Hg对锦州湾表层沉积物异养细菌代谢酶活性的影响研究

为了解重金属Hg对锦州湾海域表层沉积物中异养细菌的主要代谢酶的影响,采用Hakanson潜在生态危害指数法对锦州湾表层沉积物中重金属Hg开展潜在生态风险评价,利用平板扩散法测定了9个站位沉积物中异养细菌四种水解酶活性。结果显示:锦州湾海域表层沉积物中重金属污染严重,Hg的含量和潜在生态危害河口最为严重,向外逐步递减,表明本海域表层沉积物中的Hg主要由陆源输入;表层沉积物中异养细菌水解酶活性与抗性异养菌比例均表现为西南部河口区高于东北部外海海域,与重金属Hg的含量分布及Hakanson潜在生态危害指数基本相似,这表明长期高浓度的重金属污染,改变了锦州湾海域表层沉积物中的异养菌的生理代谢过程,在生理或遗传物质上对重金属产生了一定的抗性;磷酸酶、蛋白酶、脂肪酶与沉积物中Hg的含量具有显著正相关性,说明其对重金属Hg较为敏感,在一定程度上可作为反映锦州湾海域沉积物中重金属Hg污染状况的生物学指标。     

Experimental and theoretical methods on determination of stress-dependent natural frequency of marine sedimentary clay

Excited by the vibration sources in dynamic engineering, the natural frequency and damping factor of the saturated marine sedimentary clay are key dynamic parameters that influence the responses under cyclic loads. Experimental and theoretical methods are proposed in this paper to analyze the natural frequency and the stress-dependent nonlinearity. The experimental method shows that the natural frequency of soils with specific stress state subjected to large cyclic shear strain can be estimated from the data of dynamic triaxial tests based on the amplitude–frequency response curve. Trial and error by the criterion from the half-power bandwidth method is used to determine the optimal fitting. The results of a theoretical study on the free vibration of soil layers are then presented to derive the analytic solution of natural frequency. In addition to the two frequency-independent elements (a lumped mass matrix and a stiffness matrix), the system’s equivalent damping coefficient matrix is iteratively determined based upon the forced vibration experimentally. Finally, the impacts of the resonance phenomenon on the dynamic shear modulus and hysteretic loop are discussed.     

Vertical dynamic impedance of pile considering the dynamic stress diffusion effect of pile end soil

A new analytical model is presented to analyze the dynamic stress diffusion effect of pile end soil on the vertical dynamic impedance of the pile. The surrounding soil of the pile is modeled by using the plane strain model and the pile is simulated by using one-dimensional elastic theory. Finite soil layers below the pile end are modeled as conical fictitious soil pile with stress diffusion angle which reflects the dynamic stress diffusion effect of pile end soil. By means of the Laplace transform and impedance function transfer method, the analytical solution of the vertical dynamic impedance at the pile head in frequency domain is yielded. Then, a comparison with other models is performed to verify the conical fictitious soil pile model. Finally, based on the proposed solution, the selected numerical results are compared to analyze the influence of dynamic stress diffusion effect for different design parameters of the soil-pile system on the vertical dynamic impedance at the pile head.     

沙漠地区地震勘探随机噪声建模及其在噪声压制中的应用

随机噪声是影响地震勘探有效信号的主要因素,其存在大大降低了地震记录的信噪比.在噪声压制方法不断被改进的同时,对随机噪声特性进行研究,了解噪声的产生机制是对其进行压制的先决条件,目前对噪声的研究主要是特性研究以寻找规律性,对其进行定性定量的分析还比较少.本文根据塔里木沙漠地区实际采集环境,考虑到噪声的连续性给计算带来的不便,假设各类噪声源以点源的形式分布在检波器周围,依据相应理论确定各类噪声源的源函数,其激发的噪声经由波动方程传播,将随机噪声作为各类噪声源共同作用的综合波场,建立随机噪声的理论模型.通过分析不同种噪声对地震记录的影响,选取合适的滤波方法对其进行压制,实验结果表明,通过建立沙漠地区随机噪声的理论模型,为选择有效的滤波方法,提高地震记录信噪比起到理论指导作用.     

基于新的差分结构的时-空域高阶有限差分波动方程数值模拟方法

传统的高阶有限差分波动方程数值模拟方法采用高阶差分算子近似空间偏导数,能有效抑制空间频散.然而,传统的有限差分法仅采用二阶差分算子近似时间偏导数,这使得地震波场沿时间外推的精度较低.当采用较大的时间采样间隔,传统的有限差分法模拟波场会出现明显的时间频散,甚至不稳定.本文基于新的差分结构和中心网格剖分,发展了一种空间任意偶数阶精度、时间四阶和六阶精度的时空域有限差分方法.基于对离散后的频散关系进行泰勒展开,本文推导了时空域高阶有限差分算子的差分系数.相速度分析表明时间四阶、六阶精度的差分方法能显著地减小传统时间二阶精度差分方法的时间频散.在相同的精度下与传统差分法比较,本文发展的时间四阶、六阶有限差分方法的计算效率比传统方法高.均匀和非匀均介质中的波场数值模拟实验进一步证实本文研究的时空高阶有限差分方法的优越性.     

适用于声波方程数值模拟的时间-空间域隐式有限差分算子优化方法

声波方程数值模拟已广泛应用于理论地震计算,同时构成了地震逆时偏移成像技术的基础.对于有限差分法而言,在满足一定的稳定性条件时,普遍存在着因网格化而形成的数值频散效应.如何有效地缓解或压制数值频散是有限差分方法研究的关键所在.有限差分格式分为显式有限差分和隐式有限差分.隐式有限差分能够进一步压制数值频散效应.因此本文提出了给定频率范围满足时间-空间域隐式有限差分频散关系的方法,并根据震源频率、波速和网格间距确定波数范围,在此基础上建立方程确定了相应的隐式有限差分系数,使得差分系数能在更大频率范围符合波场传播规律.通过频散分析和正演模拟,验证了本文方法的有效性.     

求解弹性波方程的辛RKN格式

将弹性波方程变换至Hamilton体系,构造适用于弹性波模拟的高效显式二阶辛Runge-Kutta-Nystrm(RKN)格式,运用根数理论得到此格式的阶条件方程组.通过给定系数的限定条件,得到方程的对称解.为了使时间离散误差达到极小,提出数值频率与真实频率比较,通过Taylor展开,得到关于辛系数的限定方程,求解方程组得到最小频散辛RKN格式.对比分析时间演进方程的稳定性,得到使库朗数达到极大值的限定方程,求解方程组得到最稳定辛RKN格式.发现此两种格式为同一格式.新得到的辛RKN格式不依赖于空间离散方法,为了对比的需要,选取有限差分法进行空间离散.在频散、稳定性分析中,与常见辛格式对比,从理论上分析了本文提出的格式在数值频散压制、稳定性提升等方面的优势,数值实验进一步证实了理论分析的正确性.     

VTI介质纯P波混合法正演模拟及稳定性分析

各向异性介质纯P波方程完全不受横波的干扰,在一定程度上可以减缓由于介质各向异性引起的数值不稳定,本文推导了具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质纯P波一阶速度-应力方程.由于纯P波方程存在一个分数形式的伪微分算子,无法直接采用有限差分法求解.针对该问题,本文采用伪谱法和高阶有限差分法联合求解波动方程,重点分析了混合法求解纯P波一阶速度-应力方程的稳定性问题,并给出了混合法求解纯P波方程的稳定性条件.数值模拟结果表明纯P波方程伪谱法和高阶有限差分混合法能够进行复杂介质的正演模拟,在强变速度、变密度的地球介质中仍然具有较好的稳定性.     

基于广州实证的后改革时代中国城市住房权问题

社会公正是当前地理学的一个热点也是传统研究课题。住房问题往往是社会公正研究和实践的重点案例。中国住房制度改革之后,中国住房拥有率及人均住房面积均大幅度提高。然而在住房分配的过程中,不平等和不公正现象时有发生。如何区别平均和公正,如何看待中国住房改革中的社会公平与不公共存的现象,是了解中国新城市现象的一个重要途径。本文从近期西方政治学和地理学关于住房权（housing rights）、社会公正以及城市权利等文献的讨论出发,通过在广州的实证研究,运用结构方程模型和Pratt指数对涉及住房权主要方面的住房分异的发生途径及其公正性进行综合分析。实证研究说明在住房分配领域,存在着制度因素延续下来所导致的分异。一些制度因素已经转化为市场因素,直接或间接影响个人居住条件和住房所有权的获得,并通过后者进一步影响住房分异。与此同时,纯粹市场因素的影响则相对薄弱。上述结论有助于了解当前中国城市住房权的核心问题,认识社会公正的发展前景,以及探寻减少社会不公正的制度利器。     

利用PPP反演海潮负荷位移参数

选取高纬地区的3个CORS站以及中纬地区的SHAO测站,利用PPP浮点解计算测站未经海潮负荷位移改正的坐标时间序列,采用傅里叶变换方法提取分潮的周期信息,进而反演其中8个主要分潮的海潮负荷位移参数,将其与5个全球海潮模型DTU10、EOT11a、GOT4.8、TPXO.7.2、FES2004计算得到的海洋负荷位移参数比较。结果表明,PPP反演得到的8个主要分潮的海潮负荷位移参数与海潮模型计算结果具有较好的一致性,两者均方根差异为mm级,说明利用PPP反演海潮负荷位移参数是可行的。