南海开放共享航次关键科学问题的思考——从多尺度海洋动力学角度出发     

杜岩  陈举  经志友  王祥鹏  陈更新  徐驰  储小青  陈植武  徐杰  施震  唐世林  何云开  梁韵  施平 《热带海洋学报》2020,39(6):1-17

南海是西太平洋最大的边缘海, 通过一系列的海峡与西太平洋和印度洋相联通, 其不同时空尺度的海洋环流动力过程及其生态环境效应是南海区域海洋学研究的重要内容。自20世纪50年代末全国第一次海洋普查开始, 我国对海洋调查的支持力度不断加大, 以科学考察船为代表的海洋科学观测平台建设不断加强; 进入新千年以来, 国内海洋科考船依托的各主要研究所和院校本着开放的理念, 先后组织多单位联合进行海上观测。尤其是最近10年, 国家自然科学基金委员会支持实施了船时共享航次计划, 进一步促进了国内海洋界的交流和合作, 南海区域海洋学的相关研究取得了很多重要的成果。从多尺度环流动力学的角度出发, 本文简要回顾了南海海洋观测的发展历程, 并初步总结了近些年来南海关键科学问题的研究进展, 包括南海和西太平洋的水体交换过程、南海中小尺度过程、多尺度相互作用及其生态环境效应等; 并且在现有的研究基础上, 对未来南海的观测和科学问题提出若干思考与展望。  相似文献   

1990—2018年中巴经济走廊冰湖时空变化特征     

姚超  王欣  赵轩茹  魏俊锋  张勇 《冰川冻土》2020,42(1):33-42

中巴经济走廊是贯通南北丝路的关键枢纽。在全球变暖的背景下， 区域内冰川变化情况复杂， 部分冰川出现前进或跃动现象， 冰湖溃决的风险在不断上升， 进而威胁中巴经济走廊的建设与民生安全。基于1990—2018年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像， 利用目视解译方法提取了中巴经济走廊3期冰湖编目数据， 并分析了28年来该区域内冰湖的总体变化趋势、 空间异质性以及成因。结果表明： 中巴经济走廊目前共发育有2 380个冰湖， 总面积为（131.76±19.08） km²， 集中分布于喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉； 1990—2018年期间， 冰湖总体面积扩张速度为0.48%·a^-1， 但各个山脉不同规模冰湖面积变化差异较大。中巴经济走廊在气温和降水的共同作用下， 区内冰湖面积呈扩张趋势， 同时气温和降水变化率的空间差异使得冰湖面积变化存在空间差异； 冰川的快速退缩增加了区内冰湖溃决的风险。  相似文献   

Water in garnet of garnetite (metarodingite) and eclogite from the Erzgebirge and the Lepontine Alps     

Esther Schmädicke  Jürgen Gose 《Journal of Metamorphic Geology》2020,38(9):905-933

Little is known about water in nominally anhydrous minerals of orogenic garnet peridotite and enclosed metabasic rocks. This study is focused on peridotite-hosted eclogite and garnetite (metarodingite) from the Erzgebirge (EG), Germany, and the Lepontine Alps (LA), Switzerland. Newly discovered, peridotite-hosted eclogite in the Erzgebirge occurs in the same ultra-high pressure (UHP) unit as gneiss-hosted coesite eclogite, from which it is petrologically indistinguishable. Garnet is present in all mafic and ultramafic high pressure (HP) rocks providing for an ideal proxy to compare the H₂O content of the different rock types. Garnet composition is very similar in EG and LA samples and depends on the rock type. Garnet from garnetite, compared to eclogite, contains more CaO (garnetite: 10.5–16.5 wt%; eclogite: 5–11 wt%) and is also characterized by an anomalous REE distribution. In contrast, the infrared (IR) spectra of garnet from both rock types reveal the same OH absorption bands that are also identical to those of previously studied peridotitic garnet from the same locations. Two groups of IR bands, SW I (3,650 ± 10 cm⁻¹) and SW II (3,570–3,630 cm⁻¹) are ascribed to structural hydroxyl (colloquially ‘water’). A third, broad band is present in about half of the analysed garnet domains and related to molecular water (MW) in submicroscopic fluid inclusions. The primary content of structural H₂O, preserved in garnet domains without fluid inclusions (and MW bands), varies systematically—depending on both the location and the rock type. Garnet from EG rocks contains more water compared to LA samples, and garnet from garnetite (EG: 121–241 wt.ppm H₂O; LA: 23–46 wt.ppm) hosts more water than eclogitic garnet (EG: 84 wt.ppm; LA: 4–11 wt.ppm). Higher contents of structural water (SW) are observed in domains with molecular water, in which the SW II band (being not restricted to HP conditions) is simultaneously enhanced. This implies that fluid influx during decompression not only led to fluid inclusions but also favoured the uptake of secondary SW. The results signify that garnet from all EG and LA samples was originally H₂O-undersaturated. Combining the data from eclogite, garnetite and previously studied peridotite, H₂O and CaO are positively correlated, pointing to the same degree of H₂O-undersaturation at peak metamorphism in all rock types. This ubiquitous water-deficiency cannot be reconciled with the derivation of any of these rocks from the lowermost part of the mantle wedge that was in contact with the subducting plate. This agrees with the previously inferred abyssal origin for part of the rocks from the LA (Cima di Gagnone). A similar origin has to be invoked for the Erzgebirge UHP unit. We suggest that all mafic and ultramafic rocks of this unit not only shared the same metamorphic evolution but also a common protolith origin, most probably on the ocean floor. This inference is supported by the presence of peridotite-hosted garnetite, representing metamorphosed rodingite.  相似文献   

时域反射仪（TDR）测定土壤含水量标定曲线评价与方案推荐     

徐玲玲  高彩虹  王佳铭  金会军  吴青柏  DYCK Miles  何海龙 《冰川冻土》2020,42(1):265-275

时域反射仪（Time Domain Reflectometry）可用于室内和田间快速、 准确、 自动测定土壤含水量， 是目前应用最广泛的土壤含水量测定方法之一。适宜的土壤含水量标定曲线（即土壤表观介电常数和土壤含水量之间的关系）是TDR准确测定土壤含水量的关键。目前文献中存在大量的土壤含水量标定曲线， 但尚未有研究对这些标定曲线进行系统的验证和分析评价。因此， 它们的准确性和适用范围尚不明晰， 严重影响到与土壤含水量测定相关的研究。通过查阅大量国内外文献， 收集整理了一系列土壤含水量标定曲线的经验公式（19个）和半经验半物理模型（5个）， 并利用大量的文献实测数据对其进行综合评价。同时运用均方根差（RMSE）， 平均误差（AD）， 纳什效率系数（NSE）等三个指标对比分析和评价这些标定曲线的准确性和可靠性。研究结果表明： 经验公式中Topp、 Roth（1992）2、 Jacobosen、 Yoshikawa2、 Alharathi模型和半经验模型中Malicki1公式及其修订模型综合性能较好。研究成果可为利用TDR准确测定土壤含水量及土壤含水量标定曲线的选择提供参考和指导。  相似文献   

水源钻机在超深土层绳索取心钻进中的应用          下载免费PDF全文

杨联锋  段云星 《探矿工程》2020,47(11):44-50

山西省清徐县区域地质调查项目设计800、2000、3000 m科学钻探孔，以调查填补新生界底板埋深控制空白区，各孔钻入基岩30 m完钻。要求全孔取心，岩心采取率≮85%，岩心直径≮60 mm，采用塑料保护管采取原状岩样。针对超深软土层、各组地层特性及厚度未知、钻遇基岩完钻深度未知、大直径高保真全孔取心、项目价格远低于目前市场成本等难题，经过“水源钻机+大提钻取心+长裸眼孔段”实施800 m孔、“岩心钻机+绳索取心+套管固井”实施640 m参数对比孔，创新性使用“水源钻机+绳索取心+长裸眼孔段”工艺完成了2000 m孔的施工。该工艺岩心采取率达到93%，孔径和孔斜符合地质要求，为3000 m孔顺利施工打下了坚实的基础，为同类型项目提供了经验和借鉴。  相似文献   

滇西南钾盐调查MK-3大口径超深井绳索取心钻进工艺          下载免费PDF全文

吕利强 《探矿工程》2020,47(3):53-58

滇西南中生代盐盆地钾盐资源调查评价项目MK-3井，设计井深2700 m，全孔取心，岩心直径≮80 mm，一般井段岩心采取率达到80%以上，盐岩段岩心采取率＞95%。工程技术要求高，施工难度大。施工中遇到了地层坍塌、涌水、掉块、盐岩溶蚀等问题，通过采用氯化镁饱和盐水冲洗液，HXY-9B型钻机取心钻进、TSJ-2000型水源钻机扩孔钻进，分级下管隔离等措施，圆满完成了钻探任务。完钻井深2701 m，岩心采取率90%，盐岩段岩心采取率达98.65%，终孔口径127 mm，岩心直径81 mm。经地球物理测井，各项指标都达到了设计要求。刷新了国内CHD127标准绳索取心钻杆P口径钻探深度的记录。  相似文献   

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究     

吴二鲁  朱俊高  郭万里  陆阳洋 《岩土力学》2020,41(1):214-220

级配显著影响着堆石料的压实特性，定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程，设计了16组不同级配的试验粗粒料，进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验，定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明：由表面振动压实（动应力）试验和侧限压缩（静应力）试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系，且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近；无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验，堆石料都存在干密度最优（最大）的级配。依据试验成果，给出了所试验堆石料的最优级配区间（级配上、下包络线）；同时，利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间，并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性，为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。  相似文献   

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验     

叶进霞  夏春英  卜鸿志 《中国岩溶》2020,39(2):173-179

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制；因环境条件复杂，开展岩溶水污染原位修复技术难度较大，截止目前，国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段，施工组合钻孔建设修复试验工程，采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %；单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。   相似文献   

中国深层地热能开采的地质条件评价     

庞忠和  罗霁  程远志  段忠丰  天娇  孔彦龙  李义曼  胡圣标  汪集旸 《地学前缘》2020,27(1):134-151

深层地热能是指深度大于3 000 m的地热能。我国深层地热能资源丰富,但是开采条件怎么样呢?本文基于地热地质学原理,结合岩石力学等相关学科的理论,提出一种对深层地热能开采条件进行评价的指标体系,对各单一指标采用专家打分的方法赋值,继而采用模糊数学定量计算和评估深层地热能资源开发的难易程度。该方法考虑了深层地热能开发利用中的增强地热系统(EGS)的环境安全问题,即传统的“刚性造储”可能带来的诱发地震等不利于地热能行业健康发展的因素,倡导“柔性造储”和广义EGS理念,强调储层属性和地物理场的整合,针对我国地热能分布与构造活动关系密切、地壳总体上活动性强、地应力高、地震频发等构造型地热特点,是对以往评价方法的补充和拓展。该方法充分利用了专家知识,发挥了模糊数学综合评估作用,给出的量化结果易于对比和使用,可以更好地支持决策。本文基于新的评估方法,利用现有的深部地热研究及勘探成果,评估了中国大陆地区九个区域深层地热能开发的难易程度,评价区包括西藏南北地堑系、云南西部火山型地热区、青海东部共和盆地以及东北、华北等。从本文的结果可以看出,我国深层地热能开采的地质条件复杂,开采难度较大。  相似文献   

A smoothed particle hydrodynamics modelling of soil–water mixing and resulting changes in average strength     

Wangcheng Zhang  Mark F. Randolph 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(11):1548-1569

Soil–water interaction is a pivotal process in many underwater geohazards such as underwater landslides where soil sediments gradually evolve into turbidity currents after interactions with ambient water. Due to the large deformations, multiphase interactions and phase changes this involves, investigations from numerical modelling of the transition process have been limited so far. This study explores a simple numerical replication of such soil–water mixing with respect to changes in average strength using smoothed particle hydrodynamics (SPH). A uniform viscoplastic model is used for both the solid-like and fluid-like SPH particles. The proposed numerical solution scheme is verified by single-phase dam break tests and multiphase simple shear tests. SPH combinations of solid-like and fluid-like particles can replicate the clay–water mixture as long as the liquidity index of the solid-like particles is larger than unity. The proposed numerical scheme is shown to capture key features of an underwater landslide such as hydroplaning, water entrainment and wave generation and thus shows promise as a tool to simulate the whole process of subaquatic geohazards involving solid–fluid transition during mass transport.  相似文献