陆域蒸散的测算理论方法:回顾与展望     

刘元波  邱国玉  张宏昇  杨永辉  张寅生  王权  赵文智  贾立  吉喜斌  熊育久  鄢春华  马宁  韩淑敏  崔逸凡 《中国科学:地球科学》2022,(3)

蒸散是地球水分循环与能量转换的关键环节.陆域蒸散的精准测算是地球物理、生物乃至环境过程研究的共同科学难题.以英国Dalton和Penman等人为代表的开创性工作,以及大气边界层湍流交换理论与实验的不断发展,奠基了现代主流的蒸散测算方法.20世纪90年代以来技术趋于成熟的涡动相关系统和卫星遥感等观测手段,跨越寒带到热带、干旱区到湿润地区,涵盖水体、湿地、森林、农田、草地、裸地、城市等不同下垫面类型,极大地拓展了对蒸散过程认知的深度和广度;捕捉了诸如地表夜间蒸散、蒸散迟滞现象、非均匀下垫面的湍流间歇、平流关联的岛屿效应、下垫面转捩效应等新的现象和事实,对经典相似性理论和蒸散测算理论等提出了新的挑战;最大熵增蒸散模型和非参数化蒸散模型等新方法和新理论的萌芽已经出现.与此同时,点位高频观测和航空航天遥感技术构筑了从植物气孔到叶片、植株、冠层、景观、流域等跨尺度测算手段,在地表蒸散过程观测及机理解析上,形成纵向深化及横向综合的新进展.陆域蒸散新理念、新模型、新技术的综合性发展,成为突破蒸散精准测算难题的基础条件,这将为揭示地球系统的水-热-碳循环机理等全球性重大基础理论问题,为满足农业灌溉与粮食安全、水资源精细化管理与生态环境保护、城市热环境调控与全球升温适应对策等国家重大需求,提供更为严谨坚实的科学理论依据和实验支撑.  相似文献   

亚热带落叶乔木叶蜡正构烷烃单体碳同位素季节变化特征及影响因素     

杨婷  闫超阳  黄咸雨 《地球化学》2022,51(2):213-222

叶蜡正构烷烃单体碳同位素组成已经成为陆相沉积古生态重建的重要研究方法。现代过程研究是提升叶蜡正构烷烃指标解译的重要环节,而目前关于落叶乔木叶蜡烷烃单体碳同位素组成(δ¹³C_alk)的季节性变化研究还比较有限。本文对两种典型亚热带落叶乔木（小叶栎、枫香）开展了为期2年的叶蜡烷烃δ¹³C_alk研究。两个树种叶蜡烷烃的δ¹³C_alk值在春季偏正,随后迅速偏负,秋季变幅较小,趋于稳定。这种季节性变化特征和初期利用储存的老碳而后期利用新合成的糖类有关。在生长季末期,两种落叶乔木叶蜡烷烃相对于叶片的碳同位素分馏系数处于-6‰～-8‰,相对于文献报道的平均值偏负,这可能是因为生长季后期仍有少量的长链正构烷烃合成。研究结果揭示,基于落叶乔木叶蜡烷烃单体碳同位素进行古环境重建时需要考虑环境信号的季节性。  相似文献   

陆相页岩油研究进展及开发地质面临的问题     

印森林  谢建勇  程乐利  吴有鑫  朱柏宇  陈恭洋  赵俊威 《沉积学报》2022,40(4):979-995

针对页岩油开展了广泛文献调研,在页岩油概念的提出、演化及研究历程基础上,对陆相页岩油资源量分布、类型和潜力及若干关键问题等研究进展进行了综述,提出了陆相页岩油效益开发面临的关键开发地质问题。具体如下:1）阐述了页岩油概念的由来及最新定义。国内外页岩油均历经三个发展阶段,对页岩油的理论认识不断深入,开发效果和水平逐渐提升。我国陆相页岩油资源丰富、潜力巨大,是今后一个时期的重点攻关对象。2）陆相页岩油可按不同方式进行分类。按成熟度演化阶段划分固态有机质阶段、滞留烃阶段、液态烃阶段、液态烃裂解天然气阶段等四类;按源储组合类型划分源储共存型、源储分离型和纯页岩型三类;按开发方式分为夹层型、混积型、页岩型和裂缝型四类。3）陆相页岩油在细粒岩分类及沉积模式、源储岩石微观特征、富集机制、“七性特征”和工业化开采技术等方面取得了较大的进展。4）陆相页岩油源储结构表现出极强的非均质性,亟待加强细粒页岩沉积超高频基准面旋回对比模式、半深湖—深湖相低级次构型单元成因及分布模式、相控储层质量差异分布模式和地质工程一体化及甜点快速评价等开发地质方面的研究,以提高页岩油开发经济效益和采收率。  相似文献   

玄武岩纤维堵漏体系在高海拔非开挖钻进中的应用研究          下载免费PDF全文

周生伟  孙平贺  苏卫锋  周梦迪  夏余宏烨  周明明  左雷彬  王李昌 《探矿工程》2022,49(3):139-145

高海拔地区实施非开挖水平定向钻进时,裂隙发育地层的泥浆漏失不仅会影响泥浆的有效循环,还会形成大量的岩屑床,导致钻具过度磨损、摩阻异常增大、有效孔径减小等问题。针对西藏某地钻遇花岗岩裂隙,采用近景摄影测量技术对其进行量化表征,得到该区裂隙地层的缝宽<4 mm;提出采用玄武岩纤维作为裂隙封堵主剂,并建立随钻玄武岩纤维堵漏配方体系,实验结果表明：采用3、6和9 mm多级组合的玄武岩纤维堵漏效果最好,3 mm纤维复合惰性材料形成骨架结构,6和9 mm纤维可发挥一定强度的“加筋”作用。现场随钻实验结果表明：采用玄武岩纤维堵漏后,泥浆中固相含量下降幅度减少了13.14%,有效保障了长距离裂隙山体的有效、绿色、安全钻进。  相似文献   

应力幅值比对土-结构接触面非共轴特性影响研究     

冯大阔  张建民 《岩土力学》2022,43(11):3047-3058

运用80 t大型三维多功能土工试验机（3DMAS）,进行了不同应力幅值比下粗粒土与结构接触面大型三维循环直剪试验,深入分析了应力控制往返椭圆剪切路径下接触面切向位移、非共轴角和剪切柔度等三维力学特性以及应力幅值比的影响规律。应力控制往返椭圆剪切路径下,接触面产生了明显的x向和y向位移、非共轴角和剪切柔度。x向和y向位移幅值、剪切柔度峰值均随循环剪切的进行逐渐减小而后趋于稳定,表现出演化特性。非共轴角受切向应力幅值及切向应力增量方向共同影响,其最值、稳定值随循环周次基本保持不变;正向剪切时非共轴角最大值（最小值）与反向剪切时最小值（最大值）基本出现在同一位置。接触面剪切柔度与非共轴角随旋转角度的变化趋势相反,剪切柔度的增加会抑制非共轴角的发展,反之亦然,两者对立统一。应力幅值比对接触面切向位移间椭圆关系及其时程变化形式、切向应力位移类椭圆关系等影响较小,主要影响切向位移幅值及其偏移程度、切向位移间椭圆关系的长短轴大小及方向、切向应力位移类椭圆关系的长短轴大小、非共轴角的数值及其随旋转角度的变化形式和最值出现位置、剪切柔度随旋转角度的变化形式和峰值及其产生位置等。应力幅值比越大,切向位移幅值越大、向负向偏移越大,剪切柔度峰值越大,随循环剪切的进行减小的速率越慢。应力幅值比ξ_τ=1和ξ_τ≠1时接触面非共轴角和剪切柔度随旋转角度的发展变化形式差别很大。  相似文献   

贯入角度对截齿破岩性能与几何排布的影响研究     

肖建成  卢景景  周辉  徐福通  冯春 《岩土力学》2022,43(12):3372-3384

截齿贯入角度是双轮铣槽机布齿系统设计中的关键因素之一。基于连续−非连续单元法（CDEM）,建立截齿不同角度冲击贯入破岩的数值模型,通过断裂能本构模型实现岩体弹性−损伤−断裂的破裂过程,开展截齿有效角度50º～90º区间内的9组冲击贯入破岩模拟,研究贯入角度对截齿破岩性能的影响规律,讨论贯入角度对截齿几何排布的影响,总结布齿系统的截齿几何排布规律。结果表明,当贯入角度从90º降低到50º时,岩体由张拉−拉剪破裂向剪切−拉剪破裂转变,截齿平均贯入力与破碎程度提高,截齿的跃进式侵入特性的显著性减低;贯入角度为75º～90º的第I类截齿与小于55º的第III类截齿在破岩中起辅助作用,贯入角度为55º～75º的第II类截齿可在岩体内部产生范围较大的水平非贯通裂隙,在布齿系统破碎岩体过程中发挥主要作用;2个第II类截齿先后贯入岩体可较好地破碎截线间的岩体,可构成一类基本破岩单元,多个基本破岩单元按照正弦线形式排布,由此形成了一种布齿系统设计方法。研究成果为完善双轮铣槽机布齿系统设计方法,打破国外在双轮铣槽机布齿系统设计方法上的技术壁垒提供了理论基础。  相似文献   

中扬子地区上奥陶统—下志留统五峰组—龙马溪组页岩纵向非均质性及主控因素     

王川  董田  蒋恕  张钰莹  杨柳青  梁兴  王高成 《地质科技情报》2022,41(3):108-121

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基于微服务的地质保障系统架构与应用     

李鹏  程建远 《煤田地质与勘探》2022,50(1):118-127

煤炭地质保障系统对煤矿的安全、高效生产具有非常重要的作用。煤矿地质保障系统开发面临数据来源多样、地质监测系统集成开发语言不统一、定制化软件导致地质保障平台在不同煤矿适应性差等问题。提出微服务的地质保障系统开发架构,架构分为3层,分别是应用层、平台层和基础设施层。微服务的地质保障架构规范了开发过程,简化了使用的技术栈,优化了系统集成开发流程;将通用的技术业务固化在开发架构,将需要集成的地质类子系统等专业属性强的业务通过微服务方式进行开发和部署运行,降低了开发、集成难度;使用Docker技术封装微服务镜像,让微服务的部署运行不再受到运行环境的影响,提高跨平台移植性,降低了系统的部署难度,缩短了部署时间。微服务地质保障系统架构在唐家会地质保障系统中的开发实践证明:架构的应用改变了现有地质保障类软件的开发模式,通用业务与专业类业务分离,以微服务的形式实现多专业应用集成,便于多团队并行开发,提高工作效率;微服务实现了系统内部各功能之间的高内聚低耦合,不同方法的钻探、物探等专业功能开发可独立完成,使后期运维、修改的可控性大大提高。   相似文献   

排水沟附近农田潜水蒸发计算的渗流力学方法     

林飞  任红蕾  韦婷  陶月赞 《地球科学进展》2022,(5):484-495

潜水蒸发计算方法通常依据潜水水位消退规律建立经验和半经验公式,或是依据土壤—植物—大气连续体建立的SPAC模型。但在设置排水沟控制潜水水位的地段,潜水水位的消退受沟渠排水与潜水蒸发的共同影响,需建立特定水文地质条件下的渗流力学算法。结合实际观测统计制度,将潜水蒸发及灌溉回归等变量离散成阶梯函数;将设置滚水坝的排水沟,概化为水位稳定不变的第一类边界,建立沟渠边界控制下含阶梯函数型源汇项的潜水非稳定渗流模型;利用Laplace变换给出模型解析解,并通过数值法验证解析解的可靠性。依据模型的解,建立利用潜水水位动态实测数据逐日计算潜水蒸发强度的递推公式,讨论沟渠边界的影响;以安徽淮北平原的一个实例,演示方法应用过程与步骤。计算农田潜水蒸发的渗流力学方法,原理上有别于基于潜水位消退规律或SPAC模型的现行算法,且新方法可清晰反映边界条件的影响,计算所需参量较少,易于实际应用。  相似文献   

地壳脆塑性转化带非稳态流变与震后松弛变形机制     

周永胜  戴文浩 《地学前缘》2022,29(1):403-412

大陆浅源地震密集分布层称为地震层,该深度处于石英脆塑性转化带,其变形除受温度控制外,地震周期各阶段变形随应变速率和应力发生变化,从间震期的稳态蠕变转化为同震破裂和震后松弛阶段非稳态蠕变。与间震期长期蠕变相关的野外塑性变形和稳态流变实验研究非常多,而与震后松弛相关的地壳深部脆塑性转化和非稳态蠕变研究非常有限,更缺少非稳态流变的本构方程。震后松弛阶段的断层滑动研究和基于GPS观测数据反演地壳形变研究都依赖于非稳态蠕变实验数据及其流变模型。本文介绍了野外断层脆塑性转化带非稳态流变和高温高压非稳态流变实验研究进展,分析震后松弛阶段断层脆塑性转化带的变形特征与变形模式,讨论了非稳态流变与脆塑性转化带强度定量化研究中存在的问题。  相似文献