钙华非经典沉积的纳米生长过程与调控机制初探——以九寨沟—黄龙钙华形成为例

钙华是自然界重要的岩溶碳酸盐沉淀之一,其形成过程往往受到生命活动的影响,弄清钙华生物沉积作用有助于更好地理解钙华微岩相结构和地球化学特征的气候环境指示意义。本文以黄龙-九寨沟钙华形成为例,阐述黄龙-九寨沟现代钙华纳米结晶特征、纳米钙华的生长和集合体形态,分析模拟实验中生物有机质对钙华生长和形貌的调控原因,揭示了生物活动和代谢产物对纳米钙华成核、生长及钙华晶体形貌的调控两途径四阶段机制;为探究钙华成因、碳酸钙生长调控机制、钙华退化的因素及其保护和可持续利用钙华景观具有重要的科学价值。      

江苏沿海地区地面沉降影响因素及防控对策

通过对江苏沿海地区地面沉降现状、地质背景及人类活动的分析,阐述了影响沿海地区地面沉降发生和发展的主要因素。研究表明,地下水过量开采是控制区域地面沉降发生和发展的主要因素,水文地质条件的不同导致了南北地面沉降发生和发展的差异;主采含水层和相邻弱透水的固结压缩是沉降的主要来源。以地面沉降风险评价为核心,综合地下水水位变化趋势、工后沉降、滩涂区固结沉降,划分了地面沉降控制区,并根据主要沉降诱因分类分级提出防控对策。     

北部湾盆地福山凹陷花东—白莲北部地区流三段砂岩储层致密成因

福山凹陷作为北部湾盆地富油气凹陷之一。流三段作为花东-北莲地区目前重要产层,其储层岩性以砂砾岩、含砾细砂岩及细砂岩为主,主要为岩屑砂岩、长石岩屑砂岩,岩石学上表现为高成分成熟度、高结构成熟度及较高的胶结物含量的“三高”特征,孔隙度为8.41-12.14%,渗透率为0.224-3.472mD,属于中-低孔特低-超低渗储层。研究表明机械压实作用是本区砂岩储层致密的主要因素,成岩中期A阶段的溶解作用对储层物性有一定改善作用,由于长期处于封闭的成岩环境,长石和岩屑溶解不彻底,自生高岭石的形成有效改善了储层物性,但其含量少,并与伊/蒙混层、伊利石、绿泥石共生充填孔隙,因此对储层物 性改造有限。沿流体通道或孔隙沉淀的伊/蒙混层、伊利石、绿泥石、碳酸盐以及石英Ⅱ级次生加大是储层进一步致密的重要因素。     

淮河流域（山东段）南部平原区浅层地下水有机污染特征

随着经济的发展,淮河流域山东段南部平原区地下水污染、环境问题日趋严重。就该区浅层地下水有机污染特征进行了总结,并就污染源、浅层地下水及表层土壤有机污染现状、河流对两侧浅层地下水的影响及污染途径等问题进行了研究。结果表明,该地区浅层地下水中有机组分检出率较低,有机组分中仅有个别指标水质超标,研究区浅层地下水有机污染程度整体较轻。平面分布特征上,有机物检出点及污染严重点主要集中在城镇所在地及周边地区、河道两侧及工矿企业密集区;在垂向分布特征上,浅层地下水的有机污染程度较深层地下水严重,随着深度的增加,污染程度逐渐减弱。     

热带大气ISO在几种再分析资料中的对比分析

利用NCEP/NCAR, NCEP/DOE和ERA40 3套再分析资料的逐日200 hPa纬向风数据,选取1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年3种不同气候态,对比分析了3种气候态下热带大气季节内振荡 (ISO) 的基本气候特征及其在不同再分析资料中的异同。研究表明:1981—2010年气候态下,热带大气ISO冬春强、夏秋弱的年循环特征更加明显,东传短波能量增强,起始北传时间偏晚。NCEP/NCAR与NCEP/DOE资料所表征的热带大气ISO在空间分布、强度和能量传播方面的一致性较好。NCEP/NCAR资料反映的热带大气ISO强度在热带印度洋和热带西太平洋地区较ERA40资料偏弱,在赤道东太平洋地区较ERA40资料偏强;ERA40资料反映的热带大气ISO强度在12月—次年3月中旬较NCEP/NCAR资料偏强,而在3月中旬—11月偏弱;ERA40资料反映的热带大气ISO振荡位相较NCEP/NCAR资料超前10 d左右;NCEP/NCAR资料反映的东传谱能量弱于ERA40资料,西传能量强于ERA40资料;7月中旬,NCEP/NCAR资料反映的东亚地区大气ISO经向北传较ERA40资料偏晚。     

三维散度方程及其对暴雨系统的诊断分析

利用WRF模式对中国江淮流域一次典型的江淮梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟。在模拟结果比较可信的前提下，利用该模式输出的高时空分辨率资料，分析了三维散度的时空分布特征与降水的关系。分析发现，此次江淮梅雨暴雨过程中，对流层中低层尤其是4.287 km（约600 hPa) 高度层的三维散度场非零区与雨带对应较好。其移动趋势也与雨带的移动趋势（相同时段基本位于相同的纬度带内，逐渐南移) 一致。暴雨大值中心与三维散度极值中心重合。降水量的增减与三维散度强度变化一致。而无降水的区域为大片的三维散度零值区。三维散度之所以能较好地诊断降水，是因为对流层低层的水汽蒸发和对流层中高层的水汽凝结形成了云，而云导致的质量强迫对三维散度的这种上负下正的分布又有正反馈的作用，而且为降水的发生发展提供了有利条件。在以上分析的基础上，推导了三维散度方程，并通过计算找出影响三维散度变化的主要因子。     

喀斯特洞穴窝穴的形态对比与成因分析——以贵州省双河洞为例

喀斯特洞穴窝穴作为洞穴小形态的一种,记录了喀斯特地区地下河的演变过程和洞穴的发育状况。通过对双河洞系统中阴河洞、响水洞洞穴窝穴的规模、形态大小进行统计,对比了两洞穴窝穴形态的差异性并分析其成因。结果表明:在规模上,阴河洞窝穴分布面积较小,但窝穴数量相当可观,响水洞窝穴分布数量巨大,范围广泛,成千上万的窝穴沿洞穴通道两侧分布;在平面形态上,阴河洞内窝穴扁率要高于响水洞;在垂直剖面上,阴河洞内窝穴深宽比要比响水洞的偏大,且阴河洞窝穴以“V”型、倒“Ω”型窝穴为主,响水洞窝穴以倒“Ω”型窝穴为主,这与两洞穴水动力条件、地质构造、推移质、基岩、风化溶蚀作用等因素的不同密切相关。      

地下水渗流沉降的三维耦合模型及程序的研制

研制可合理模拟预测基坑降水过程中引起地面沉降的计算机程序,并提出最优化降水方案。基于三维全耦合数值模型,笔者开发了GWS软件。GWS软件是以比奥固结理论为基础,将土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化考虑进去,通过耦合地下水渗流场和土体应力场进行模拟预测基坑降水过程中渗流场及地面沉降的变化。以一个实际基坑降水工程为例,经GWS软件计算得出5口井联合抽水方案,后续工程证明此方案正确、可靠。以三维全耦合数值理论为基础的GWS软件,可以为基坑降水工程引起的地下水渗流场变化及地面沉降量提供可靠的预测。     

基于GWR的丁家山铅锌矿控矿因素影响研究

在成矿预测领域,探索各控矿因素对成矿的影响规律,有助于提高成矿预测模型的精准度。隐伏矿体矿产分布具有真三维特性,利用经典统计模型和计量方法进行成矿预测存在可靠性低的问题。三维地理加权回归将真三维空间的位置信息加入普通线性回归模型,更有利于探究矿产分布及其控矿因素之间的内在联系。以福建丁家山铅锌矿Pb品位及其控矿因素数据为例,在排除各控矿因素变量之间存在的多重共线性问题以及证实福建丁家山铅锌矿Pb品位数据具有显著的空间自相关的基础上,对该组数据分别进行了普通线性回归分析和三维地理加权回归分析。结果表明,采用地理加权回归模型比采用普通线性回归模型具有更高的显著性,验证了各控矿因素对成矿的影响具有空间非平稳性。同时,通过采用自适应带宽对地理加权回归方法不同权函数运算结果的对比,证明Tricube权函数更能体现各控矿因素对成矿的影响随距离衰减的规律。从不同核函数的地理加权回归模型在三维空间的作用效应来看,各控矿因素的三维空间非平稳性显著,表明三维空间的地理加权回归模型在地下矿体建模与预测等方面还有很大的发展空间。     

Improved ENSO forecasts by assimilating sea surface temperature observations into an intermediate coupled model

A simple method for initializing intermediate coupled models (ICMs) using only sea surface temperature (SST) anomaly data is comprehensively tested in two sets of hindcasts with a new ICM. In the initialization scheme, both the magnitude of the nudging parameter and the duration of the assimilation are considered, and initial conditions for both atmosphere and ocean are generated by running the coupled model with SST anomalies nudged to the observations. A comparison with the observations indicates that the scheme can generate realistic thermal fields and surface dynamic fields in the equatorial Pacific through hindcast experiments. An ideal experiment is performed to get the optimal nudging parameters which include the nudging intensity and nudging time length. Twelve-month-long hindcast experiments are performed with the model over the period 1984–2003 and the period 1997–2003. Compared with the original prediction results, the model prediction skills are significantly improved by the nudging method especially beyond a 6-month lead time during the two different periods. Potential problems and further improvements are discussed regarding the new coupled assimilation system.