滦河口退养还滩工程引起的径潮相互作用变化分析

围垦养殖对河口海岸的水动力和水环境带来了潜在危害,因此,在围垦区逐渐开始实施退养还滩工程以修复河口的水动力环境。但是,目前对于退养还滩工程引起的水动力变化还缺少完善的评价和研究。以滦河口退养还滩工程为研究对象,构建二维水动力数值模型,从水动力场、纳潮能力和行洪能力三个方面研究还滩工程对滦河口径潮作用特征的影响。结果表明:滦河口退养还滩工程区域面积约300 hm^(2),河口断面扩宽造成了河口内水动力条件的变化。径流动力明显减弱,洪季河道内下泄流速最大降幅约为61.82%;潮流动力显著增强,枯季时潮流上溯流速增加0.25 m/s;径潮作用平衡位置向上游移动。河口纳潮能力显著增强,枯季大潮期间涨潮历时延长了12.5%,涨潮周期纳潮通量增长了219.8%。河口行洪能力明显提高,河道内洪季最大水面降幅达45.8%,水力坡度逐渐减缓,主动力轴线流速明显降低。退养还滩工程有利于河口的防洪御潮及生态环境改善,建议进一步加大实施力度。

最近50a来莱州湾西—南部潮流动力演变的数值模拟研究

根据1959、1984、2002年测量的海图,基于二维浅水方程分别构建了3个年份的莱州湾潮流场模型,研究了最近50a来莱州湾西—南部潮流动力演变规律,揭示黄河河口沙嘴形成演变对莱州湾西—南部潮流动力的影响。结果表明,最近50a中在沙嘴外围一直存在弧形高流速带,在弧形高流速带外围又有潮流剪切锋,潮流剪切锋包括内涨外退式和内退外涨式两类。随着河口沙嘴的不断向海延伸,莱州湾西—南海域的等潮位线呈以沙嘴为中心的辐射式格局;弧形高流速带整体向外海移动,其范围和流速也随之不断增大;剪切锋历时变长、间隔时间变短、南北跨度变大;但弧形高流速带和潮流剪切锋始终位于青坨子以北海域。对照同期海岸地貌演变,在弧形高流速带、潮流剪切锋等共同作用下,大部分黄河入海泥沙的输运路径和沉降范围仅限于青坨子以北,导致海岸地貌以此为界呈现显著的差异性演化。

潮汐对大亚湾核电站液态排出物^3H扩散的影响

本文用ADI(隐式方向交替)法计算出核电站液态排放时刻的潮流场和西大亚湾海水监测点位从排放时刻至采样时刻的平均流速。通过比较分析发现大潮与小潮对3H扩散有明显差异(即大潮时一天的扩散效果要大于小潮时一天的扩散效果),进而引入等效时间间隔对原有模型[1]进行修正,从而获得更为完善的西大亚湾海水中3H的平均浓度在核电站液态3H排放后随时间的衰减关系。

应力调制与预报研究

在地球动力作用和地壳运动的过程中构造块体呈现出整体运动的特征 ,表现在大陆地震的动力学特征具有明显的分区性。因而 ,大陆每个块体的应力场特征方向与强地震发生的主要构造力方向一致性较好。在它的作用下 ,块体边界或某些部位出现应力不均匀并有应变能的积累。孕震区应变能由线性积累向临界的非线性转化迹象会表现在弱震活动与主构造方向上固体潮交变应力场的呼应上。交变应力场可加强孕震区应力集中部位的介质疲劳强度 ,从而在这些部位触发一些弱震 ,而且在附加应力场分别为正、负构造应力场方向时发生的弱震频次比例失调 ,这一过程与构造应力场的呼应显示了强震前弱震震源机制一致性较好的前兆特征 ,这种情形下的地震活动反映了一种应力调制作用 ,分析了 1 970年来的华北资料和 1 980年来的云南省资料 ,用直接图像分布、数值和等值线等 3种方式讨论 ,表明它对强震有 1～ 3年的中长期预报意义 ,R值评估均大于 0 .5。

固体潮对地球重力场时变特征影响的潮波公式

精密和详细测定地球重力场及其随时间变化,是目前卫星重力测量的主要课题。基于目前高精度的固体潮展开,研究固体潮对地球重力场时变特征的影响。不同于IERS2000推荐的固体潮对重力影响的理论模型,独立于天体历书而基于精密引潮力位展开直接给出在毫微伽精度下的潮波公式,并考虑到四阶潮汐的效应。同时对重力数据归算中的永久性潮汐的处理进行总结和说明。本文的工作可为高精度的地球重力场的研究提供理论依据和参考。

新岛台地电场的潮汐响应与地震

本文通过采用频谱分析和BAYTAP-G方法对位于日本伊豆群岛的新岛台跨度达三年（1998-2000年）的地电场的观测资料进行了分析研究，对该台地电场的潮汐响应进行了定量提取与分析，得到了地电场潮汐响应的一些主要特征，例如除了存在全日分潮、半日分潮等不同周期的潮汐成分外，还呈现出明显的半月、半年等不同周期的活动规律．进一步的定量分析显示与新岛台若乡（Wakago）关联的测线的潮汐响应在2000年夏季的群发地震前呈现出不同程度的异常变化，而在所分析的另一条测线中并未检测到类似的异常，这也许可以成为地震电磁信号的“选择性”现象的一种新的证据．

地球自转和固体潮对地球重力场时变特征的影响

精密和详细测定地球重力场及其时间变化 ,是目前卫星重力测量的主要课题。基于高精度的固体潮展开 ,研究了地球自转和固体潮对地球重力场时变特性的影响。给出了适合应用于潮波法的理论公式 ,该公式不同于IERS(92 ) (96 )历书频谱法公式 ,考虑了 4阶潮汐效应 ,精度可达到 10 - 1 1 ms- 2量级。改正了 IERS(96 )关于永久性潮汐处理的不妥之处 ,即指出要用长期 L ove数代替固体潮 L ove数的理由 ,并利用潮汐数据进行了计算。

海洋负荷潮汐对地球重力场时变特征影响的理论研究

地球重力场的海潮效应可以看作足一种负荷影响,海潮负荷对重力场的影响在某些台站(例如大洋中的岛屿以及沿海岸地区)可达微伽的量级,因此在高精度的地球重力场的研究中必须加以改正.从理论和方法上研究了海洋负荷潮汐对地球重力场的影响,在推导过程中回避了将点负荷密度展开为球谐函数,而是直接以负荷引力位为基础,并将海潮潮高引入表达式中,推导出了海潮对地球重力场影响的有关公式,同时探讨了在毫微伽精度上需要注意的一些问题.

新沂台地电场与地磁场、连云港台体应变的日变化分析

对新沂地震台地电场与地磁场H分量、连云港地震台体应变进行日变化对比分析,结果表明:新沂台地电场变化受地磁场、固体潮变化的共同作用,其中地电场NS向的变化比地磁场H分量的变化略微滞后,同时夹杂固体潮的作用,其日变形态以双峰单谷为主,还存在双峰双谷、近似三峰三谷形态。EW向日变形态变化与固体潮的变化形态相似,基本都为双峰双谷形态。此外,地电场还存在较明显的季节差异。最后讨论了新沂台地电场变化可能的形成机制。

江苏沿海无资料地区海堤工程设计潮位推算方法

以条子泥匡围工程为例,分别采用以下两种方法推算江苏沿海无资料地区海堤工程的设计潮位:一是由潮流数值模拟计算得到工程海域的大潮高潮位,并与附近长期潮位站的同步大潮高潮位建立相关关系;二是在工程海域设立临时观测站,建立短期实测潮位与附近长期潮位站同步观测潮位的相关关系,进而由长期潮位站重现期潮位推算工程海域的设计潮位。两种方法推算的设计潮位差值为16 cm,表明两种方法都是合理可行的。两种方法中,前者方便快捷,但需经过充分验证;后者可信度更高,但其受到现场观测条件的限制。建议实际应用时,根据工程的地理位置、重要程度、实施条件等诸多因素选择适用的方法推算设计潮位。

汶川地震后三峡地区应力场的变化研究

利用2008年5月12日汶川8.0级地震发生时三峡井网8口井孔的水位阶变资料,采用承压井潮汐理论反演水井含水层体应变固体潮系数的方法,估算出该地震引起的三峡坝区、库首区应力场的调整变化。

固体潮对地球重力场时变特征影响的时间频谱公式

精密和详细测定地球重力场及其时间变化 ,是目前卫星重力测量的主要课题。基于固体潮研究的最新成果 ,研究了固体潮对地球重力场时变特征的影响。不同于IERS2 0 0 3采用的Cartwright和Tayler(1971)的引潮力位(TGP)展开 ,而是利用郗钦文的TGP展开 ,给出了固体潮对地球重力场时变特征影响的理论公式 ,并考虑到 4阶潮汐的效应 ,精度可达到 10 -11ms-2 量级 ,同时采用最新的TGP展开数据重新计算了固体潮Love数相对频率特性对地球引力场的影响 ,并考虑了较多的潮波项 ,最后对重力数据归算中的永久性潮汐的处理进行了总结和说明。

东京湾流场三维数值模拟

结合东京湾海水流动的特点，建立了求解其水流运动要素的三维数值模型。在模型中考虑了潮汐、风等的影响，沿水深方向可分成多层计算，定量地给出潮汐在各变化时刻的水流运动要素、潮位分布等。模拟计算结果表明计算值与实测值吻合很好。

球状径向不均匀弹性地球模型的固体潮应力

利用Alterman提出的方法 ,导出了计算该地球模型内部固体潮应力的方法 ,作为计算实例 。

大气压力变化对武汉台站重力场观测的影响

利用全球 2°× 2 .5°、中国及邻区域 30′× 30′气压资料和 Farrell弹性地球模型负荷理论 ,采用数值积分方法 ,计算了大气压力变化对武汉台站重力场观测的影响。对 1990年 1月 1日至 12月 31日的数值结果分析表明 ,全球大气压力变化对武汉台站重力的影响峰对峰达 12微伽 ,大气重力导纳的年平均值为 -0 .2 6 0μGal/mba(1mba=1h Pa) ,这一结果同潮汐分析中由回归分析方法获得的导纳值相近。说明在利用超导重力仪观测资料应用于地球动力学研究之前 。

河北昌黎台地电场数据与固体潮的初步研究

对2014—2016年昌黎台地电场资料进行分析,结果发现昌黎台北南测向地电场数据曲线表现为双峰单谷;东西测向地电场数据曲线表现为双峰双谷,半日波比较明显,受固体潮影响较大。

地震监测人工源极低频电磁技术(CSELF)新试验

2009年利用大功率人工源极低频电磁技术(CSELF)在位于华北、华南、东北、西北和西南的12个地震台站和几个流动观测点进行了连续30天新的观测试验.结果表明,利用CSELF技术可以在1700 km之外测量到人工源电磁场信号,计算得到的电、磁场功率谱密度和视电阻率与天然源信号相比,抗干扰能力更强,观测信号更稳定,特别有利于识别和捕捉地震等诱发的电磁异常现象,在地震预测监测中具有很大的研究应用潜力.试验还发现,各地震台站和流动测点观测的CSELF信号的强度,与台站或者测量的电、磁场分量相对于发射源的距离、方位有明显的关系;发现在离开发射源的相对近区,场强随距离的衰减,比在相对远区更快;发现接收磁场信号比电场信号较易获得更高信噪比的数据.

我国大地重力学和固体潮研究进展

地球重力学是研究重力场时空分布及其物理机制的一门学科．地球重力场的空间分布通常可用于三个方面：一是空间科学和大地测量学，主要是利用地表的重力观测对在其上测得的几何量加以归算，以及给出重力场的高空赋值以修正卫星和近地飞行器的轨道；二是反演地球内部结构，主要是三维密度的不均匀分布，并对诸如地慢对流等作约束；三是勘探在时间变化方面，最主要影响来自固体潮，当然还有许多内部力源导致动力学效应．本文着重对我国大地重力研究和固体潮研究的进展作一回顾．

灾害频发和地磁减弱的关系

近年来全球强震频发,其灾难发生的原因可能是由地磁减弱引起的。研究表明,地磁减弱的原因在于两极冰盖融化导致地壳和地幔转动惯量增大及自转减慢,由此引发核幔差异旋转在数值和方向上的改变。在磁场减弱和磁极反向过程中,太阳辐射的增强和核幔热能的释放与灾害有一一对应关系。这一研究结论与美国学者最近发现的"浅核磁场"相一致。全球变暖与地磁减弱的相关性表明,气候变暖不仅会导致海平面上升,而且会导致频繁的地震、火山活动。

海潮对卫星重力场恢复的影响

本文讨论了海潮对卫星重力测量的影响问题.首先介绍了海潮对卫星重力测量影响的基本理论;采用FES02和TPXO6海潮模型计算了海潮负荷对卫星重力结果前60阶的影响;并用两个模型之间的差异作为海潮模型精度的估计量,据此计算了海潮模型误差对卫星重力结果的影响.与GRACE恢复的重力场精度的比较说明:海潮对重力场40阶以下的影响都超过了目前重力场恢复精度;尽管由于卫星测高技术的发展,海潮模型的精度有了很大的提高,但目前的全球海潮模型用于GRACE重力场恢复的前12阶的改正还是不够精确.另外,我们也利用中国东海和南海潮汐资料以及FES02海潮模型讨论了中国近海潮汐效应对GRACE观测的影响.结果说明该影响与海潮模型的误差相当.这反映了当前海潮模型的不确定度,因此通过结合全球验潮站资料有望提高海潮对卫星重力测量的改正精度.