Threshold velocity for wind erosion: the effects of porous fences

Porous fence is a kind of artificial windbreak that has many practical applications. The threshold wind velocities at different distances downwind from porous fences were measured and the corresponding characteristics of particle movement observed to assess their shelter effect. It is found that the fence’s porosity is the key factor that determines the resulting shelter effect. The area near a fence can be typically classified into five regions, each with a different mode of particle movement. Dense fences, and especially solid fences, favor the accumulation of sand upwind of the fences. Fences with porosities of 0.3–0.4 produce the maximum threshold wind velocity; those with porosities of 0.3–0.6 (depending on the fence height) provide the maximum effective shelter distance. It is confirmed that the fence porosities of 0.3–0.4 that have been proposed for practical application in previous research are the most effective for abating wind erosion.     

考虑滑脱效应和温度场的煤层气渗流数值模拟

由于煤层气的解吸热效应,煤层气的运移过程是一个非等温过程。因此,温度场对煤层气渗流有着重要的影响。前人在研究煤层气渗流规律的研究中并没有同时考虑滑脱效应和温度场因素的影响,而在实际的深部开采中综合考虑滑脱效应和温度场的影响对研究深部煤层气运移规律有着重要的意义。因此本文建立了考虑滑脱效应及温度场的煤层气渗流数学模型,利用有限元数值方法研究了考虑滑脱效应和温度场耦合的煤层气运移规律;研究了考虑滑脱效应和温度场对压力场分布的影响;对考虑滑脱效应及温度场因素的煤层气产量进行了预测。得出了随着温度的升高煤储层的压力在降低,温度的升高对煤层气的产量有着负面的影响这一重要结论。     

Ammonium regeneration in intertidal sediments of the Yangtze estuary during air-exposure

The influences of exposure to the atmosphere on ammonium cycle in the intertidal surface sediments were in situ studied with a geochemical approach at a typical station in the Yangtze Estuary during three tidal cycles in September 2003. During an about 8-h emersion period of each diurnal tide, six high-resolution vertical profiles of adsorbed and dissolved ammonium were measured. It was observed that both adsorbed and dissolved ammonium generally had an increasing trend in sediment cores during the exposure. The rate of ammonium regeneration in sediments was estimated using the accumulation amount of ammonium including adsorbed and soluble fractions during the daytime emersion. The calculation result showed that there was relatively high ammonification rate (˜500 nmol N cm⁻³ day⁻¹), which reflected that organic nitrogen in sediments was quickly decomposed with a residence time of ˜52.7 days. Due to the dramatic temperature difference observed in sediment profiles, free convection was considered an important mechanism of regulating the efflux of produced ammonium into overlying waters. The total estimated amount of regenerated ammonium was ˜1.35×10⁵ t N year⁻¹ in the intertidal flat of the Yangtze Estuary, which occupied 7.6% of the total inorganic nitrogen annually transported to the estuarine ecosystem.     

陆相油藏中砂泥岩互层时移地震遮掩效应及其对时移地震资料解释的影响

从差异波形特征的角度出发,分析时移地震差异波形特征与砂泥岩互层油藏中油层速度变化的关系。通过建立由5层地层组成的楔形地质模型,运用褶积公式及时移地震求差公式,得到泥岩速度为2 400 m/s和砂岩速度为2 700m/s条件下,互层中砂岩速度变化±150 m/s的时移地震响应。研究结果表明:砂泥岩互层的差异波形是一个多峰复合波,泥岩夹层的厚度是决定差异波形特征的一个主要因素,并且存在一个临界值,即四分之一主波长;如果泥岩夹层的厚度小于这一临界值,就会发生遮掩效应,即顶部油层的时移地震响应可以掩盖中、下部油层的时移地震响应。     

地球化学异常再现性与可对比性

不同密度采样是否可以获得稳定的和可追索的地球化学模式是检验采样是否具有代表性，分析技术是否成熟的重要依据。笔者选择新疆哈密大南湖地区约6400km^2面积，进行了从超低密度(1个样／100km^2)，甚低密度(1个样／25km^2)直到低密度(1个样／4km^2)地球化学采样，对比了3种密度地球化学采样所获得的地球化学数据和异常分布模式。得出如下结论：超低密度、甚低密度、低密度地球化学调查获得的元素含量平均值和背景值非常接近；超低密度、甚低密度、低密度调查所圈定的地球化学省在形态上和变化趋势上非常相似，浓集中心的位置重合，表明不同调查阶段可获得稳定的和可追索的地球化学模式；采样密度越大数据离散程度越高，即最小值更小，最大值更大，表明元素分布的局部不均匀性，正是这种局部的不均匀性才能通过加密采样刻画出地球化学模式的细节变化，为逐步追踪矿化体奠定了基础；超低密度和甚低密度采样可以有效圈定矿集区所形成的大规模地球化学异常，低密度地球化学调查不仅可以圈定矿集区异常，同时可以圈定分散矿化的小规模局部异常。     

中国西北内陆盆地水分垂直循环及其生态学意义

中国西北内陆盆地中的地下水系统,对维系其浅表水分、热量、盐分均衡以及地表的生态平衡、土壤的资源属性和局部地域气候相对稳定性具有不可或缺的调节作用,这种调节作用是通过饱和带水、包气带水(土壤水)、近地表大汽水和植物体内水("四水")之间的垂直循环来实现的.目前的相关研究主要侧重于地下水与地表植被类型间对应关系的统计分析,较少涉及水分运移的机制;而以水分垂直循环的动力学机制为研究对象的SPAC系统(土壤-植物-大气连续体),则对地下水的重视程度不够,且存在着尺度转换的困难,更为完整的应该是GSPAC系统(地下水-土壤-植物-大气连续体).干旱区内陆盆地地下水生态效应的研究需要开展以下的工作:"四水"垂直循环的动力学过程与机制研究,尤其是饱水带-包气带界面水、汽、热转化过程的研究;人类活动影响下地下水系统演化特征的研究,它不仅是实现水分垂直循环研究的最终目的——水资源合理开发利用的中间环节,更是将"四水"垂直循环这一微观水文循环过程与区域水文循环过程相结合,实现尺度转化的关键所在.     

复式河槽正常水深计算方法比较

明渠恒定均匀流正常水深在水力计算中十分重要。而对于复式河槽,当洪水漫滩后,直接运用曼宁方程推求正常水深,将带来很大误差。系统地总结了计算正常水深的各种方法,用二分法求解,并运用英国科学工程研究协会洪水水槽设施(SERC-FCF)的大量系列水槽实验成果加以比较。比较发现,精度由高到低依次为COHM方法、刘沛清法、断面倾斜分割法、动量传递法、谢汉祥法、断面叠加法。通过对各种方法详细分析,建议在计算天然复式河槽正常水深时,COHM方法是值得推广的一种好方法。     

水稻灌区节水灌溉的尺度效应

探讨了节水灌溉尺度问题,指出产生节水灌溉尺度现象的原因是由于灌溉过程中回归水的重复利用.结合漳河灌区的实际,讨论了水稻种植区在不同尺度下的水平衡要素及其在节水尺度效应中的作用;说明随尺度的增大,水平衡过程变得复杂化,节水尺度效应现象也更突出.利用漳河灌区田间试验数据和灌区长系列的历史资料,分别从田间、中等、灌溉干渠和灌区共四个尺度,定量地分析了水稻节水灌溉对水分生产率以及水分利用率的影响.结果表明,节水灌溉技术的采用不仅可以提高田间尺度的灌溉水分生产率,也促进了漳河灌区灌溉水分生产率的整体上升.     

青藏高原云-辐射-加热效应和南亚夏季风--1985年与1987年对比分析

文中首先利用NCEP NCAR再分析的风场资料 ,分析了南亚夏季风的时空特征 ,选取了有代表性的典型强、弱夏季风年 ,继而利用ISCCP C2、ERBE S4卫星观测资料和NCEP NCAR再分析资料 ,对比分析了强、弱夏季风前期青藏高原地区的云—辐射—加热状况及其在海、陆差异中的作用。分析结果表明 ,南亚夏季风强或弱 ,其前期青藏高原地区的云—辐射—加热效应有明显的差异。在强 (弱 )南亚夏季风的前期 ,青藏高原大部分地区为相对少 (多 )云区 ,其云量变化不仅表明了此区的云—辐射—加热效应的不同 ,更重要的是与此同时出现的海、陆之间云量分布的“跷跷板”现象 ,进一步改变了海、陆之间的热力差异。而且 ,在强南亚夏季风年 ,这种热力差异不但开始得早 ,而且持续时间长、作用范围大 ,从而对南亚夏季风的形成和变化产生重要的影响