统新近纪变形特征

库车-天山盆山系统的新近纪变形表现为盆山边界与盆地内部应力状态的不一致和基底与盖层变形样式的不一致. 对脆性断层产状要素的观测和应力状态恢复表明, 天山南缘带及盆山边界的脆性断层主要反映了NW或NNW向的伸展活动, 而盆地内的脆性断层却记录了NW-SE向的挤压应力状态. 对露头和地震剖面的研究以及理论计算结果表明, 盆山边界的变形以基底块断为特征, 边界正断层和边界上冲断层间的相互运动造成了盆山边界的阶梯式抬升, 并引发了盆地中盖层的重力构造, 先后形成了以三叠系黄山街组页岩和新生界下部膏盐层为滑脱层的断层滑脱褶皱.     

岷江较场台地地震裂缝形成机制及其边坡稳定影响

岷江上游的大、小海子是两个相连的地震滑坡、崩塌堰塞湖。几十年来对湖泊东岸较场镇台地的认识不一，其岸坡稳定问题是利用该天然湖泊建设水电站的关键。通过现场调查与钻探、测试，发现岷江上游的较场台地是一个向岷江凸出的、1万a前形成的湖相沉积台地。1933年，在强烈地震作用下，较场台地发生了强烈裂陷，未发生大规模的滑移，在台地上形成了两组近于垂直的地裂缝。进一步研究表明，这两组地裂缝虽然是在同一诱发因素下，在同一时间、同一地点形成的，但它们的形成机制却不同。一组走向近SN，是在强烈地震作用下，追踪岩体中原有的两组构造节理进一步裂开的产物，可称为地震构造追踪型地裂缝；另一组走向近EW，是顺向边坡中的层状岩体，在地震作用下沿软弱层发生层间滑动，地面被拉开、沉陷而形成的，可称为地震层间滑动型地裂缝。两种类型的地裂缝与层面的空间组合，控制着台地的稳定与演化。特别是当遇到类似1933年那样的地震，甚至由于两种地震地裂缝与层间错动面的存在，不需要那么高强度的地震，就可能诱发大规模的边坡稳定问题。这应该引起天龙湖水电站与213国道等管理部门的重视。