不同台风合成风场方案在南海的适用性研究

我国南海地区常受台风侵扰,台风场是研究台风浪灾害以及风暴增水灾害的必要条件之一。因遥感风场存在台风大风圈附近风速明显偏小的问题,所以在台风场相关研究中,多采用台风模型风场和背景风场相结合的方式——即合成风场。本文选取南海相关研究中常用的3种台风场模型,对比其特点,并采用NECP CFSR作为背景风场,将合成风场和实际观测风速进行对比,结果显示在南海地区采用Jelesnianski模型得出的风场和实际风场吻合度最好,建议在该风场基础上考虑南海的地理特殊性,进行台风场模型的改进。     

西南某山区高速公路岩溶隧道的涌水灾害危险性研究

西南某山区高速公路越岭岩溶隧道所处区域地质环境条件复杂,全段不仅存在通过岩溶进行地下水近、远程补给而发生涌水突泥的风险,而且勘察发现进口段存在岩溶管道与临近龙湖存在水力联系,存在湖水倒灌的风险。因此,本文以隧道近场区地质建造和构造改造格架为分析物质基础,以地质作用过程机制为分析方法,通过调查、物探及钻探等手段基本查明隧址区环境地质条件,在此基础上建立水文地质原型,对地下水、地表水的补径排关系和渗流场特征,及岩溶空间展布特征展开分析研究,定性到半定量地进行了隧道涌水危险性预测评估,并以评价成果为依据对原隧道平纵布置进行了调整,以进一步降低建设和运营期间的涌水突泥危险性。     

广西会仙喀斯特湿地植物群落的多样性和区系成分

以会仙喀斯特湿地为研究区,采用样地和样方相结合的方法,开展了野外植物调查,研究了植物群落的物种组成、多样性和区系成分。研究结果表明,2022年8月,在会仙喀斯特湿地中分布着39科79属133种植物,被子植物(128种)占绝对优势,而且以挺水植物(77种)为主;优势科为禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae),分别包含了15属31种和7属24种物种;优势属为蓼属(Polygonum)、荸荠属(Heleocharis)和莎草属(Cyperus),都有6种物种;会仙喀斯特湿地中主要有12种植物群落,其中,马来眼子菜(Potamogeton malaianus)群落和五刺金鱼藻(Ceratophyllum demersum var. oryzelorum)群落的多样性水平较高,长苞香蒲(Typha angustata)群落和菰(Zizania caduciflora)群落的多样性水平较低;会仙喀斯特湿地中的植物属区系具有热带特性。     

矿产资源开发利用上线划定方法与应用研究

加快构建自然(矿产)资源上线,实行资源总量管理,是资源领域贯彻落实中央关于生态文明建设和实现经济转型发展的具体措施.本文分析了矿产资源开发利用上线划定的影响因素,引入开发利用强度和开发利用强度指数,构建了开发利用强度指标体系.以大宗战略性矿产铁矿为例,运用层次分析法对2009—2018年我国铁矿开发利用强度进行了评价,计算并划定了铁矿开发利用强度指数上线.构建了铁矿开发利用上线模型,并在分析钢铁产业发展趋势的基础上基于合理假设划定了未来我国铁矿开发利用上线,研究结果表明,到2020年、2025年、2030年和2035年,我国铁矿石开发利用上线分别为9.03亿吨、8.62亿吨、8.21亿吨和7.9亿吨.     

攀西宁南-会东地区水系沉积物地球化学异常多元统计评价

宁南-会东地区水系沉积物地球化学异常以Pb、Zn异常为主,以汇水域异常为研究单元,对全区82个流域单元进行因子分析,圈定甲类流域单元异常10处,乙类流域单元异常18处,丙类流域单元异常51处,丁类流域单元异常3处,在分析铅锌矿成矿地质条件和已知铅锌矿床(点)的空间特点的基础上,采用多元统计方法,对本区水系沉积物地球化学异常进行了分类评价。     

不同水位和竞争模式对典型湿地植物生态化学计量特征的影响

以洞庭湖典型湿地植物辣蓼为目标植物,短尖苔草为邻近植物,通过控制实验研究不同水位(30、0和-30 cm)和竞争(无竞争、全部竞争、地上竞争和地下竞争)模式下目标植物生长及生态化学计量特征的变化.结果表明:水位处理显著影响不同竞争模式下的生物量积累,辣蓼生物量随水位增加显著降低;-30 cm水位无竞争模式下生物量最大,为10.84±1.52 g.在30 cm和0 cm水位梯度下,不同竞争模式下的生物量间无显著差异.但-30 cm水位下,地下竞争模式下的辣蓼生物量积累较全竞争模式和地上竞争模式下显著增多,说明非胁迫条件下,辣蓼和苔草的竞争以地上竞争为主.水位处理对辣蓼叶片、茎和根的氮、磷含量影响显著,30 cm水位下,叶片氮、磷含量显著高于其他水位下的含量.在-30cm水位下,叶片C∶N和C∶P显著高于其他水位下的比值,分别为48.08±3.85、590.3±43.4.相比于对照处理(无竞争),竞争作用下的辣蓼总氮含量降低,而C∶N值增加,N∶P值降低,这可能是因为竞争作用导致辣蓼对氮的吸收减少所致.     

深海海底边界层原位观测系统研发与应用

为进一步研究南海北部陆坡海洋动力过程对深海海底边界层的影响,研发了“深海海底边界层原位观测系统(In-situ Observation System for Bottom Boundary Layer in Abyssal Sea)”,ABBLOS。观测系统主体为坐底式深海运载平台,最大工作水深可达6 700 m(实际工作水深取决于搭载设备的耐压水深),是研究深海海底边界层问题的重要技术创新。观测平台由上下两部分框架结构组成,上部框架用于搭载和回收观测设备,下部支撑架为配重,并且用于提供距离海底1 m的观测空间;同时创新性地设计了“卡槽定位-螺栓紧固”的连接方式连接上下两部分,连接方式简单可靠,保证了平台回收成功率。ABBLOS集成了75 k-ADCP、高频ADCP、ADV、高精度压力计、海底摄像机等设备,以及甲烷、温盐深、浊度、溶解氧、氧化还原电位等传感器,首次实现了内波、中尺度涡等海洋动力过程与海底边界层物理化学参数的动态变化同步观测,特别是可以观测距离海底1 m高度范围的水体流速剖面,并且达到7 mm一层的垂向空间分辨率。研制完成后,2020年在南海北部陆坡神狐海域655 m和1 405 m水深处分别成功布放并回收,观测时间共计34天,采集到观测站位上覆海水的流速剖面结构,捕捉到了平均周期为1天1次的内波作用过程,以及海底边界层的多种物理化学参数。初步分析655 m水深处的观测数据后,发现深海海底边界层的温度、压力、溶解氧、密度和盐度等参数受控于海洋潮汐过程,尤其是温度和压力的变化基本与潮汐周期同步。海底边界层氧化环境较为稳定,甲烷浓度由高变低,但是基本在海洋溶解甲烷平均浓度范围内。与潮汐相比,内孤立波对深海海底边界层水体的影响程度较小,但是明显可以引起沉积物的再悬浮,引起的海底边界层的海水浊度从背景值的0.01 NTU增大到48 NTU,海底摄像机也记录到了内孤立波期间深海底层海水突然变浑浊的过程,说明南海内孤立波可以影响海底沉积物的输运。     

基于多视角二维图像的钙质砂颗粒三维重构方法

以多视角二维图像为基础进行复杂形状颗粒三维重构。以具有复杂形状的钙质砂颗粒为样本,针对块状、条状以及树枝状等典型复杂形状颗粒进行重构,并以凸度、圆形度以及长宽比等形状指标为依托对其最终重构精度进行表征。在重构过程中,以颗粒初始投影面为基础绕轴转动获取一系列颗粒二维投影图像,并提取其边界坐标值,而后利用三维点云与所获取的二维图像轮廓坐标进行定位匹配,并删除位于二维图像轮廓外部点集,最终得到使得所有点均位于所获取的系列二维图像轮廓内。在此基础上,进一步对点云实体化处理并构建得到三维实体。通过对150个不同形状颗粒展开重构,统计发现90%以上颗粒的重构误差在10%以内,其中,误差范围最大的为树枝状颗粒,最大误差为10.84%,最小误差则小于1.00%。该方法原理简单,可有效地构建得到精度较高的复杂形状颗粒三维模型。     

深海底质土-金属界面间黏附特性试验研究

基于取样于太平洋C-C矿区(Clarion-Clipperton Zone)的深海底质土,采用美国INSTRON公司生产的5943型万能材料试验机,选用4种常用的海洋金属,自制金属模具,开展黏附特性试验,研究孔隙比、法向压力和加载速度等因素对深海底质土与金属界面间黏附特性的影响规律。并基于平行圆盘分离力的计算公式,建立了深海底质土-金属界面表层土黏附指数的计算公式。研究结果表明：随着土样孔隙比的增加,黏附力呈增加的趋势,增速先快后慢,最终趋于平缓。随着法向压力的增加,深海底质土与金属界面间的表层土黏附指数呈指数函数增加趋势。随着加载速度的增加,深海底质土与金属界面间的表层土黏附指数反而呈逐渐减小的趋势。4种金属中,铝合金5052和钛合金STi80对深海底质土表层土的黏附能力较弱。该研究结果为我国深海采矿系统的安全运行提供一定的理论依据。     

微型桩技术在堆积层滑坡应急处置中的应用——以湖北英山县石鼓寺滑坡为例

滑坡在湖北黄冈地区每年新增地质灾害的数量中占比达80%,其中堆积层滑坡是主要类型。堆积层滑坡分布广泛、发生频率高、持续危害性大等特点给该地区地质灾害防治工作带来巨大挑战。微型桩技术具有工期短、见效快、占地少等优点。结合近年来微型桩在各地滑坡应急处置中的成功实践,本文在对英山县石鼓寺滑坡应急处置难点进行分析后,确定了采用微型桩先行支护的处置方案。滑坡数值模拟与位移监测数据证实了微型桩在黄冈地区堆积层滑坡应急处置中是可行的。该研究对黄冈地区应用微型桩技术处置小型土质堆积层滑坡具有很好的借鉴意义。