自流井水温固体潮效应及其应变响应能力

井水温度观测是一项重要的地震前兆观测手段,旨在捕捉地震孕育过程中的应力-应变信息。水温固体潮效应作为地壳应力-应变信息的真实反映和地震前兆观测的干扰因素,具有重要的研究意义。本文首先依据对自流井中热状态的分析,认为自流井水温固体潮效应可能主要存在两种机制,即热传导机制和热对流机制;据此,推导出热传导机制中水温与固体潮体应变变化的定量关系;最后以流量相对较大的本溪自流井为例进行分析。结果表明,本溪井水温固体潮效应是热传导机制和热对流机制共同作用的结果,其中,热传导机制起主要作用。     

土热传导系数及模型的研究现状和展望

近年来,随着全球能源消耗的增加,对新能源的开发和利用日益重要。地热资源作为一种清洁环保的新能源已经开始引起广泛的关注,对岩土材料的热性质研究也逐渐受到国内外学者的重视。土的热性质包括热传导系数、热扩散系数和比热容。其中,热传导系数作为其中最重要的性质,它不仅决定了热量在土体中的传播速度和土体温度场的分布,同时也是各种地热泵、能量桩等建筑热工结构设计中需要考虑的主要参数之一。首先介绍了土热传导系数的工程背景和研究意义,描述了土中的热量传播方式和类型,阐述了热传导系数的概念,并分析了土热传导系数的各种影响因素（含水率、密度、矿物成分、温度等）。在此基础上,总结了目前国内外土热传导系数模型的研究现状,并对各个模型的优缺点进行了简要的分析和评价。最后,提出了对土传导系数及模型研究的建议和展望。     

水合物地层中考虑相变的轴对称热传导问题

沉积层中水合物热分解是一个含有水合物相变的热传导过程,相变界面的演化过程是水合物分解规律及相关灾害分析的最基本的问题。本文在试验观测和分析实际物理过程的基础上,建立了水合物沉积层中考虑混相-多相变阵面-多区域的热传导理论模型,并针对轴对称问题进行了系列数值模拟;模型试验测定了四氢呋喃水合物沉积物中不同热源温度下水合物相变阵面的演化过程。通过对比,水合物分解相变阵面扩展的数值与试验结果吻合较好。     

苏北平原区浅层地温能可开采资源量评价方法

随着地源热泵技术的推广应用,浅层地温能作为新型可再生资源得到了重视,对浅层地温能的资源评价业已展开。目前,从浅层地温能赋存地区的地质特点出发,分析其资源可开采量的研究尚不多见。重点介绍了浅层地温能可开采资源量的常规评价方法,并针对苏北平原区的地质特点,分析了在苏北平原区的具体地质特征下不同评价方法的适用性,得出了地下水式地源热泵可开采资源量的适宜评价方法为地下水量折算法;地埋管式地源热泵可开采资源量的适宜评价方法为换热量现场测试法;通过对本地区的工程案例分析,验证了上述2种方法在苏北平原区浅层地温能可开采资源量评价中能取得较高的精度。     

稀疏植被地表反照率及土壤热传导率特征研究

利用“敦煌试验”稀疏植被站2002年典型晴天的资料,分析了与地表能量平衡最密切的两个参数：地表反照率和土壤热传导率的特征。分析发现稀疏植被下垫面的地表反照率日变化具有明显的不对称特征,这与以往在戈壁或沙漠上的地表反照率的研究明显不同,这可能是由于早晨的露水造成的。另外分别用定义法和加权平均法分别计算得到典型晴天敦煌稀疏植被的平均地表反照率基本为0.25,两种方法计算得到的地表反照率非常接近,得到的地表反照率的值与敦煌戈壁的值较接近,但比“黑河试验”的结果大。这也从一个侧面反映出稀疏植被区是一个气候敏感区。得到的稀疏植被下垫面的地表反照率应该可以作为遥感反演和陆面过程模式的一个参考值。另外还得到了敦煌稀疏植被干燥土壤的热传导率的平均值为0.20 W\5m-1\5K-1,在晴天,干燥土壤的执传导率基本分布在0.164~0.24 W\5m-1\5K-1范围内,平均值与敦煌戈壁2.5 cm处的土壤执传导率接近,但稍大一些;比“黑河试验”在戈壁观测的值小近一倍,而比权威的文献给出的干燥沙漠的值要小一些。     

井水温度微动态及其形成机制

介绍了我国地震地下水温度观测概况及已获得的微动态现象, 即水温固体潮、 水温同震效应、 水温前兆异常等, 并对其形成机理做了理论分析。 提出水温微动态形成机理研究应从二个地温梯度、 二个对流、 一个传导、 一个扩散等热系统与热过程去考虑。     

考虑热传导和焦耳耗散对太阳爆发事件的进一步研究

考虑焦耳耗散和热传导效应后对太阳爆发事件作进一步研究。数值结果表明,焦耳加热效应使等离子体团温度升高,热传导则将热量从高温区向低温区传输, 同时考虑焦耳加热与热传导效应,模拟结果与作用１９９６年的结论（磁岛的运动方面与浮现场的温度、密度有关,磁岛向上运动撤离计算域或向下运动淹没于光球层,分别有向上或向下的高速流与之相对应）基本类似。这不公揭示了磁通量对消与高速流产生的运动学原因、对红移、蓝移分量的     

岩浆底侵的热-流变学效应及对峨眉山大火成岩省的启示

岩浆底侵在大陆地壳的形成和演化过程中起着非常重要的作用。本文基于二维热传导方程模拟不同规模的地壳底侵产生的热-流变学效应,以及幔源岩浆温度和含水量对底侵厚度的影响;并以现有的岩石地球化学分析、深部地球物理探测结果为约束,模拟了峨眉山大火成岩省内带幔源岩浆底侵对应的地表热流随时间演化,探讨了形成幔源岩浆底侵的潜温和初始熔融的深度制约。结果显示:1)幔源岩浆底侵引起的热扰动的耗散时间取决于岩浆底侵的初始厚度。以幔源岩浆侵入温度为1300℃,20km厚的地壳底侵为例,热扰动完全耗散需经历约150Myr;而5km厚的地壳底侵,只需经历50Myr热扰动已基本耗散殆尽。2)在初始阶段,岩浆底侵会造成岩石圈强度的显著降低;随着热耗散的进行,岩石圈强度会逐渐恢复;在热扰动耗散殆尽之后,岩石圈强度反倒比底侵前的岩石圈强度更大。这表明岩浆底侵不但可以导致地壳增厚,还会最终导致岩石圈的强化。3)温度对地壳底侵厚度的影响比含水量的影响要大得多。将我们的模型应用于峨眉山大火成岩省,结果表明内带地壳底侵的热耗散需持续上百个百万年,岩浆潜温超过1500℃,初始熔融深度超过200km。     

两种土壤温度算法的对比分析

为了定量理解黄土高原土壤的物理特性和过程, 为进一步提高陆面模式对该地区地表能量平衡模拟能力奠定基础, 本文利用2005年黄土高原陆面过程试验中7月22～26日期间裸土地表观测站土壤温度观测资料, 采用热传导（结合数学拟合法)、热传导－对流两种方法分别计算了该地区土壤热扩散率。本文还利用热传导－对流方法计算0.05～0.1 m浅薄土壤层的热扩散率垂直梯度与水通量密度之和, 其值介于0.80×10-6～2.43×10-6m/s之间。在此基础之上, 以0.05 m深度的土壤层为上边界, 分别利用上述两种方法模拟0.10 m深度的土壤层温度, 结果表明: 由于忽略土壤的垂直不均匀性和水分的垂直运动而只考虑热传导过程, 热传导方法不仅高估了土壤温度振幅, 而且高估了位相的延迟。而热传导－对流方法对温度振幅和位相的模拟值与实际观测值吻合较好, 白天 (北京时间08:00～20:00) 的温度模拟值相对测量值的平均误差、 标准差和归一化标准差分别为0.19 K、0.18 K和0.08%。     

西北地区戈壁局地陆面物理参数的研究

采用2000年8月～2001年9月在敦煌戈壁上观测的陆面过程资料，分析了敦煌地区荒漠戈壁地表反照率与太阳高度角和土壤湿度的关系以及土壤热传导率与土壤湿度的关系，初步给出了具有试验基础的戈壁局地反照率和土壤热传导率的多因子参数化公式. 并通过与观测值的比较发现试验资料拟合的参数化公式能够比较好地反映降水等气候因子引起的动态变化.