边坡虹吸排水管内空气积累原因及应对措施

坡体地下水位上升是诱发滑坡的重要因素,实时排出地下水是防治边坡地质灾害的有效手段。虹吸排水具有免动力和流动过程由液位变化自动控制的物理特性,可满足实时排出坡体地下水的需要,但虹吸管中空气积累会导致虹吸过程中断,制约了边坡虹吸排水技术的推广应用。溶解于水的空气因虹吸管内压力降低而释出是形成气泡的物理基础。实验结果表明,虹吸进水口水面以上垂直高度3.5 m以上就会出现大量气泡,经过虹吸顶点后,气泡发生强烈的兼并形成大气泡。当虹吸管的进出水口的水头差较大时,气泡间的水弹容易推动气泡从出水口排出。当虹吸管直径大于5 mm时,缓慢的虹吸流动,会发生管内气泡的积累,最终破坏虹吸过程;虹吸管的直径小于4 mm时,可以形成基本稳定的弹状流。因此,为保持边坡虹吸过程长期有效,经常性降雨并且坡体地下水丰富的地区可选用直径为5 mm的虹吸管,非经常性降雨的地区应选择小于等于4 mm的虹吸管。     

印度尼西亚弗洛勒斯海LGM以来的古海洋学记录

弗洛勒斯海位于印度尼西亚穿越流通道上,它的古海洋学特征对于理解LGM以来穿越流活动历史,及其与全球气候变化的关系具有重要意义．通过对弗洛勒斯海SHI9011岩心δ^18O、δ^13C浮游有孔虫组合及碳酸盐含量等古海洋学记录的研究,认为研究区沉积速率不高,生物生产力却并不低于高沉积速率的近陆地区．冰期时海平面下降,陆源物质输入量增加,使得古生产力上升．冰消期终止期IA海平面快速上升,陆源营养物质供应减少,同时穿越流活动增强,抑制了下部水体向上运动,古生产力开始下降．8～6ka前后,强烈的东南季风使得研究区上升流活动增强．     

利用航磁、重力资料研究川滇地区大陆变形特征

利用航磁、重力资料对川滇地区大陆变形特征进行了研究。航磁异常揭示了研究区内的基底性质及其横向差异,研究区内的强烈地震主要集中在航磁异常突变带上,基底性质横向差异有利于应力的相对集中,成为地震孕育和发生的有利部位。康定—绵阳一带刚性基底的阻挡造成了青藏高原下地壳物质向东的塑性流动被迫转向南东—南南东方向,进而造成了川滇菱形块体内广泛的地壳增厚,布格重力异常等值线呈向南东伸出的舌状是其地壳增厚作用的直观反映。川滇地区的大陆变形特征既存在广泛的地壳增厚现象,同时在下地壳塑性流动的驱动下,中、上地壳破碎成大小不一的块体,变形特征表现出整体刚性,因而不能简单地套用“地壳增厚”或“大陆逃逸”模式。     

振荡流作用下波状底床上流场特性的实验研究

本文利用U型振荡水槽和粒子图像测速仪(PIV)对三种固定波状底床上的流场进行了测量,得到一系列不同振幅条件下的瞬时速度场和涡量场.通过分析不同时段涡强度以及涡轨迹,讨论了底床形状对其附近流场的影响.实验结果分析表明,底床形状决定着整个涡量场特征及涡轨迹,从而决定着泥沙的净输移.这些结果对于探讨浅海区沙波、沙纹和沙垄等波状底床上泥沙输移的力学机制是很有意义的.     

东亚和西太平洋地区 30～60天振荡的传播及其与月平均基流的相互作用

选取1985年和1988年这两个东亚和西太平洋地区月平均流场差异很大的年份,研究30～60天低频振荡的传播及其与月平均基流的相互作用.结果表明:在这两年,东亚和西太平洋地区的30～60天低频振荡受到两支低频涡旋的影响,其中一支来源于热带东印度洋,另一支源自中太平洋.在大部分时间里,这两支低频涡旋相遇于20～30°N地区,并影响到该地区位势高度场的变化.当低频气旋(反气旋)移经西太平洋的时候,该地区的位势高度场相应地降低(升高).另一方面,该地区的30～60天振荡还有着显著的年际差异.1985年的波列活动显著,中高纬低频涡旋南移至日本南部洋面.与1985年不同的是,虽然1988年的波列活动不明显,但中高纬的低频涡旋可向南传播至南海地区.从30～60天振荡和月平均基流的动能和有效位能相互转换来看,正压过程、湿斜压过程和干斜压过程的值相当,因而上述3种过程均有可能起主导作用.但转换强度存在年际差异,1985年的值远比1988年的大.研究还表明,暖池地区的30～60天振荡向月平均基流输送能量,中高纬地区的30～60天振荡则从月平均基流获取能量.     

居里等温面深度的探测方法

地壳居里等温面的研究对确定深部磁体结构和了解深部热状态及结构有重要意义.本文对探测居里等温面深度的方法进行了科学地总结,分类和评估,并主要介绍了各种方法的基本原理.较直接的探测居里等温面的方法是根据大地热流值,地温\|深度关系或岩石矿物实验来确定,但是这种方法在实际中并不常用.最常用的方法是应用航磁和卫星磁数据.根据所研究的目标的不同,磁法又可以被分为两大类：单体磁异常法和组合磁异常法.这两大类下又可以有各种不同的应用技术,其中功率谱分析方法最为流行.虽然没有任何一种方法是完美的,针对组合磁异常的统计功率谱分析方法被认为是较成熟的一项技术,并得到了很多的应用及讨论.组合磁异常的功率谱分析方法的理论基础是Spector\|Grant 统计模型,这个统计模型很适用于对区域磁异常组合的分析.为了提高分辨率,无论单体磁异常法或组合磁异常法都需要考虑很大的一片研究区域,这样的结果会降低所获得的居里等温面的横向分辨率,由此所获得的居里等温面深度通常只是某一区域平均居里点深度的一级近似.一项比较特别的技术是Mayhew的最初为分析卫星磁数据而建立起来的等层模型方法.这一方法的基本原理是,根据一些校准点,将一等厚度层上所观测到的不同的磁场强度转换为等磁场强度的深度差异.这一技术与功率谱分析方法的一个重要差别在于它不需要对磁体顶部和底部所引起的功率谱进行区分,而这种区分是功率谱分析方法中所必需的.由于对居里等温面深度的探测是一种反演技术并包含了反演中的非唯一性和数学上的不稳定性,在各种方法的应用中应采取谨慎的态度.近年来,自相似和分形理论的应用为这一领域的研究提供了很多崭新的研究机会和科学思想.自相似和分形模型是对Spector\|Grant统计模型的完善和发展,因为自相似模型考虑了更真实的磁场强度差异的分形分布.另外,这一新理论也揭示了以前很多种方法中的局限性.     

磁源瞬变电磁法应用及其方法技术

归纳磁源瞬变电磁法在地质矿产、地质灾害和工程地质中的勘查应用,并对该方法的野外数据采集、资料处理等方法技术进行了探讨。     

起伏地形重磁三维快速正演计算

正演是反演技术的基础,正演速度和求解反演问题的系数矩阵存放一直是起伏地形下重、磁三维反演的关键技术问题。这里提出了一种起伏地形下重磁快速正演计算方法,其计算原理是根据反演在垂向的剖分层数,利用水平地形正演计算形成二个不同大小刻度标尺矩阵,然后在模型空间,使用分段线性插值的方式,直接计算出起伏地形观测点的正演值。该方法的主要特点是在保持很高的计算精度下计算速度可提高二倍,且节省计算内存,适合起伏地形下重磁三维反演技术研究。     

几种紊流模型在底坎紊流分离流计算中的对比

利用标准模型κ-ε、重整群κ-ε模型和v2f三种不同的紊流模型,在同位网格系统基础上,采用了有限控制体积离散方程,数值模拟了底坎所形成紊流分离流。计算结果表明,所选用的3种模型虽大致都能模拟出底坎分离流的流动特性,如前后角涡、回流型态等,但在主涡心位置、回流长度、水头损失和流速分布等方面3种模型计算结果有所差异,其中v2f模型所计算的结果同试验和大涡模拟的结果值更趋一致。结果表明,v2f模型具有更精确模拟底坎所形成的紊流分离流方面的优势。     

定点冰厚观测新技术研究

冰厚是冰科学和冰工程研究中最关键的物理指标之一,为满足定点冰厚观测不同需要,发展了3种定点冰厚观测新技术。结合它们的测量原理及其现场或实验室的应用结果,论述了它们的适用性和各自的优点。基于磁致伸缩原理的冰厚测量仪现场测量精度达±2mm,解决了制约海冰热力学模式向精细发展的"瓶颈"问题;电阻式冰厚测量仪比利用温度廓线推求冰厚的技术更加可靠,且具有自动测量冰川表面物质平衡,进行河道、湖泊以及水库冰厚观测时同时监测其冰下水位的潜力;热电阻丝冰厚测量装置制作简单廉价、使用方便、数据可靠,在中国北方小型水文站广泛推广是适合的。