渭河下游咸阳-草滩段河谷沉积对构造活动的响应

渭河下游咸阳-草滩段河道位于西安凹陷向临潼隆起的过渡区,发育河漫滩和T₁～T₃阶地,渭河断裂隐伏于河道北岸。文章对渭河北岸河谷地貌和地层剖面进行了观测和年代学样品的测试,并对跨渭河断裂的系列钻探中的2个深150m的钻孔岩芯进行了年代学样品测试和地层对比。河谷区地层年代测定表明,渭河北岸在距今约10万年前为风成黄土堆积环境,大致在2.5万年以来开始了最新一期的河道沉积。钻孔岩芯揭露的多个黄土-河流冲积的沉积旋回显示第四纪时期渭河河道经历了多次的南北向摆动。受临潼隆起的影响,咸阳-草滩段晚第四纪河谷沉积自西向东厚度明显减薄。通过对渭河断裂两侧钻孔柱状图的对比,认为渭河断裂0.04～0.05m/ka垂向差异运动速率低于河流0.15～0.24m/ka沉积速率,是渭河断裂隐伏于河谷中的原因。     

长江中下游河湖洪水演进的数值模拟

以长江中下游(宜昌-大通)防洪系统为对象,在水文、河道及湖盆地形现状条件下,建立了一个能适应各种复杂条件的一二维非恒定流模型,来进行长江干流、河网、湖泊、分蓄洪区垸及水库的洪水演进和调度仿真.所建模型的洞庭湖部分采用无结构网格二维非恒定有限体积格式,以适应湖区复杂的边界形状和保持水量平衡.河网区部分采用一维非恒定流显隐结合的分块三级算法,以准确实现河网汊点流量的自动分配和往复流动.为了提高模拟精度和扩展模拟功能,在水流数值模拟的范围内侧重讨论了内外动边界处理、分蓄洪运用及阻力项计算等环节,提出了合理可行的数值处理方法.采用20世纪80年代至90年代共6年汛期洪水资料对所建模型进行了严格的率定和检验,高精度的模拟结果证实了模型的合理性和有效性.     

Assessing potential abiotic and biotic complications of crayfish-induced gravel transport in experimental streams

Biogeomorphology adds the element “biological dynamics” (of populations or communities) to chemical and physical geomorphic factors and thus complicates the framework of geomorphic processes. Such biological complications of the animal-induced transport of solids in streams should be particularly important in crayfish, as crayfish affect this transport through their overall activity and intraspecific aggression levels, which could be modified by shelter availability or the establishment of dominance hierarchies among individuals not knowing each other. Using experimental streams, we tested these hypotheses by measuring how shelter availability or residential crayfish group invasion by unknown individuals affected the impact of the crayfish Orconectes limosus on the (i) transport of gravel at baseflow (during 12 experimental days); (ii) sediment surface characteristics (after 12 days); and (iii) critical shear stress causing incipient gravel motion during simulated floods (after 12 days). The two potentially important factors shelter availability or residential group invasion negligibly affected the crayfish impact on gravel sediments, suggesting that habitat unfamiliarity (a third potentially important factor affecting crayfish activity) should increase the crayfish-induced sediment transport. Because habitat unfamiliarity is associated with sporadic long-distance migrations of a few crayfish individuals, this third factor should play a minor role in real streams, where crayfish biomass should be a key factor in relations with crayfish effects on sediments. Therefore, we combined the results of this study with those of previous crayfish experiments to assess how crayfish biomass could serve in modelling the gravel transport. Crayfish biomass explained 47% of the variability in the baseflow gravel transport and, in combination with the coefficient of variation of the bed elevation and algal cover, 72% of the variability in the critical gravel shear stress. These results encourage more research on the topic, as an increasing number of eliminations of abiotic and biotic factors that could complicate the animal-induced sediment transport in streams would facilitate the use of biological variables (e.g., bioturbator biomass) in future modelling of the transport of solids.     

三峡蓄水后典型河段分形维数的变化分析

针对三峡工程蓄水后下游河道河床表面形态的变化,采用分形维数对河床表面形态进行量化,并分析河道冲淤调整特点,对河床表面分形维数(BSD)的变化特点及物理意义进行探讨。结果表明,BSD与河床各个剖面形态之间的关系是整体与部分的关系,BSD能全面地反映床面形态的复杂程度。三峡蓄水后,宜昌-虎牙滩和宜都河段BSD明显增大,关洲河段增大幅度较小,而芦家河河段BSD值略有减小,同时,各河段BSD的变化可在一定程度上表征三峡蓄水后下游河道河床综合阻力的调整结果。可通过对各河段演变趋势的分析,来预测其BSD的变化,进而为分析其阻力和水位的变化趋势提供依据。     

GM(1,1)分解模型与ARIMA模型在岩溶地下水模拟中的对比研究——以柳林泉流量模拟为例

本文运用GM(1,1)分解模型和ARIMA模型分别模拟柳林泉流量。根据影响特征将泉水流量变化分为两个时段研究:1957—1973年泉水流量处于自然状态;1974—2009年泉水流量受气候变化和人类活动双重影响。运用第1时段的数据建模获得自然状态下泉水流量的模型,将模型外推,获得第2阶段自然状态下泉水流量,然后根据水量平衡原理,减去同期实测流量,获得人类活动对泉水流量衰减的贡献。GM(1,1)分解模型的结果显示,从20世纪70年代到21世纪初柳林泉衰减量为2.26m3/s;ARIMA模型的结果为2.32m3/s;与同期实际衰减量2.27m3/s比,相对误差分别为0.44%和2.20%,表明两种模型都适用于泉水流量的模拟。对比人类活动和气候变化对柳林泉流量衰减的贡献,两个模型得到同样结果,即人类活动的贡献是气候变化的8～9倍。实证研究显示,GM(1,1)模型适用于指数序列的模拟,对具有周期波动的泉水流量,可通过周期修正提高精度;而ARIMA模型能够较好地反映泉水流量相对于降水量的时间滞后效应,能比较准确地模拟泉水流量与降水量的量化关系。      

石西地区八道湾组三段辫状河三角洲的识别与沉积特征研究

针对前人提出准噶尔盆地腹部石西地区下侏罗统八道湾组三段为曲流河三角洲沉积的观点,笔者根据碎屑岩的结构、沉积构造及砂体的空间展布等特征,认为八道湾组三段是在较强水动力条件下牵引流沉积的产物,其沉积环境应属于辫状河三角洲沉积。通过对研究区八道湾组三段辫状河三角洲的沉积特征进行综合研究,认为该区辫状河三角洲发育2种亚相和5种微相:辫状河三角洲平原分流河道、河漫沼泽,辫状河三角洲前缘水下分流河道、支流间湾、河口砂坝。并分析了其展布特征与演化过程,推测该区八道湾组三段沉积早期湖平面下降,研究区内发育辫状河三角洲前缘沉积;中期湖平面继续下降,发育辫状河三角洲平原沉积;晚期湖平面上升,沉积物有所变细。西北部哈拉阿拉特山—德仑山及扎伊尔山物源体系是其主要物源区。     

水中丝爆等离子体破岩机理研究

在隧道开挖、矿山开采等基础工程建设中,岩石爆破技术发挥着重要作用。等离子体碎岩技术具有无污染,破碎过程中无飞石、无有害气体的产生,使用方便,作业效率高,是替代炸药碎岩的最有效可行的方法。本文研究了水中丝爆产生等离子体破碎岩石的机理,分析了高电压脉冲放电过程中的铜丝融化过程,建立了铜丝在各阶段变化的电阻模型,利用MATLAB对不同阶段放电电路的电流进行了数值仿真分析,并与实验得到的电流波形进行对比。研究发现,电流波形,上升沿时间越短,脉冲放电效果越好。铜丝变化产生等离子体的过程中,等离子体通道具有一定的电阻性。实验数据结果与模型数值计算结果基本相符。     

黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展

基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域——黑河流域水环境演变诸方面研究成果,综述了上游山区成水环境、中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明：在大尺度上,流域上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势;在小尺度上,则表现水环境演变的时空异质性。驱动机制方面,在空间上,流域上、中、下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧重;在时间上,表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。     

关于成矿系列的结构

成矿系列是一个自然系统,它由若干矿床成因类型组成。各矿床类型间的时空结构关系表现为各类型间的“共生性”、“过渡性”和“重叠性”;其物质结构关系表现为“互补性”.本文按系统论观点,分析了上述结构,提出长江中下游铁铜成矿系列的新模式,并指出研究成矿系列的结构对预测矿产的重要意义.     

黄河下游的河性

本文探讨了黄河一般特性的综合关系,讨论了河道演变中均衡与非均衡的问题、滩槽冲淤的利与害和主与从的问题,同时讨论了河道冲淤演变特性、与水沙条件的关系、河槽淤积率和淤积比等。