侧向侵蚀相关的走滑断裂滑动速率计算新方法

断层滑动速率是活动构造研究中的重要内容,是反映断裂活动性和地震危险性的重要参数之一。随着测年技术不断发展和测年精度大幅度提高,全新世甚至千年尺度和百年尺度的年轻地质体的位错也越来越多地被用于断层滑动速率计算。用走滑断裂带上地质体实测年龄计算滑动速率,会受到2种因素影响:1)累积位移时间是否与所测地质体年代相符合;2)地质体位移形成过程中会受到侵蚀。在利用全新世地质体计算断层滑动速率时,应将侧向侵蚀的影响剔除。因此,文中提出1种计算走滑断层滑动速率的新方法——差值法。走滑断层上河流阶地演化与断层位错分析表明,在阶地拔河高度存在较大差异的情况下,可以利用阶地拔河高度与年龄按比例进行计算。此方法在一定程度上提高了所计算滑动速率的精度,但是需要至少有3级不同阶地的拔河高度、年龄以及位错信息。若阶地拔河高度近似呈等差排列,即各级阶地上侧向侵蚀量近似相等的情况下,利用高-低阶地累积位错量之差与对应阶地年龄差来计算滑动速率,可以在一定程度上减少上述2种因素对滑动速率的影响。应用差值法计算得到阿尔金与昆仑断裂的滑动速率为4.7~8.8mm/a,与前人获得的地质学滑动速率、测地学滑动速率、缩短速率以及强震复发周期结果一致。     

多窗谱分析方法及其在全球变暖研究中的应用

多窗谱分析方法是一种低方差、高分辨的谱分析方法 ,尤其适合于非线性气候系统中高噪声背景下弱信号、时频演变信号的诊断分析。文中简要地介绍了多窗谱分析方法的基本原理 ,并将其用于近 1 5 0 a来全球及南、北半球温度变化的研究。结果表明 :(1 )在温度呈线性变暖的背景趋势下 ,北半球、全球年平均温度还具有显著的 40～ 70 a的准周期低频振荡 ,它们与变暖过程中的波动性密切相关 ;(2 )年代际振荡信号在北半球温度序列中也相当明显 ,南半球则存在多种低于 5 a尺度的显著振荡周期 ,半球或全球 ENSO振荡分量、QBO周期信号的振幅都具有缓变包络的特性 ;(3 )与传统功率谱估计、最大熵谱估计结果的对比表明 ,多窗谱分析方法方法得到的谱估计分辨力高 ,稳定性强。     

昆明市地热田越流含水系统中地下热水的数值模拟

深层基岩地下（热）水水化学污染问题日趋严重,急需定量而仿真地模拟和预报天然状态和各种人为工程经济活动下地下（热）水流动及溶质（或污染物）的运移。在充分认识地质、水文地质条件的基础上,建立了考虑温压变化和越流条件的昆明市地热田深层基岩地下热水系统中水流和溶质运移的准三维非稳定流数学模型。模型用于开采条件下地热田地下热水水位及 F^－、Cl^－浓度的模拟,模拟结果具有较高的仿真性,拟合误差一般小于 2％～5％,表明模型合理、可靠。应用所建模型预测了开采条件下昆明市地热田II块段地下热水流场和溶质浓度动态的变化趋势,并提出了控制地下热水环境进一步恶化的措施。     

塔里木河水质盐化及改善途径

塔里木河在1958年前是一条淡水河,河水的矿化度在各段及不同季节均未超过1.0g/L,现全河段各月平均矿化度除8月洪水季节<1.0g/L,其余各月都在1.0g/L以上。上游阿拉尔水文站平均每年有5个月为1～3g/L,4个月为3～5g/L,2个月超过5g/L,最高5月份达到6.3g/L.阿拉尔的淡水所占比例不足年平均径流量的35%.下游卡拉全部为微咸水。造成塔里木河水矿化度升高的原因,除气候干旱、蒸发强烈、土壤含盐量高等自然因素外,主要是灌溉、排水不合理,上游三条主要支流灌溉引水增加,使补给干流的淡水资源量由1960年前的50.0亿m3减少到1990年后的42.0亿m3;与此同时大量农田排水泄入塔里木河,每年带入盐量达467.4万t.要改善塔里木河水质,必须减少农田排水泄入,实行咸、淡分流,退耕还林;并在源流区适度开发地下水,使三源流向塔里木河输水量每年不少于46.0亿m3。     

东昆仑东段三叠纪岩浆岩Nd–Hf同位素组分特征、物源演变规律及其构造背景

作为中央造山系西段的重要组成部分,东昆仑造山带以大面积区域性展布的三叠纪岩浆岩为鲜明特色。依据收集的东昆仑东段三叠纪岩浆岩96件锆石U–Pb年代学数据,限定三叠纪岩浆作用时间为252～212 Ma。结合岩石组合,将其进一步划分为早（252～238 Ma）、中（238～226 Ma）、晚（226～212 Ma）3期,其中岩浆活动峰值为早期（252～238 Ma）。Nd同位素数据（106件）统计结果表明：东昆仑东段三叠纪岩浆岩εNd(t)值为–9.4～–1.7,大多为–6.5～–3.0;Nd模式年龄TDM(Nd)为0.72～1.88 Ga,大多为1.00～1.80 Ga。Hf同位素数据（全岩、锆石;41件）统计结果表明：东昆仑东段三叠纪岩浆岩εHf(t)值变化较大（–8.4～+12.4）,主要为–4.5～+2.0;地壳模式年龄TDMC(Hf)值为0.49～ 1.80 Ga,大多为1.15～1.55 Ga。整体而言,三叠纪岩浆岩物源以中元古代壳源物质的再造为主,新生地壳（＜1.0 Ga）和古元古代地壳有所参与,但比例小。从岩浆活动早期（252～238 Ma）到中期（238～226 Ma）再到晚期（226～212 Ma）,εNd(t)值在岩浆活动早期（特别是在早三叠世）较高,正的εHf(t)值占据很大比例,物源中存在较多的新生物质;中期以较低的εNd(t)值和负的εHf(t)值为主,Hf模式年龄显示出现古元古代物质;晚期Nd–Hf模式年龄揭示较古老的壳源组分增多。这种岩浆岩物源演变趋势,与东昆仑东段三叠纪具俯冲到同碰撞再到碰撞后的构造演化背景一致。     

十年间黄海大型底栖动物优势种的变化

本文根据2000年10月、2001年3月、2003年6月、2004年1月、2011年4月和8月黄海大型底栖动物调查资料对十年间大型底栖动物优势种的变化进行研究。研究结果表明:十年间共出现优势种9种(优势度0.02),包括寡鳃齿吻沙蚕Nephtys oligobranchia、背蚓虫Notomastus latericeus、掌鳃索沙蚕Nin?e palmata,角海蛹Ophelina acuminata和蜈蚣欧努菲虫Onuphis geophiliformis等5种多毛纲动物,薄索足蛤Thyasira tokunagai和橄榄胡桃蛤Nucula tenuis等2种软体动物,浅水萨氏真蛇尾Ophiura sarsii vadicola和紫蛇尾Ophiopholis mirabilis等2种棘皮动物。其中,薄索足蛤为2000年10月、2003年6月、2004年1月和2011年4月航次黄海大型底栖动物优势种,浅水萨氏真蛇尾和掌鳃索沙蚕为2011年4月和8月航次黄海大型底栖动物优势种、角海蛹为2004年1月和2011年4月航次黄海大型底栖动物的优势种。背蚓虫则是2011年8月航次的优势种,优势度为0.0859。对2011年2个航次调查区域深度进行划分,结合底层水温度和盐度等环境因子进行指示种分析,结果表明,黄海0—30m水深区域指示种为日本角吻沙蚕Goniada japonica、寡节甘吻沙蚕Glycinde gurjanovae、美人虾Callianassa sp.和双眼钩虾Ampelisca sp.。30m水深以上区域的指示种主要是背蚓虫、奇异指纹蛤Acila mirabilis、掌鳃索沙蚕和浅水萨氏真蛇尾。指示种组成与优势种的组成较一致,表明水深、底层水温度和盐度是影响黄海大型底栖动物优势种分布的主要因素。十年间上黄海近岸水域底栖动物优势种发生了变化,小型的多毛类如背蚓虫和掌鳃索沙蚕等成为近岸海域主要的优势种。冷水团水域优势种较稳定,主要为浅水萨氏真蛇尾和薄索足蛤。     

利用经验正交函数数据插值法重构东中国海叶绿素a质量浓度场

利用经验正交函数数据插值法(Data INterpolating Empirical Orthogonal Functions)重构由MODIS-Aqua卫星提供的三级产品叶绿素a质量浓度,得到了从2003—2009年东中国海叶绿素a质量浓度的月平均场。东中国海近岸叶绿素a质量浓度7 a平均值明显高于外海。对叶绿素a质量浓度季节平均场进行分析研究表明,东中国海叶绿素a质量浓度主要受长江径流、海表水温和季风的影响。对叶绿素a质量浓度异常场进行EOF分析表明,第一模态方差贡献为37.8％,空间分布显示,在长江口东北部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间变化以半年和半年以下周期为主;第二模态方差贡献为21.4％,空间分布显示,在长江口东部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间系数主要表现为年际变化。     

黄河三角洲新生湿地土地覆被演替图谱

本文根据黄河三角洲新生湿地盐生、湿生、中生以及人工等不同生境的生态景观类型 ,将本区土地覆被类型分为 9类 ,即研究区海域、滩涂、柽柳 -翅碱蓬群落、獐毛 +白茅群落、芦苇 +荻群落、有林地、天然河流与人工水体、耕地和居民工矿用地。从遥感影像数据 (包括LandsatTM432、CBERS 1CCD432 )和专题矢量数据中提取了 1 984、 1 991、 1 996和 2 0 0 0年四期土地覆被数据 ,采用区域质心函数计算四个时期 9类覆被的分布重心 ,并合成土地覆被重心演替过程图谱 ,通过图谱分析 ,归纳出湿地植被演替的三种模式 ,即陆进模式、海退模式以及人类活动影响模式 ,为认识新生湿地植被演替规律以及人类活动的影响、制定湿地保护措施提供参考依据。     

Improved algorithms for generalized finite element simulations of three-dimensional hydraulic fracture propagation

This paper reports improvements to algorithms for the simulation of 3-D hydraulic fracturing with the Generalized Finite Element Method (GFEM). Three optimizations are presented and analyzed. First, an improved initial guess based on solving a 3-D elastic problem with the pressure from the previous step is shown to decrease the number of Newton iterations and increase robustness. Second, an improved methodology to find the time step that leads to fracture propagation is proposed and shown to decrease significantly the number of iterations. Third, reduced computational cost is observed by properly recycling the linear part of the coupled stiffness matrix. Two representative examples are used to analyze these improvements. Additionally, a methodology to include the leak-off term is presented and verified against asymptotic analytical solutions. Conservation of mass is shown to be well satisfied in all examples.     

黄河口及其邻近水域强壮箭虫密度的时空分布及其与环境因子的关系

为探究强壮箭虫（Sagitta crassa）在黄河口及其邻近水域的时空分布特征及其与生物和非生物环境等因子的关系,本文依据2013—2014年在黄河口及其邻近水域6个航次的调查数据,采用丛生指标（I）、聚块性指标（A）和负二项分布参数的倒数（C_A）等聚集指标,分析了强壮箭虫的空间分布特征;应用广义可加模型（GAM）研究了强壮箭虫密度的时空分布和环境因子的关系。结果表明,黄河口及其邻近水域强壮箭虫平均密度为21.85 ind/m3,春、秋季高,冬、夏季低;其密度的空间分布以黄河入海口附近水域为密集中心,向远岸水域逐渐降低;强壮箭虫在黄河口及其邻近水域的聚集特征随密度的变化存在两次聚集和两次扩散;水深、表层水温和浮游桡足类密度是影响其密度时空分布的主要因子,总偏差解释率为55.11%,强壮箭虫密度随水深的增加而减小,随表层水温的升高先增加后减小,随桡足类密度的增加而增加。强壮箭虫密度受黄河口及其邻近水域环境因子变动的影响,具有明显的季节变化和空间分布规律。