基于GPU加速技术的非结构流域雨洪数值模型          下载免费PDF全文

侯精明  张兆安  马利平  张大伟  向立云  汪煜  李继成 《水科学进展》2021,32(4):567-576

为高效高精度地模拟流域雨洪过程,应用动力波法求解二维圣维南方程,并耦合水文过程,建立了包含流域降雨产流、汇流、下渗以及洪水演进等过程的高性能流域雨洪数值模型。该模型的优势在于使用非结构网格,可较好地处理不规则边界,准确贴合复杂地形表面,使得模型能精确计算模拟流域雨洪过程,同时引入GPU技术加速计算,使得大尺度流域雨洪计算成为可能。最后,将模型应用于V型经典算例及2个实际流域雨洪算例,所得结果与实测吻合较好,计算所用时间较短,表明该模型可以快速且精确模拟流域雨洪过程。研究结果有助于实现对实际流域雨洪灾害进行合理高效的预测,为应急抢险工作提供有力支撑。  相似文献   

基于生态圈层结构稳定的地下水位计算与调控   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

汪勇  陈敏建  赵勇  闫龙  邓伟  王庆明 《水科学进展》2021,32(4):597-607

干旱区绿洲灌区水资源集中开发使用,改变了地下水潜流场分布,造成了盐渍化和荒漠化并存的生态问题,严重威胁着绿洲的生态安全。以生态圈层结构理论为基础,深化研究潜水影响层概念内涵,构建干旱平原区潜水蒸发概念性模型,以黑河罗城灌区为例,从机理上揭示干旱区荒漠化与盐渍化的地下水埋深条件并进行定量计算与调控,主要成果如下:①描述了造成内陆河干旱区绿洲内部盐渍化和过渡带荒漠化的潜水蒸发运移规律,利用潜水影响层定义了盐渍化与荒漠化地下水临界埋深,并进行了定量计算,得到罗城灌区绿洲内部次生盐渍化的地下水临界埋深为1.3~1.5 m,过渡带荒漠化地下水临界埋深为8~13 m;②讨论了潜水影响层厚度定量公式中关键参数土壤当量孔径和液体表面张力在不同生态问题中的合理取值;③提出一种协同缓解干旱区盐渍化和荒漠化的地下水位调控方案,实现改善灌区内部盐渍化、控制过渡带荒漠化和水资源高效利用等多个目标。  相似文献   

鄂尔多斯盆地东南缘黄陵矿区中生代煤系烃源层构造—热演化过程与生物气生成     

鲍园  唐佳阳  琚宜文  安超 《地球科学进展》2021,36(10):993-1003

煤系烃源层的构造—热演化过程研究对揭示煤系气的生成机制具有重要意义.为揭示鄂尔多斯盆地东南缘黄陵矿区向斜核部中生代煤系烃源层的构造—热演化过程、生排烃阶段及煤系气成因类型,根据含煤地层岩性、剩余地层现今埋深、储层孔隙度、镜质组最大反射率、甲烷碳氢同位素组成和生物甲烷产率等数据,运用Petromod 1D模拟软件与回剥反演法及EASY％Ro法对研究区煤系烃源岩的受热和生烃演化过程进行重建.研究结果表明:黄陵矿区自晚三叠世以来,煤系主要经历了3～4次"沉降—抬升"过程,其生烃演化过程可分为原生生物成因气、热成因气和次生生物成因气3个阶段.晚三叠世末期至中侏罗世早期,煤系烃源岩镜质组最大反射率演化至0.3％,对应原生生物成因气生成阶段;中侏罗世早期至早白垩世末期,煤系埋深及受热温度逐渐升高至最大值,镜质组最大反射率演化至0.67％～0.74％,热解生烃作用停止,对应热成因气生成阶段;自始新世早期至今,煤系发生抬升且埋深浅于2077～2148 m,受热温度低于75℃,对应次生生物成因气生成阶段.侏罗系延安组3号和2号煤层中甲烷碳、氢同位素组成数据和微生物降解煤岩生成生物气实验(甲烷累计产率为10.5～16.1μmol/g)为该区存在次生生物成因气提供了直接证据.  相似文献   

海洋涡旋在模态水形成与输运中的作用     

许丽晓  刘秦玉 《地球科学进展》2021,36(9):883-898

模态水在全球气候变化中有着重要作用.但是由于缺乏海洋次表层的高分辨率观测,对空间尺度为百公里的海洋中尺度涡旋如何影响空间尺度大于千公里的模态水的认识仍然欠缺.为了解决这一科学难题,在科技部的支持下,实施了一次成功的海上观测试验.系统梳理了基于该观测数据所发表的有关涡旋影响模态水潜沉和输运的主要研究成果:①捕捉并揭示了中尺度涡导致混合层水潜沉的过程和动力机制;②发现了中尺度涡携带模态水迁移的新路径;③阐明了模态水多核结构的形成机制.研究结果揭示了黑潮延伸体海域中尺度涡旋影响大尺度模态水的物理本质,为该海域多时空尺度海洋—大气相互作用作出了一定的贡献.通过对该次观测试验结果的分析和总结,得到了如下新的科学推论:海洋次中尺度过程对模态水的形成和耗散也具有重要影响.  相似文献   

人类从哪里来？——（4）人类演化与古地理、古环境和古气候变化     

季强  季燕南  吴文盛 《江苏地质》2021,45(1):1-7

详细介绍了8 Ma以来全球气候变化的规律,研究表明地球上主要发生过3次冷气候事件：第一次冷气候事件大约发生在距今7 Ma,一股强烈的干冷气流刮过欧洲大陆,穿越赤道地区直达非洲大陆,使得原始森林开始萎缩,面积的缩小导致古猿与人类发生演化分异;第二次冷气候事件大约发生在距今4.2 Ma,那时干冷气候持续发展,非洲大陆的原始森林进一步萎缩,并逐渐演化为稀树草原,出现了南方猿人和傍人;第三次冷气候事件大约发生在距今2.3 Ma,全球气候变化波动较大,冷-暖气候交替发育,地球上出现了真正意义上的人（人属）,并逐渐演化成现代人。根据目前的研究,人类的起源和演化与古地理、古环境和古气候变化密切相关,人类演化历史大致可分为7个时期：撒海尔猿人—原初猿人时期、地居猿人时期、南方猿人—傍人时期、能人—鲁道夫人时期、匠人—直立人时期、先驱人—海德堡人时期和智人时期。  相似文献   

人类从哪里来？——（5）北京直立人真的是东亚人的直系祖先吗？     

季强  季燕南  詹庚申 《江苏地质》2021,45(2):113-121

简要介绍了北京周口店北京直立人发现的过程、已发现的化石材料、现存的化石材料及首批复制的头盖骨模型。描述了北京直立人的主要形态特征,讨论了直立人与现代人在形态特征上的差异,认为包括北京直立人在内的东亚地区直立人是一个灭绝的支系,没有留下后代,不是现代东亚人或中国人的直系祖先。大约在2.0 Ma前,直立人起源于非洲的匠人或能人,而后走出非洲扩散到欧洲和亚洲。非洲的直立人约在90万a前演化为先驱人,约在60万a前演化为海德堡人,约在30万a前演化为尼安德特人、丹尼索瓦人和包括现代人在内的智人。推测从非洲向欧洲扩散的海德堡人后来有可能演化为尼安德特人,而向亚洲扩散的海德堡人后来可能演化为丹尼索瓦人和智人。讨论了北京直立人的分类位置和名称有效性问题,认为亚种不可能单独存在,必须有2个或2个以上的亚种才有效。当前需进一步深化研究北京直立人,探讨周口店的直立人与爪哇岛的直立人究竟有无差别。如果二者没有差别,那么周口店发现的直立人北京亚种（Homo erectus pekinensis）就不是有效名称,应直接归于直立人（Homo erectus）,称为“发现于北京的直立人”（Homo erectusunearthed from Beijing）。如果二者差异明显,有2种处理方法：一是直接提升为种,称为“北京人”（Homo pekinensis）;二是保持现状,仍然称为“直立人北京亚种”（Homo erectus pekinensis）,但印尼爪哇岛发现的直立人学名需作变动,应称为“直立人直立人亚种”（Homo erectus erectus）。  相似文献   

阿拉善地块南缘古生代花岗岩类研究进展          下载免费PDF全文

于锴  武磊  王二腾  郭志昂  王赟  王金荣 《甘肃地质》2021,(2):23-29

阿拉善地块处于华北克拉通,塔里木克拉通和祁连造山带的交汇处,其南缘古生代花岗岩广泛分布。结合近年来阿拉善南缘古生代花岗岩研究成果,从锆石U-Pb年代学和地球化学等方面进行分析总结,认为阿拉善南缘早古生代花岗岩主要受控于祁连造山带的构造演化,其岩浆活动可分为两期,中奥陶世—早志留世和中志留世—早泥盆世,前者处于俯冲环境,后者为后碰撞伸展环境;晚古生代花岗岩仅零星出露于龙首山地区,岩石地球化学特征与宗乃山—沙拉扎山构造带花岗岩相似,与中亚造山带的构造演化相关。并对目前研究中存在的问题和未来研究的方向提出了建议。  相似文献   

甘肃“马衔山玉”的宝石学特征研究          下载免费PDF全文

王蕾蕾  邵小鹏  魏学平  窦仕臻 《甘肃地质》2021,(1):84-89

“马衔山玉”是近几年甘肃玉石市场上时常出现的一种玉石品种,由于数量少且价格昂贵。采用常规宝石学仪器测试、偏光显微镜薄片观察、红外光谱仪等测试方法进行测试,结果表明,“马衔山玉”的主要组成矿物为透闪石,次要矿物主要为透辉石。马衔山软玉颜色多为青绿、黄绿色且籽料常见灰白色伴有“水草花”杂质的石皮。马衔山软玉透闪石颗粒细小,主要呈纤维交织结构,质地较新疆软玉稍差,油润度较青海、俄罗斯软玉强。  相似文献   

柴达木盆地大柴旦地区地下水水化学特征及演化规律     

张景涛  史浙明  王广才  姜军  杨炳超 《地学前缘》2021,28(4):194-205

地下水在干旱/半干旱地区的生态环境保护中起着主导作用。柴达木盆地北缘的大柴旦湖地处西北干旱区,其生态环境较为脆弱,了解该地区的地下水水化学演化特征,对这一生态敏感地区的地下水可持续利用至关重要。本研究通过采集该地区28 个具有代表性的水样,运用数理统计、Piper图、Gibbs图、离子比值、饱和指数和反向水文地球化学模拟等方法,分析了研究区地下水水化学类型分布特征,探讨了地下水水化学演化过程中的水岩作用。结果表明:(1)由山前冲洪积扇到大柴旦湖,地下水水化学类型由HCO₃·Cl·SO₄-Na·Ca型向SO₄·Cl-Ca·Na、Cl-Na型演化转变,总溶解固体物含量由小于1 g/L增至380 g/L以上。(2)Gibbs图、主要离子比值分析及饱和指数表明,研究区地下水水化学特征主要受水岩作用和蒸发结晶作用控制,沿地下水流路径上,主要发生了岩盐、石膏的溶解,方解石的沉淀,白云石和长石的溶解或沉淀。氯碱指数、[(Na⁺+K⁺)-Cl^-]与[(Ca²⁺+Mg²⁺)-( {\mathrm{HCO}}_3^{-}+ {\mathrm{SO}}_4^{2-})]关系表明,阳离子交换作用也影响着该地区地下水水化学组分的形成。(3)通过反向水文地球化学模拟,定量验证了地下水径流过程的主要水-岩作用。  相似文献   

塞内加尔盆地北部次盆白垩系被动大陆边缘深海扇演化特征及主控因素     

王宏语  张峰  杨雄兵 《地学前缘》2021,28(2):362-375

被动大陆边缘深海扇是当今海洋深水油气勘探的热点。识别深海扇,明确其时空演变特征,总结关键地质因素对其发育的控制作用,对于建立深海扇成因与预测地质模型具有重要意义。本文通过地震与钻井资料综合解释,分析塞内加尔盆地北部次盆白垩纪被动大陆边缘时期的构造-沉积演化特征,识别深海扇体,并分析其岩性、形态与规模的演变特征;然后分析海平面变化、陆源物质供给、陆坡与沟谷地貌等地质条件对深海扇体发育的控制作用。研究表明,研究区在白垩纪盆地被动大陆边缘阶段,经历了早白垩世的碳酸盐岩台地建设期、Albian-Santonian期碎屑岩沉积被陆坡内外分割的沉积期、Campanian-Maastrichtian期的碎屑岩缓坡沉积期等3个构造-沉积演化阶段;从早白垩世Aptian期到白垩纪末期发育了具有不同岩性、形态与规模特征的深海扇体。全球海平面变化、陆源碎屑供给、陆坡与沟谷地貌特征共同制约了深海扇的演化特征,但它们对深海扇发育与演化的影响作用又有所不同。全球海平面变化与陆源碎屑供给特征更多是影响了扇体的岩性粗细与规模,而陆坡沟谷地貌特征则直接决定了扇体的形态与分布。  相似文献