基于PIES观测东沙群岛附近声传播变化

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据,反演得到温盐剖面,进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证。结果表明,PIES能够在长期连续观测中较为敏感地捕获上层水体及表面声道的变化特征,为水声通信、探测及潜航路径规划等提供参考,在水声研究及海洋军事环境保障中都具有良好的应用前景。     

Detrital and authigenic(?) baddeleyite (ZrO2) in ferromanganese nodules of Central Indian Ocean Basin

Occurrence of baddeleyite (ZrO2) which is a rare mineral has been recorded in ferromanganese nodules of Central Indian Ocean Basin (CIOB). The mineral occurs either as independent isolated sub-rounded to elliptical grains or in clusters forming fine subhedral crystals (<3 mm) within ferromanganese concretionary growth bands. The mode of occurrence, textural features and chemistry of the mineral suggest detrital and possibly an authigenic origin for baddeleyite. For authigenic origin it is proposed that zirconium might have got released either from the terrigenous sediments or the altered seafloor rocks forming halogen complexes and subsequently it has re-precipitated in the form of baddeleyite within manganese nodules under oxic to sub-oxic conditions.     

乌梁素海沉积物中全磷的分布特征

开展了浅水草型湖泊乌梁素海沉积物中TP(全磷)的分布特征研究。结果表明,乌梁素海表层沉积物中TP含量在0.37~0.99 g/kg之间变化,平均值为0.75 g/kg;水平分布上,TP含量呈现从湖区四周向湖心递减的变化趋势,大部分湖区已具有生态毒性效应,并对湖区底栖生物群落和生态环境构成了较大威胁;垂向上,尽管沉积物中TP含量有所波动,但0~10 cm的表层沉积物中TP含量均随深度增加而递减,揭示了近年来人类活动的加剧对乌梁素海沉积物中磷累积的重大影响;实验得出了粉砂、粘土粒级>极细砂粒级>细砂粒级>中砂以上粒级的TP含量序列,各粒级对TP的吸附贡献率由吸附能力和质量百分比共同控制;磷的沉积对乌梁素海富营养化进程有深远影响。     

低渗透砂岩油藏沉积物粒度分布特征研究

利用MS 2000激光粒度仪,对胜利油区砂岩油藏中112口井的3000多块样品进行测试分析。实验发现低渗透砂岩油藏与中高渗透油藏不同,其沉积物粒度分布主要存在三种方式,每种方式都有其特定的粒度分布特征,并且与一定的沉积作用相联系。研究表明,沉积岩粒度中值分布、泥质含量、分选性等是影响油藏岩石渗透能力的重要因素,正态分布和混合正态分布能较好地描述低渗透砂岩油藏中沉积物的粒度分布特征。     

SH波地表散射的局域边界元模拟

本文提出了一种计算不规则起伏地形中SH波散射的有效方法——局域边界元法.本方法基于传统边界元法,为计算复杂地表散射问题提供了一种更加高效的解决方案.根据地震波满足的边界积分方程中牵引力格林函数的特性,我们将自由边界分解成水平部分和起伏部分.通过公式推导,可将水平部分的位移由起伏部分的位移通过格林函数线性叠加表示,因此只需对起伏部分的位移进行直接求解,从而极大地减少了待求解的未知数个数,显著提高了计算效率.通过与半圆形山谷SH波平面波入射的解析解比较,验证了方法的正确性.数值模型比较显示,局域边界元模拟结果与传统边界元数值解完全吻合,但是大幅提高了计算效率.因此,局域边界元法可以作为模拟不规则地形中地震波散射的有效工具.     

长江中下游典型浅水湖泊沉积物水界面磷与铁的耦合关系

目前普遍认为磷铁耦合关系是P迁移的主要机制,但大部分研究结果并未提供直接的原位证据.为了探索沉积物剖面磷(P)与铁(Fe)的耦合关系,利用Zr O-Chelex薄膜扩散梯度技术(ZrO-Chelex DGT),分别对太湖、巢湖、鄱阳湖和洞庭湖4个浅水湖泊沉积物有效态Fe和P进行高分辨采样和分析.结果表明,不同湖区有效态Fe和P浓度在沉积物-水界面处开始增加,之后波动变化,垂向异质性较强,但两者浓度变化同步.有效态P和Fe浓度的相关分析结果证明两者浓度具有显著的线性相关.室内厌氧培养实验进一步表明,Fe~(3+)的还原性促使Fe~(2+)与铁结合态磷的释放,促使DGT有效态P与Fe同步变化.该结果表明沉积物P的二次迁移和释放受Fe氧化还原过程的控制,为铁磷耦合关系提供了直接证据.     

水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响

氧环境决定了水体沉积物中各种生命所需元素的最终归趋,沉积物-水界面是水相与沉积物相氧传递的重要场所,而水动力条件是影响沉积物-水界面氧传递的重要因素.选择三峡库区一级支流御临河为研究对象,根据长年监测数据建立实验室模型,采用声学多普勒流速测试仪及微电极测试系统构建了非侵入式涡度相关测试系统,探究了不同水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响.结果表明：水体静止状态下沉积物-水界面溶解氧浓度随时间的增加而减少,非静止状态下随时间的增加而增加;沉积物-水界面氧通量随水体流速的增加而增加.根据氧通量求解对应流速下垂直涡动扩散系数并进行线性拟合,当水体流速为0.01~0.14 m/s时,垂直涡动扩散系数与水体流速的相关性最好,此时沉积物-水界面氧通量的传递以涡动扩散为主导.     

巢湖表层沉积物中生物易降解物质成分特征与分布规律

富营养化湖泊的藻类残体大量沉降到湖底,其中易降解成分的降解和转化快速消耗底层水体中的溶解氧,极易造成水土界面缺氧,影响湖泊生态系统的健康.于2014年对巢湖12个样点的表层沉积物进行周年跟踪研究,分析样品中有机质来源、总有机碳(TOC)、蛋白质、总糖、总脂以及生物聚合物碳(BPC)等成分含量,揭示易降解有机质的成分特征及在巢湖的分布规律.研究表明:巢湖表层沉积物TOC含量较高,全湖样点平均含量达到1.24%.BPC含量占TOC含量的30.99%~60.48%,有机质中易降解成分含量较高,并且在冬季和夏季时在巢湖西北部湖区有明显累积;有机质及其中的生物易降解部分均主要集中在粒径4~8μm的表层沉积物上,在应用工程技术手段处理、降解表层沉积物中的过量有机质时,更应该关注粒径为4~8μm的沉积物颗粒.     

双向环形水槽模拟变化水位和流速下洞庭湖沉积物氮释放特征

浅水湖泊生态系统中的沉积物—水界面是湖泊内源氮释放的重要界面,而水动力因素是改变沉积物氮释放的重要因素.三峡大坝修建以后,长江中下游通江湖泊的水动力条件发生了明显的变化.通过采集洞庭湖湖口区域的沉积物和水样,在双向环形水槽动力模拟装置内模拟湖泊水位和流速的变化,探讨湖泊沉积物氮在沉积物和水系统中的二次释放特征.结果表明,随着扰动强度的增加,上覆水悬浮物浓度增大,上覆水中总氮浓度增加,沉积物向上覆水释放氮的强度增强,水动力条件的改变所引起的沉积物内源氮释放不容忽视.在该模拟实验条件下,沉积物存在最适扰动水位(20cm),此水位下上覆水中悬浮物浓度最低,总氮浓度最小.水动力条件的改变对上覆水和沉积物—水界面处铵态氮和硝态氮浓度的影响并不明显,孔隙水中铵态氮与硝态氮之间发生形态的转化.     

东海内陆架泥质区沉积物生物硅分布及其影响因素

采用连续提取方法对东海内陆架泥质区表层沉积物进行了生物硅测定,得出研究区生物硅空间分布特征。结果表明,受中国东部海域低硅质骨骼供给量及高溶解作用的沉积背景的控制,沉积物中生物硅质量分数为0.66%~1.26%,平均值为0.95%,整体上属于低值海区。生物硅的空间分布上不均一,呈明显的分带性,可能主要受研究区特定流系格局控制下的陆源碎屑物质冲淡作用影响。另外,生物硅与沉积物中有机质正相关,而与沉积物粒度组成相关性不明显。