建筑物高度对上行闪电触发以及传播影响的数值模拟

为了探讨建筑物高度对单个上行闪电触发以及传播的影响,设定了一个固定的背景电场,并结合自行触发的上行闪电随机放电参数化方案,进行了二维高分辨率上行闪电放电的模拟试验。结果表明:(1)上行闪电在初始阶段分支比较少;发展到离地面2 km左右后,闪电开始出现大量的分支,闪电通道开始出现明显的分叉:一部分通道继续向高电荷密度中心垂直传播,另一部分通道绕过高电荷密度中心,向外水平传播;模拟的上行闪电只能垂直传播到4 km处的负电荷中心,不能穿过0电势线向上方的正电荷区传播。(2)建筑物高度对上行闪电的触发起了关键作用,建筑物越高,越容易触发上行闪电。(3)建筑物高度对上行闪电传播具有一定的反作用,随着建筑物高度增高,模拟出的上行闪电的水平和垂直传播距离都有所减小,通道的分形维数变小,通道传播的总长度也逐渐减小。     

高建筑对周围建筑雷击保护距离的模拟

在已有先导连接参数化方案的基础上,选取近地面层为研究区域,保持方案中其他基本参量不变,通过改变闪电的空间形态,在同一建筑分布的背景下进行多次闪电模拟。研究多个建筑之间的屏蔽作用以及建筑雷击保护距离与建筑相关特征参数之间的关系,结果表明:高建筑对矮建筑具有屏蔽作用,并存在一个临界保护距离,当高、矮建筑高度分别为190 m和165 m,宽度均为20 m时,建筑之间的距离在12 m以内,矮建筑受高建筑完全保护不遭受雷击;建筑之间的距离超过12 m,矮建筑遭雷击次数明显增多。     

腈菌唑在茶园土壤中的对映体选择性降解与碳同位素分馏

运用对映体分馏分析(EFA)与单体同位素分析(CSIA)技术研究了三唑类杀菌剂腈菌唑在4种不同种植年限茶园土壤中的对映体选择性降解规律。腈菌唑的降解符合一级反应动力学方程,半衰期为28.4~70.5 d。4种茶园土壤中均表现为(+)腈菌唑优先降解,并均有碳同位素富集,表明发生了显著的微生物降解。腈菌唑在茶园土壤中的降解半衰期和对映体比在50年茶园土中最小,显著低于100年、20年和2年茶园土壤(P<0.05)。降解半衰期与砂粒含量显著相关(P<0.05),对映体选择性与粉粒含量显著相关(P<0.05)。运用Rayleigh方程计算各土壤中腈菌唑的碳同位素富集因子,并建立生物降解评估模型。应用两种方法评估生物降解所得结果与总降解率趋势相同。     

四川盆地东部中二叠统茅口组热液活动特征

四川盆地中二叠统茅口组存在丰富的热液流体活动。在野外剖面和岩心观察的基础上,利用多种分析测试方法,对四川盆地东部茅口组碳酸盐岩中的热液活动特征进行了探讨。研究区茅口组热液活动包括2类,一类为硅质热液,表现为薄层硅质岩或硅质团块;另一类为碳酸盐型热液,表现为粗晶方解石和白云石充填在张性构造裂缝中或呈"雪片状"集合体,偶见少量黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物伴生。硅质岩主量元素之间的关系表明硅质来源具有多样性,是热液硅与壳源硅的混合;黄铁矿、闪锌矿原位S同位素δ34S介于-3.91‰~-6.87‰之间,推测可能受到了微生物和基性岩浆岩的双重影响;方解石脉和具鞍状双晶的白云石脉普遍具有Ca O高于标准计量、相对富Sr和U、贫REE和Ti、Ce/Ce*明显负异常、Eu/Eu*主体正异常、Y正异常等特征,表明碳酸盐脉为热液活动的产物,流体来源也呈现出火山活动相关流体与富钙地下水混合的特点。闪锌矿富集Ge和Cd,Zn/Cd及Zn/Fe值反映了中等成矿温度。硅质岩和碳酸盐流体包裹体均一温度变化范围较大,介于54.7~294.3℃之间,与稀土元素和微量元素比值所揭示的特征吻合。研究结果表明,穿层状硅质结核和团块的首次出现往往标志着茅口组热液活动的开始,而张性构造裂缝和碳酸盐型热液活动带来的围岩白云化作用则有效地改善了白云岩储集层的物性。     

鄱阳湖汇流顶托对长江汉口水位影响的量化分析

为定量评估汇流顶托对水位变化的影响,本文从水文过程仿真及顶托响应评价入手,提出了一种汇流顶托对水位影响的量化分析方法,并以长江汉口江段为例,开展了鄱阳湖汇流顶托对长江汉口江段水位影响的量化评价,结果表明:改进提出的长江汉口江段水文仿真模型,经参数优选后确定性系数可达0.98以上,总量相对误差绝对值在3%以内,较好地再现了水文变化过程;通过响应指数定义及水文过程模拟,研制了汉口多值型水位流量关系响应特征曲线,揭示了鄱阳湖与长江水位变化的关联性机制;经2016和2020年洪水实例分析,汉口江段长历时高洪水位主要受长江来水及鄱阳湖汇流顶托共同驱动,二者合力贡献可达83.3%以上,其中鄱阳湖汇流顶托贡献率在35%左右.其余因素(如区间洪水、沿江排涝等)亦助推高洪水位形成,部分时段贡献可达近34.4%.本文提出的顶托量化分析方法,可定量评估因顶托效应引起的水位变化,为解析河段高洪水位成因机制提供了有效的技术支撑.     

四川盆地东部中二叠统茅口组热液活动特征*

四川盆地中二叠统茅口组存在丰富的热液流体活动。在野外剖面和岩心观察的基础上,利用多种分析测试方法,对四川盆地东部茅口组碳酸盐岩中的热液活动特征进行了探讨。研究区茅口组热液活动包括2类,一类为硅质热液,表现为薄层硅质岩或硅质团块;另一类为碳酸盐型热液,表现为粗晶方解石和白云石充填在张性构造裂缝中或呈“雪片状”集合体,偶见少量黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物伴生。硅质岩主量元素之间的关系表明硅质来源具有多样性,是热液硅与壳源硅的混合;黄铁矿、闪锌矿原位S同位素 δ³⁴S 介于-3.91‰~-6.87‰之间,推测可能受到了微生物和基性岩浆岩的双重影响;方解石脉和具鞍状双晶的白云石脉普遍具有CaO高于标准计量、相对富Sr和U、贫REE和Ti、Ce/Ce^*明显负异常、Eu/Eu^*主体正异常、Y正异常等特征,表明碳酸盐脉为热液活动的产物,流体来源也呈现出火山活动相关流体与富钙地下水混合的特点。闪锌矿富集Ge和Cd,Zn/Cd及Zn/Fe值反映了中等成矿温度。硅质岩和碳酸盐流体包裹体均一温度变化范围较大,介于54.7~294.3 ℃之间,与稀土元素和微量元素比值所揭示的特征吻合。研究结果表明,穿层状硅质结核和团块的首次出现往往标志着茅口组热液活动的开始,而张性构造裂缝和碳酸盐型热液活动带来的围岩白云化作用则有效地改善了白云岩储集层的物性。     

四川盆地东部茅口组白云岩成因: 来自岩石学、矿物学和地球化学的证据*

四川盆地中二叠统茅口组白云岩中蕴藏丰富的天然气资源,但是这套白云岩的成因多年来一直存在争议。盆地东部茅口组白云岩储集层多发育在茅三段中下部,纵向上厚度介于3.0~46.8 m之间,平面上沿北西—南东向基底断裂呈带状展布。野外和钻井岩心观察发现,白云岩内发育交织状张性裂缝,将岩石切割呈角砾状,裂缝多被粗晶方解石、白云石充填或半充填。根据围岩和裂缝中白云石晶体形貌和产出状态,在显微镜下识别出4类不同组构的白云石: 第1类为灰泥基质中“星散状”自形粉晶—细晶白云石; 第2类为半自形面状组构细晶白云石,呈他形—半自形镶嵌状; 第3类为具“雾心亮边”的自形晶面状组构细晶—粗晶白云石,具糖粒状结构,晶间孔隙发育; 第4类为脉体充填的粗晶鞍状双晶白云石。背散射照片显示前3类白云石的“雾心”部分晶面混浊、表面分布方解石残斑及微孔, 而第3类白云石的“亮边”部分与第4类鞍状粗晶白云石脉则晶体明亮、洁净、致密,属新生矿物。上述4类白云石的成分均具有富Ca和贫Fe、Mn、Sr的特点,MgO含量变化较大,其中前两类白云石MgO含量总体低于白云石标准计量,而后两类白云石的MgO含量则接近或略高于标准计量。岩石学、矿物学和地球化学特征表明:茅口组白云岩主要经历了2期白云化作用,初次白云化作用形成第1类、第2类白云石及“雾心”白云石,二次白云化作用形成“亮边”白云石和粗晶白云石脉体; 2期白云化作用均发生得很早,可能始于同沉积期至浅埋藏期。白云石原位微量元素和原位锶同位素分析表明,白云化作用流体具有混源的特点,流体可能由富Ca地下水以及与火山活动有关的热液混合而成。推测中二叠世末期峨眉山地幔柱的喷发引起四川盆地内基底断裂再次活动,造成茅口组内张性构造裂缝发育,这为白云化流体混合及运移提供了通道。     

一种三江平原湿地的植被冠层叶绿素反演

针对三江平原洪河湿地保护区内主要特征植被冠层的叶绿素含量,采用PROSAIL模型从物理角度进行反演。首先将叶面积指数、叶片结构参数、等价水厚度、叶绿素实测含量等一些植被理化参数的实测值输入模型得到模拟光谱数据,然后与实测光谱数据对比验证其准确性。在模型中,通过固定其他参量不变,取叶绿素含量为唯一值时,考察在不同叶面积指数下叶绿素含量对冠层反射率的影响。结果显示,植被冠层叶绿素含量的敏感波段为555nm和720nm。基于PROSAIL模型的叶绿素反演方法较传统的统计模型相比是较好且稳健的方法。     

冰晶核化对雷暴云微物理过程和起电影响的数值模拟研究

本文在已有的二维对流云模式中采用了一种与气溶胶有关的冰晶核化方案替代原有的冰晶核化经验公式, 并选取个例, 分别就两种方案进行了模拟对比试验。模拟结果表明:(1)新方案所得冰晶比含水量主要分布在-0.1~-7.6℃温区之间, 高于原方案所得的-50.1~-24.2℃温区;在整个雷暴云的发展过程中新方案冰晶的分布高度、温度区间以及最大浓度值均大于原方案。(2)在新方案中, 温度相对较高的过冷区产生大量冰晶, 其争食云中水汽抑制了云滴、雨滴的增长。此外, 与原方案相比, 霰增长受雨滴大幅减小的影响进一步得到限制, 导致生成的霰小于原方案, 且空间分布具有较大区别。(3)两方案在雷暴云初期形成的电荷结构不同;在发展旺盛与消散阶段新方案中电荷空间分布区域和电荷量均大于原方案, 此外, 在不同时刻主正电荷区和主负电荷区的中心高度存在差异。本文对云微物理过程及起电的分析为后继探讨气溶胶与雷暴云起放电过程、电荷结构之间的相互关系提供了有利条件。     

循环荷载下饱和粉土地基单桩水平承载特性试验研究

在饱和粉土地基中进行了单桩水平静力和循环加载室内模型试验,实测得到静载和循环荷载下桩身弯矩与深度的关系、桩身最大弯矩与循环次数之间的关系等,推导出静载和循环荷载下粉土的p-y曲线,并结合API规范给出了针对粉土地基的相关参数。单桩循环加载试验结果表明,在一定深度内随着循环次数增大,粉土极限抗力显著减小,文中给出了不同循环次数和深度下粉土地基极限抗力的折减系数建议值。