特征条件论文范文（精选12篇）
特征条件论文 第1篇
关键词：水驱特征曲线,适用条件,采收率,产油量
引言
水驱特征曲线是反映注水油田水驱规律的一条重要曲线, 因其简便易行且有一定可靠性, 在国内外油田预测开发指标和可采储量中得到了广泛应用。水驱特征曲线是指一个天然水驱或人工注水的油藏, 当它全面开发并进入稳定生产阶段后, 随着含水率达到一定高度并逐步上升, 此时, 累积产油量 (Np) , 累积产水量 (Wp) , 累积产液量 (Lp) , 油水比 (OWR) , 水油比 (WOR) , 含水率 (fw) , 采出程度 (R) 等开发指标, 在直角坐标与对数坐标上常会出现一条近似的直线段。常用的有甲、乙、丙、丁4种水驱特征曲线。
1、水驱特征曲线的适用条件
1.1 水驱特征曲线只适用于注水开发油田的某个特定阶段
由于影响油田开发效果的自然因素 (包括地质条件、岩石和流体物性等) 和人为因素 (包括开发方案以及不断的后期调整措施等) 的复杂性, 导致油田动态反应也千差万别。总的来说, 规律的变化趋势可寻, 但统一的定量描述难度却很大。研究表明, 各类水驱特征曲线都难以描述油田开发的全过程, 无一例外都只适用于油田含水的某一特定阶段。这既与油田含水上升的基本规律有关, 也与不断的油田调整改造措施相联。对水驱特征曲线来说, 就是要明确适用的含水范围。
例如:甲型和乙型水驱特征曲线高含水后期会产生上翘。当油田含水率达到94%~95%, 或油水比达到15.7~19.0时, 甲型和乙型水驱曲线就有可能发生上翘, 这主要是由于在这两种水驱曲线的推导中都用到了一个假设, 即油水相对渗透率比与出口端含水饱和度存在常数递减的指数关系
两边取常用对数后得
由上式可见, 在半对数坐标系中两者为直线关系, 这一关系在中期含水阶段有很好的代表性, 然而到了高含水阶段, 实际的油水相对渗透率比明显得低于上式表示的理论数值, 这就是水驱曲线上翘的主要原因。
因此, 在利用甲型和乙型水驱曲线确定可采储量和采收率时, 若将经济极限含水率定为95%或油水比为19, 那么外推的结果是可靠的。如果将其外推的经济极限含水定为98%, 则其预测的结果会明显偏高。
1.2 不同原油黏度对应不同的水驱曲线
原油黏度是影响油田含水上升规律的主要因素。原油黏度较高的油藏开发初期含水上升较快, 后期含水上升变慢;而原油黏度较低的油藏则是开发初期含水上升较慢, 后期含水上升快。这是因为原油黏度越高, 水驱油的非活塞性越强;而原油黏度越低, 则水驱油的活塞性越强。从分流量计算公式也可以看出原油黏度对含水上升的影响。实际上, 影响油田含水上升规律的因素很多, 有自然因素如原油黏度、油层非均质性、油水相对渗透率等;也有人为因素的影响。
由于不同的水驱曲线对应着不同的fw—R关系, 而实际油田中原油黏度不同时也对应着不同的fw—R关系, 因此对同一个油田用不同的水驱曲线计算, 出现直线段的含水率的高低是不同的, 计算结果也是有差异的。因此, 水驱曲线与原油黏度有关。
根据原油黏度选择水驱曲线的标准是: (1) 原油黏度μo小于3m Pa·s的层状油田和底水灰岩油田推荐使用纳札洛夫曲线 (丁型) ; (2) 3m Pa·s≤μo≤30m Pa·s的层状油田推荐使用马克西莫夫—童宪章曲线 (甲型) 和西帕切夫曲线 (丙型) ; (3) μo大于30m Pa·s的层状油田推荐使用沙卓诺夫曲线 (乙型) 。
1.3 水驱特征曲线的形态主要受油水黏度比的控制
理论研究和实践统计都表明NP=f (fw) 关系主要受油水黏度比的控制。当油水黏度比大于4时, 曲线呈凸形;当油水黏度比小于3时, 曲线呈凹形;当油水黏度比在3与4之间时, 其主体部分近似直线。可以这样理解, 当油水黏度比由大变小时, NP=f (fw) 关系曲线由凸变向凹, 所以中间会有一条近似直线, 它对应于某个特定的油水黏度比值。因此, 严格说来直线型关系作为水驱特征只反映了油水黏度比为某个特定值的油田动态, 只能视为特例, 而且只是在主体部位才成立。
2、水驱曲线的应用
2.1 预测采收率
2.1.1 无重大调整措施的区块标定可采储量
研究和应用表明, 根据水驱特征曲线适用条件, 要正确应用水驱曲线, 必须遵守以下3条原则:
稳定水驱原则:关于水驱曲线的适用条件, 我国和俄罗斯的研究者有一个共同的看法, 即水驱特征曲线只适用于稳定水驱的条件。
直线段原则:水驱曲线大多数是2个系数的线性方程, 用线性回归求得直线段的参数并外推预测指标是水驱曲线应用的基本方法。
含水率界限原则:水驱曲线只有在含水率达到某一值时, 才出现直线段, 称为初始含水率, 因此水驱曲线必须在初始含水率出现以后才能应用。对某些水驱曲线还存在一个直线段截止的含水率, 在应用它们时, 要注意研究其适用的含水率区间。
目前, 预测可采储量常用的水驱特征曲线为甲、乙、丙、丁四种, 以甲型水驱特征曲线为例, 具体方法为:首先, 在半对数坐标系中作出lg Wp—Np关系曲线, 选取直线段, 回归求得直线段相应的斜率B和截距A;然后, 将求得的斜率和截距代入Np—fw关系式中, 当含水率fw=0.98时, 求得的累积产油量即为可采储量。
2.1.2 有重大调整措施的区块标定
油藏实施重大调整措施的油藏, 待措施完成后, 恢复到稳定水驱条件下, 水驱特征曲线表现为lg Wp-Np关系与相应的lg WOR-Np曲线平行。具体应用中, 可以分段根据lg Wp-Np与lg WOR-Np曲线平行的原则找出水驱特征曲线的应用段, 选择相应的水驱特征曲线公式计算可采储量。
2.1.3 无重大调整但水驱曲线出现压头
在油田开发后期, 常常由于关闭高含水井及拔电泵等原因造成水驱曲线出现压头, 这时不能选用压头段的规律段, 而是要用稳定水驱时的规律段。
2.1.4 逐年计算可采储量的方法
1996年, 俞启泰提出了两种逐年计算可采储量的方法, 即广义水驱特征曲线法和水驱理论曲线法, 但是由于计算比较繁琐, 给推广应用带来不便, 1997年, 对计算方法做了改进, 应用甲、乙、丙、丁四种水驱曲线推导出了新的方法。
2.2 预测产量 (定液求产法)
在液量一定的情况下, 通过求解年度平均含水即可求得年产油量, 这种利用给定液量求解年产油量的方法称为“定液求产法”。一般采用迭代法求解年度含水率。
2.3 丙型水驱曲线计算体积波及系数
丙型水驱曲线的表达式为
当含水率取为最终经济权限含水时，水驱油藏的最终水驱体积波及系数为
Lp:累积产液量万吨;Np累积产油量万吨; b1.a1:拟合系数; EVL体积波及系数小数。
3、应用实例——广利油田莱38断块
该单元含油面积9.2km2, 地质储量1126×104t, 标定可采储量534×104t, 1974年4月投入开发, 1976年实施九点法面积注水, 1981年加密井网采用行列式注水, 1990年二次加密井网。到2006年底, 该单元投产油井34口, 开井18口, 日液水平1689t/d, 日油水平74.2t/d, 综合含水95.6%, 平均动液面1362m, 注水总井数56口, 开井14口, 日注水平1693m3/d, 累积产油459.8×104t, 地质储量采出程度40.8%。
由开发数据可绘制丙型水驱曲线, 进而回归出一条直线 (图1) , 则该直线斜率b为0.001412, 截距为2.630626, 相关系数为0.9998, 相关性较好, 从而得出莱38断块水驱体积波及系数与含水率的关系式:
2006年12月, 莱38块含水为95.6%, 代入上式可算出油藏目前水驱体积波及系数为6 5.9%, 根据直线斜率、截距、含水可计算出油藏的累积产油量为467.3×104t, 与实际累积产油量 (459.8×104t) 仅仅多7.5×104t, 误差率1.6%。
用该方法标定的可采储量为545.4×104t, 与油藏用其它方法标定的可采储量仅仅相差11×104t, 误差率仅为2.06%, 这说明计算结果与实际生产比较接近, 用该方法得到的水驱体积波及系数也是准确可靠的。
4、结论
水驱特征曲线主要受含水阶段、原油黏度及油水黏度比的影响。在水驱特征曲线应用时, 必须明确其适用范围和条件, 否则预测结果将偏差很大, 甚至是错误的。
参考文献
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[2]陈元千, 李汤.现代油藏工程.石油工业出版社.2001.
[3]周维四.关于水驱特征曲线的讨论.油气采收率技术.1999, 6 (2) .
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[5]俞启泰.逐年计算水驱油田可采储量方法.石油勘探与开发.1996, 23 (2) .
[6]俞启泰.关于如何正确研究和应用水驱特征曲线.石油勘探与开发.2000, 27 (5) .
[7]俞启泰.为什么要根据原油黏度选择水驱特征曲线.新疆石油地质.1998, 19 (4) .
[8]俞启泰.使用水驱曲线应重视的几个问题.新疆石油地质.2000, 21 (1) .
特征条件论文 第2篇
建筑环境与能源应用工程 B132 游诚
摘要：气候是影响建筑设计的一个重要因素，在不同的区域条件下，应有不同的建筑形态空间布局，即适应气候的地域技术。本文将根据不同地区气候特征，简单举例说明气候对建筑的影响。
关键词：建筑 地域 气候
引言: 建筑，最初不过是庇护人类活动的掩体。随着人类文明的演进，建筑呈现为秩序化、习俗化的空间形态，并且把各个时代的工巧匠心凝聚其中，以至在古典美学里被看作造型艺术之首。建筑由此而成了保存文化史迹最完整的载体。众所周知，某一地域建筑的特征与该地方的气候、地形和文化是紧密相连的，现在我们主要就建筑与气候的关系进行讨论。
在这里我们主要分析降水降雪量、温度、光照、风、相对湿度和南北差异对建筑特点的影响。
一.降雨降雪量对建筑的影响 降雨多和降雪量大的地区，房顶坡度普遍很大，以加快泻水和减少屋顶积雪。我国云南傣族、拉祜族、佤族、景颇族的竹楼，颇具特色。这里属热带季风气候，炎热潮湿，竹楼多采用歇山式屋顶，坡度陡，达45°～50°；下部架空以利通风隔潮，室内设有火塘以驱风湿。我国东南沿海以及台湾的骑楼往往从二楼起向街心方向延伸到人行道上，既利于行人避雨，又能遮阳。湘、桂、黔交界地区侗族的风雨桥、廊桥亦是如此。降雨少的地区，屋面一般较平，建筑材料也不是很讲究，屋面极少用瓦，有些地方甚至无顶，如撒哈拉地区。我国西北有些地方气候干旱，降水很少，屋面平缓，一般只是在椽子上铺上织就的芦席、稻草或包谷秆，上抹泥浆一层，再铺干土一层，最后用麦秸拌泥抹平就行了。宁夏虽然也用瓦，但却只有仰瓦而无复瓦。这类房屋的防雨功能较差。降水量和降水强度关系到屋面、地面和地下排水系统的设计；另外，雨水通过墙壁上的缝隙向室内渗透时导致墙体内部发潮，从而降低热工性能；会使屋面油毡鼓泡、变形、裂缝，造成渗漏，会使墙面出现斑迹，影响美观，甚至使面层剥落的损坏。
降水多的地方，植被繁盛，建筑材料多为竹木；降水少的地方，植被稀疏，建筑多用土石；降雪量大的地方，雪甚至也是建筑材料，如爱斯基摩人的雪屋。我国东北鄂伦春人冬季外出狩猎时也常挖雪屋作为临时休息场所。
二.温度对建筑的影响
温高的地方，往往墙壁较薄，房间也较大，反之则墙壁较厚，房间较小。曾有人通过调查西欧各地的墙壁厚度发现，英国南部、荷兰、比利时墙壁厚度平均为23厘米；德国西部、德国东部38厘米；波兰、立陶宛50厘米；俄罗斯则超过63厘米，也就是愈靠海，墙壁愈薄，反之墙壁愈厚。这是因为欧洲西部受强大的北大西洋暖流影响，冬季气温在0℃以上，而愈往东则气温愈低，莫斯科最低气温达-42℃。我国西北阿勒泰地区冬季漫长严寒，这里房子外观看上去很大，可房间却很紧凑，原来这种房屋的墙壁厚达83厘米。
有些地方为了抵御寒冷，将房子建成半地穴式，我国东北古代肃慎人就住这种房子，赫哲族人一直到解放前还住着地窨子。一些气温高的地方，也选择了这种类型的地窨子，如我国高温冠军吐鲁番几乎家家户户都有一间半地下室，是用来暑季纳凉的，据测量在土墙厚度80厘米的房屋内的温度如果为38℃，那么半地下室里的温度只有26℃左右。我国陕北窑洞兼有冬暖夏凉的功能，夏天由于窑洞深埋地下，泥土是热的不良导体，灼热阳光不能直接照射里面，洞外如果38℃，洞里则只有25℃，晚上还要盖棉被才能睡觉；冬天却又起到了保温御寒的作用，朝南的窗户又可以使阳光盈满室内。我国云南省元阳县境内有一种特殊的房顶—水顶，平平的屋顶上又多了一汪水面，屋外阳光热辣，屋里却十分荫凉.第三.光照对建筑的影响
室内光照能杀死细菌或抑制细菌发育，满足人体生理需要，改善居室微小气候。因此从采光方面考虑，房屋建筑需注重三个方面：①采光面积，②房间间距，③朝向。气温高的地方，往往窗户较小或出檐深远以避免阳光直射。吐鲁番地区的房屋窗户很小，既可以避免灼热的阳光，又可以防止风沙侵袭。傣族民居出檐深远，一个目的是为了避雨，正所谓“吐水疾而溜远”，另一个目的是遮阳。气温低的地方，窗户一般较大，以充分接收太阳辐射，但窗户往往是双层的，以避
免寒气侵袭，如我国东北地区。宁夏的“房屋一面盖”也是为了充分利用太阳辐射。
第四.风对建筑的影响
风也是影响建筑物风格的重要因素之一。防风是房屋的一大功能，有些地方还将防风作为头等大事，尤其是在台风肆虐的地区。我国台湾兰屿岛，距台风策源地近，台风强度大，破坏性极强，因此岛上居民雅美族人(高山族一支)创造性地营造了一种“地窖式”民居。房屋一般位于地面以下1.5米～2米处，屋顶用茅草覆盖，条件好的用铁皮，仅高出地面0.5米左右，迎风坡缓，背风坡陡，室内配有火堂以弥补阴暗潮湿的缺点，还在地面上建凉亭备纳凉之用。我国冬季屡屡有寒潮侵袭(多西北风)，避风就是为了避寒，因此朝北的一面墙往往不开窗户，院落布局非常紧凑，门也开在东南角，如北京四合院。
风还会影响房屋朝向和街道走向。在山区和海滨地区，房屋多面向海风和山谷风。城市街道走向如果正对风向，风在街道上空受到挤压，风力加大，成为风口，因此街道走向最好与当地盛行风向之间有个夹角。
第五.相对湿度对建筑的影响 相对湿度使许多建筑材料受潮后降低其保温性能，这对冷库等建筑更为重要。湿度过高，会明显降低材料的机械强度，产生破坏性变形，有机材料还会腐朽，从而降低质量和耐久性，潮湿材料上容易繁殖霉菌等，一经散布到空气中和物品上，会危害人的健康，促使物品变质。
第六.南北差异对建筑的影响 由于北方降水较少，北方建筑屋顶比较平坦，有利于白天晒东西。屋体比较厚实，有利于冬天保暖。而南方由于一年到头降水较多，所以屋顶成倾斜状，有利于雨水的排泄，还比较容易通风散热。总结：就某种建筑物风格形成而言，它的功能是多方面的，兼有避雨、遮阳、防风、纳凉等多种功能，同时也是多种因素综合作用的结果，不能
牵强地认为是单一作用造成的。同时，我们也要充分认识到气候不是唯一决定建筑特征的因素，地方文化、宗教色彩还有建筑设计师的风格等等，都是决定建筑特征的因素。
特征条件论文 第3篇
关键词：天气条件；沈阳城市；热岛效应
一、 城市热岛效应概述
城市热岛效应（UHI effect）主要是由于市区存在大量人工发热设施，建筑物与道路比较密集，同时随着人口的快速增加，导致市区绿地面积急剧减少等因素，直接造成市区存在大量高蓄热物体，使城市市区温度高于郊区温度，发生城市“高温化”现象。在观察城市周边温度地图，可以看出郊区温度变化范围比较小，而城市温度处于较高温度区间，比较形象就好像城市在周围凸起一部分，这就是城市热岛效应。影响城市热岛效应的因素很多，如市区人口规模、供热设备及空气质量等。目前统计城市热岛效应强度的方法主要利用记录市区温度与郊区温度的温差来说明城市受到的热岛效应的强度大小，下文有关沈阳城市热岛效应强度采用此方式。
二、沈阳城市在晴朗无风的天气条件下热岛特征分析
根据统计沈阳城市天气条件发现，在晴朗无风天气条件时，其城市热岛效应强度在14时达到最弱，在20时达到最强。且白天的热岛效应强度低于夜间，热岛效应造成的温度差达到0.73℃，是所有观测的天气中热岛效应造成的温度差值最高的天气，这个结果说明城市热岛效应极易在晴朗无风的天气条件下形成。分析可知，在晴朗无风的天气情况下，由于白天太阳辐射，郊区与市区吸收的热量大致相同，导致热岛效应不明显；而在夜间，市区的绿色程度较低，硬化面积过大，造成郊区的下垫面导热率与热容量低于市区，使市区具有较高的蓄热能力，因此在夜间，市区的温度下降速度就会低于郊区温度下降的速度。另外，沈阳市区中大量建筑物在白天可以吸收大量热量，这也影响市区温度下降的速度。以上因素都促使了沈阳市区与郊区在夜间具有较大的温差，使得其具有较大的热岛效应。表1为在不同季节晴朗无风的天气热岛效应强度状态。从中可以看出，冬季的热岛效应最强，这主要是由于沈阳市区在冬季取暖产生大量的热量，同时释放大量废气，而且市区空间相对密闭，热量不容散失，造成市区温度高于郊区温度。
三、沈阳城市在下雨的天气条件下热岛特征分析
在下雨天气条件下，沈阳城市热岛效应强度在14时达到最弱，在20时达到最强，而且数据统计表明小雨、中雨、大雨与暴雨的热岛效应表现规律一致，推测表明可能热岛效应与降水量有关，因为沈阳市区每次下雨的降水量都差不多。结合沈阳城市降水量具体数据分析，其热岛效应的强度确实受到雨水的分布、持续时间以及降水量等因素的影响，而且沈阳城市热岛效应强度随着降水量的減小而减弱。具体原因可能是由于水的比热容比较大，较大的降水量会吸收较多的热量，同时下雨时，其云彩会直接遮挡太阳对地面的热量辐射，这同样会影响市区与郊区，因此使得沈阳市区热岛强度表现比较低。如表2所示：
四、沈阳城市在雾的天气条件下热岛特征分析
根据沈阳气象资料可知，其出现浓雾天气的样本占起雾天气的样本的比例较低，因此分析时，将两者统一进行分析。在有雾天气条件下，沈阳城市热岛效应强度在08时表现的最弱，在20时表现的最强，而且数据显示热岛效应的强度和雾的出现与消散时间长度相关。根据不同雾的种类特征可知，沈阳地区起雾属于辐射雾。在有雾的天气条件下，直接会影响太阳对市区与郊区的辐射作用，降低了市区与郊区的地面温度，因此使市区与郊区之间的温差减小，从而减弱了市区的热岛效应强度。随着雾的强度的增加，市区热岛效应强度逐渐降低，这显示雾会明显较弱市区的热岛效应。分析可知，因为雾可以极大地遮挡太阳对于地面的辐射作用，这时仅有散射辐射起作用，这就使得市区与郊区之间的温差减小，降低市区热岛效应的强度。
五、沈阳城市在不同风速的天气条件下热岛特征分析
结合沈阳城市不同风速天气条件下的相关数据分析，而且沈阳地区六级以上风速天气天数占整个样本的比例很低，可以忽略。研究结果显示，在不同风速条件下，沈阳城市热岛效应强度在14时表现最弱，同时在20时表现最强；而且城市热岛效应强度随着风速的减弱而减弱，这就说明城市热岛效应强度与风速有关。分析可知，在较强风速作用下，会直接引起空气层结的不稳定，使空气在水平与垂直方向具有较强的混合作用，这就会使市区的热量被地面风吹走，可以起到减弱城市热岛效应的作用。另外在不同风速情况下，白天的热岛效应强度均低于夜间。表3为不同风速下热岛效应强度。
总结
通过以上内容表明，不同天气条件下沈阳城市热岛效应强度有所不同，同时由于现在城市的气象观测点较小，不能全面地了解不同天气条件对于市区热岛效应的影响，使得此项研究具有一定的局限性。所以，要结合沈阳市区的实际情况，科学合理增加气象观测点的设置，对市区不同方向与不同位置的城市热岛效应进行精确地了解，这样就可以帮助预测更精确地市区天气预报，同时合理规划城市布局，打造市区通风路线，防止雾霾的形成具有重要意义。
参考文献：
[1]徐祥德，周秀骥，施晓晖. 城市群落大气污染源影响的空间结构及尺度特征[J].中国科学，2005
枣庄市大雾气候特征及形成条件分析 第4篇
1 研究资料与方法
选取枣庄站1991~2000年近10年的资料, 进行大雾持续时间和存在时段的统计 (枣庄夜间不观测, 20时至次日8时作为一个时段进行统计) ;采用一元线性趋势方程y (t) =b0+b·t, 用线性拟合的统计方法进行1971~2000年各要素的趋势倾向分析。
2 气候概况及年季变化特征
2.1 气候概况
根据1991~2000年近10年的大雾观测记录统计, 枣庄市共计发生116例大雾。枣庄地区大雾形成与维持的时段主要集中于夜间到次日上午, 白天形成的雾极少, 占总数的5/116, 这主要是由于此时段大都是日最低温度出现或夜间气温开始下降的时间, 气温的降低会使近地层的饱和水汽压迅速降低达到饱和而凝结成雾;一天当中9~16时是形成大雾几率最小的时段, 占总数的4/116。夜间的辐射降温在雾形成与维持方面作用非常明显, 日出后随着日照增强, 大雾于11时前后逐渐消散, 约占总数的97/116。
由表1可知, 就全年大雾形成的日数, 以11~12月及1~2月发生最多, 这4个月的雾日数约占全年的51.28%, 秋季次之, 夏季雾日数最少;各月的平均风速中以3~6月最大, 辐射雾的形成不仅要求近地面层有近饱和的潮湿空气, 在近地面风速越小越有利于它的形成;5~7月气温明显升高的同时风速相对较大, 不利于水汽的凝结, 使大雾难以形成和发展。
2.2 雾日数年际变化特征
由图1可知, 在20世纪70年代后期至80年代初期维持较高的雾出现日数, 但自1983年后雾日数呈下降趋势, 大雾减少是基本变化特征, 每年大雾出现的日数变化基本与年平均气温的变化趋势反相, 气温越高越不利于大雾的形成。每年大雾形成的日数变化非常大, 形成日数最多的出现在1982年, 为27 d;而最少的在1988年, 只有2d, 雾日最多年份和最少年份的天数相差25d, 平均每年约13d以上。
虽然大雾的形成与大气环流条件的关系非常紧密, 但以上变化说明, 城市大雾的减少与城市化环境变化有关[3]。枣庄为丘陵地带, 山石较多, 在20世纪70年代后期至80年代初期有很多水泥厂、石灰厂等企业, 枣庄煤矿也多, 随着大量的工业废气、粉尘的排放, 这些气体积聚在近地面层, 不仅造成大气污染, 也因烟尘等原因而降低能见度, 当近地面层有水汽汇集时, 易形成大雾天气, 因为大气气溶胶粒子明显增多, 其中大部分气溶胶粒子可以成为雾的凝结核, 从而导致雾滴密度的增大[1]。80年代中期至90年代中期, 水泥厂、石灰厂、煤矿等企业停产, 使枣庄的空气日益清洁, 大气中的凝结核减少, 这也是造成枣庄80年代前后大雾日数异常偏多而随后几年呈现减少趋势的重要原因。另一方面, 城市热岛对城市大雾的形成和发展是不利的。徐祥德等[4]从动力学角度对城市热岛与城市辐射雾的关系进行探讨, 研究表明, 大雾的减少与城市化和经济发展有密切联系。城市化所造成的城市热岛不利于城市中大雾的形成。城市热岛效应造成城市气温明显升高, 不利于水汽的凝结, 使大雾难以形成和发展;同时全球变暖已成为一个不争的事实, 目前中国已经经历了第21个暖冬, 从枣庄的平均气温年际变化来看80年代中后期气温明显升高, 与全球变暖的趋势一致, 也造成大雾难以形成和发展。
3 枣庄地区大雾形成的环流形势及单站要素应用
辐射雾主要发生在地面200~400m的浅层内, 因而其形成与地面天气形势关系最密切。而平流雾形成的重要因素是由风引起的湿度场和温度场平流。雾的成因与大型环流背景关系密切, 但大雾形成是由多种天气条件、环境因素决定的, 如天气系统、本地气温、相对湿度、风速、大气稳定度、大气成分 (各种颗粒物) 等。
从1991~2000年近10年的116例大雾资料普查发现, 出现在枣庄地区雾的形式多样, 有辐射雾、平流雾和混合雾, 雨雾共生的情况极少;并且大雾发生时没有较强冷空气, 地面气压梯度小, 枣庄上空存在逆温层, 大雾形成前空气湿润或14时后相对湿度迅速增大等。
3.1 枣庄地区大雾形成的环流形势
3.1.1 高空形势。
对大雾发生前8时的500hPa高空图分析, 亚洲中纬度地区一般为较为平直的西风环流控制, 多短波槽东移, 枣庄处于槽前偏西气流中, 天空云量较多, 或处于槽后西至西北气流中, 这种情况下前期有降水, 空气湿润, 冷平流使夜间云量减少, 有利于辐射雾的形成;当大陆为强大的副高控制, 处于副高北部边缘时以及持续2~3d的高空西北气流影响时, 鲁南第二天不会出现大雾。而在低层8时的850hPa形势图上一般表现为枣庄及上游地区为暖脊控制或暖平流, 有利于枣庄上空逆温区的形成;同时在8时的850hPa山东至山西一带等压线、等温线稀疏。低层的8时的850hPa 24h降温幅度一般不会超过4℃, 否则逆温层难以形成或维持。
3.1.2 地面气压场。
有利于成雾的地面天气形势主要有以下几种类型[2]:一是鞍形场或均压场控制型。当气压系统很弱时, 鞍形场或均压场内有弱的偏南风或偏北风出现, 这种形势下下垫面比较冷, 上空有暖湿气流, 14时的相对湿度比较大, 大都超过70%, 并且夜间云量较少, 该系统下形成的雾多为混合雾。二是锋前型。冷锋或副冷锋在山东及河北、河南相邻处或山东北部至东北一带, 冷空气主体偏北或偏西, 高压中心稳定在贝加尔湖附近。只是小股的冷空气不断扩散南下, 地面气压梯度较小, 地面风力较弱, 多为偏东风或偏南风, 还会出现短时北风。三是锋后高压控制型。冷锋过境前, 地面有明显的增温增湿或有降水出现, 并且天空云量较多。冷锋过境后, 地面风向发生改变, 地面转为高压控制, 雨区或云区也随之东移南压到江苏, 气温明显下降, 陆上风力也明显减弱, 有利于辐射雾的形成。
3.2 单站要素应用
雾是一种地方性很强且只在近地面出现的天气现象, 虽然发生几率很低, 大雾的形成也必须满足一定的温、湿、风、层结稳定度等要素条件。根据1991~2000年10年的116例大雾出现时的温湿条件及层结情况总结以下几条消空和预报指标, 为当地大雾预报提供理论依据。
(1) 从1991~2000年10年中大雾出现前14时气温分布图上可以看出, 在枣庄地区大雾出现前14时的气温超过32℃ (或低于0℃) 就很难出现大雾天气, 本站14时的气温达到32℃ (或以上) 或低于0℃时, 可以作为一个第二天大雾预报的消空条件。
(2) 在大雾出现前14时的水汽压高于3.4℃ (或低于30℃) (其中2000年7月23日14时水汽压出现32.6℃的超大值, 并且夜间出现大雾时间短暂, 危害性小, 故不作统计) , 本站14时的水汽压超过30℃ (低于3.1℃) 时, 第二天不考虑大雾出现。
(3) 从大雾出现时的平均风速统计来看, 平均风速大都比较小, 2.0m/s以下的个例占103/116, 大于3m/s的大雾个例只有5/116, 最大平均风速只有3.5m/s, 风速越小越有利于大雾的形成, 随着风速的增大, 大雾趋于消散。因此, 把夜间大于4m/s的平均风速作为大雾预报的消空指标之一。
(4) 当天有大片雾区持续不散或者5~14时有大片轻雾, 天空云量较多, 并且夜间能够转晴, 同时夜间没有强冷空气下来, 可预报第二天有大雾天气。
(5) 大雾出现前14时相对湿度应用起来有一定难度, 14时相对湿度即便很低, 但在转阴雨或地面为东到东北风时干燥的空气就会迅速变得湿润, 所以主要考虑预报时段气温最低时的相对湿度。从最近几年大雾个例出现时, 天气在线中各种模式预报产品的相对湿度一般不低于70%, 如果湿度过大可能出现降水, 因为湿度条件也是形成降水的必要条件, 判断第二天出现雾还是降水还要参考预报员的经验以及综合考虑其他因素, 如果预报0.1mm以上降水就不考虑大雾天气;但14时的相对湿度也有参考价值, 在116例大雾出现前全部大于30%, 当14时的相对湿度低于50%并且在第二天出现大雾的情况是夜间绝大多数情况下 (9/10) 为东北风或东风将海面的湿润的空气吹过来, 使地面湿度迅速增大。大雾预报为短期预报, 当天气在线及各种模式预报24h的相对湿度低于70%时 (或14时的相对湿度低于30%或50>q>30且夜间风向大于135°) , 也作为第二天大雾预报的消空条件之一。
(6) 枣庄南部毗邻徐州, 计算徐州站8时地面至850hPa之间的温度递减率来判断枣庄是否存在逆温层。通过对116例大雾形成前8时徐州探空观测数据的定量分析, 进行综合分析得出, 枣庄有大雾生成时必须满足以下条件:枣庄大气层结稳定;850hPa以下存在逆温层;当8时850hPa高空为冷平流, 850hPa以下又不存在逆温层, 第二天则不会出现大雾天气;当8时850hPa高空为弱的暖平流或暖脊, 850hPa以下有浅薄的逆温层存在时, 即使20~次日8时850hPa高空转为冷平流, 第二天仍不会出现大雾天气;8时850hPa以下不存在逆温层时必须存在强盛的暖平流和强大暖脊不减弱并能持续到第二天早晨, 这样在夜间才能形成逆温层, 第二天才有可能出现大雾天气。
4 预报检验
综合运用所选指标及成雾所满足的天气形势对2006年1~12月大雾进行试报, 2006年共出现15次大雾, 其中一年365d中有41次符合条件, 其中有大雾的天数为14d, 轻雾21次 (相对湿度大于80%) , 漏报1次, 空报6次 (相对湿度大于65%) 。只有2006年11月2日的大雾未能预报出。2006年11月1日高空为一致的西北气流, 低层没有暖脊或暖平流, 并且大雾出现前湿度不到30%, 不符合上述条件, 是典型的平流雾;由于出现及持续时间在2日8时45分至11时7分, 持续时间短, 最低能见度接近1km, 造成的危害并不大。
通过预报检验可得出, 大雾和轻雾的预报准确率为83.3%, 大雾预报准确率为33.3%, 空报率只有14.3%, 漏报率为2.4%, 这说明上述总结的指标及天气形势典型场具有很好的预报参考作用。
5 结论与讨论
(1) 大雾主要发生在秋冬季节, 夏季最少, 年平均气温与雾日数的逐年变化呈反相关, 年平均气温越高, 大雾出现的次数就越少;全球变暖的背景下, 枣庄的大雾日数呈现减少的趋势。
(2) 大雾的形成时段主要在夜间至次日9时, 9~12时大雾逐渐消散。
(3) 大雾大都产生在500hPa中纬度为平直西风环流或处于弱的西至西北气流里中, 地面图上可分为3种典型场:弱高压或鞍形场、锋后高压控制型、冷锋或副冷锋前。
(4) 大雾生成时必须满足大气层结稳定, 850hPa以下存在逆温层;14时超高温及超低温都不利于大雾的形成;湿度大或有水汽输送、风速小、上游有成片雾区 (或本站有轻雾) 及没有强冷空气入侵都十分有利于大雾的形成。
(5) 雾是一种地方性很强的天气现象, 因此作大雾预报时既要考虑大雾形成时的不同天气形势典型场, 还必须结合本地的气象要素条件[6,7]。
参考文献
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特征条件论文 第5篇
Chenshan lingdai dian nao Which Place of shanghai
age
family
salary
上海地区气候特征及地质条件 上海濒江临海，属亚热带季风气候，呈现季风性、海洋性气候特征。冬夏寒暑交替，四季分 明，春秋较冬夏较长。主要气候特征是：春天暖和，夏季炎热、秋天凉爽，冬季阴冷；全年 雨量适中，60%左右和雨量集中在 5～9 月的汛期，年 年平均降水量 1119.1 ㎜，年蒸发量 882.4 ㎜；年平均日照 1400h。由于上海城区面积大、人口密集,使上海城市气候具有明显的城市 热岛效应。全年平均气温 15.8℃，1 月最冷平均为 3.6℃，7 月最热为 27.8℃。上海地区夏 季空调运行约 4 个月（6～10 月初），冬季运行约 3 个月（12～3 月初）。上海地区具有的夏 长、冬短的特点，对地下换热器长时间工作可能会引起热平衡问题。地质条件特征 上海市位于长江三角洲入海口东南前缘，面积约 6340.5K ㎡,成陆较晚,除西南部有高出 数十米至近百米的零星残丘陵外,全区地势平坦.境内地面标高(吴淞高程)大多在 3.5～ 4.5M 之间。地貌上整个地形呈现东高、西低形态,西部为淀泖洼地,东部为碟缘高地.上海露 出地表的基岩分布零星,多呈孤丘出现，总面积约 2.5K ㎡,而大片的基岩隐伏在第四系松散 沉积物之下。上海地区第四纪地层十分发育，除西部、西南部剥蚀丘陵有基岩隆起出露外，其余地区均有第四纪地层覆盖，厚度一般介于 200～320M 之间，西南较薄，为 100～250M，向东北增厚至 300～400M。按沉积相大致可划分为二部分：1)下部，埋深通常约 145～320M 间，以褐黄色为主，夹杂蓝灰、黄绿色网纹或杂斑的杂色粘土与灰色白色为主的砂砾互层, 称之为“杂色层”,为早更新世陆相沉积物；2)上部，埋深通常指约 145M 以上，是以灰色为 主，夹有绿、黄、褐黄等色的粘土，与浅灰、黄灰色粉砂性土互层，称为“灰色层”，属中 更新世以来海陆频繁过渡、海洋渐占优势环境下的沉积物。上海地区内多属于软土地区，土 壤源热泵空调地埋管施工成本低，具有良好的经济性。传统的地热理论，将地层从上到下分为变温层、恒温层、增温层。根据上海地矿徐剑斌 等人在浦东、浦西 5 个 100M 深测温孔共 12 次实地地温测试记录进行统计研究，上海地区地 下 100M 以浅层温度相对稳定，土壤平均温度约 17℃左右，有利于热泵空调换热器工作。上 海地区地温场示意图如图 2 所示。1）0～10M，温度在 13.3～17.6℃,温度受气候影响,温度变化大,为变温带。由于气温 对浅层地温的影响。测试地区变温层在 0～10M，左右，受季节气温影响较大。2）10～20M，温度在 17.1～17.6℃，温度基本不受气候影响，称之恒温带。3
）20～100M，温度在 17.6～20.55℃，随深度增加而温度增加。收集统计以往的地层温度资料分析，地下 25℃
上海属亚热带海洋性季风气候。主要气候特征是：春天温暖，夏天炎热，秋天凉 爽，冬天阴冷，全年雨量适中，季节分配比较均匀。总的说来就是温和湿润，四 季分明。上海气温最高的是 7、8 两月，这些年上海的夏天越来越热，超过 35℃的高温天 数 10 天左右；冬季 1 月下旬到 2 月初（通常是春节期间）最冷，暴冷的天数虽 然不多（一般持续 3 天），但江南的湿冷连北方人都喊吃不消，常刮刺骨的偏北 风，不穿一些厚实保暖的衣物不行，手套、围巾、帽子也要全副武装。降雪的日 子不多，有时终年无雪。3 月到 5 月是春暖花开的时候，是最好的旅游季节。需 要特别提醒的是 6 月中旬至 7 月上旬是梅雨季节，忽晴忽雨，20 多天的雨量约 占全年的 1/4，这段时间不宜出游。8 月底到 9 月上中旬是台风多发季节，常有 瓢泼大雨。这两个时段游上海一定要带好晴雨伞，好在此时气候炎热，晴天也可 用作遮阳避日。上海日出日落时间为：冬至 6：49 日出，16：57 点日落，夏至 4：50 日出，19： 01 日落。上海的月平均气温、降水量 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年平均最高温度
7.6 8.7 12.6 18.5 23.2 27.8 31.8 31.6 27.4 22.4 16.8 10.7 19.9平均最低温度 0.3 1.1 4.9 10.4 15.3 20.1 24.7 24.7 20.5 14.3 8.6 2.7 12.3平均降水量 44 62.6 78.1 106 122.9 158.9 134.2 126 150.5 50.1 48.9 40.9 1123.7
亚热带季风气候是因为地处北回归线附近，形成亚热带季候，又由于地处沿海一 带，夏季受海风影响，吹东南风，冬季受来自西伯利亚的寒风影响，吹西北风，这二者轮流控制，季节性的交替，已是形成了季风。亚热带季风气候，春暖旱重、夏无酷暑、秋季凉爽、冬无严寒，年温差小、日温 差大、干湿分明，每年 5-10 月为雨季，年平均气温 15-21℃。众所周知，具有 丘陵地貌的广东地区属于亚热带季风气候。松软土质和多雨天气就是这里的地理 特征。亚热带季风气候最冷月气温大于 0 ℃，但小于 15 ℃。
上海位于北纬 31.2 度，东经 121.4 度的太平洋西岸，地处长江三角 洲平原东端，属于典型的北亚热带季风气候。一年四季比较分明，相对冬夏略长，春秋稍短。其中冬季受西伯 利亚冷高压控制，盛行西北气流，天气比较寒冷；夏季则被西北太平洋副热带高压控制，炎热高温。全年平均气温 16 度左右，1 月最冷（平均气温 4 度上下），7 月 最热（平均气温 28 度左右）。年平均总日照为 1930 小时，日照百 分率在 44%左右。年平均降水量 1100-1200 毫米左右，雨日 110-120 天（近年开始有所增多），降
降水出要出现在梅雨和春雨阶段。
年的划分行政区域。上海市 2011 年的划分行政区域。
2011 年拟撤销宝山、金山、卢湾、虹口、南汇（已撤）五区，新设江湾区，共 14 区 1 县。崇明县：保持不变。嘉定区：宝山区罗泾、罗店、顾村三镇并入，共辖 11 镇 3 街道，区迁马陆镇。青浦区：闵行区的华漕镇并入，共辖 9 镇 3 街道，区驻地不变。松江区：金山区所辖枫泾、亭林、廊下、吕巷、张堰 5 镇并入，金山区朱泾镇改朱泾街道并入，共辖 15 镇 5 街道，区驻地不变。奉贤区：金山区石化街道、山阳镇、漕泾镇、金山卫镇并入，新设西渡街道、很好镇，共辖 12 镇 2 街道，区迁西渡南桥间。闵行区：所辖华漕镇划归青浦、浦江镇并入浦东，徐汇区所辖华泾镇并入，共辖 8 镇 3 街道，区迁莲花路。浦东新区：闵行区浦江镇并入，南汇区 14 镇整体并入，共辖 27 镇 11 街道，区迁瓦屑地区。江湾区：新设立，下辖原宝山区高境镇、淞南镇、杨行镇、月浦镇、庙行镇、泗塘新村街道、通河新村街 道、友谊路街道、海滨新村街道、吴淞镇街道，原虹口区江湾镇、广中路街道、凉城新村街道，以及杨浦 区新江湾城街道、五角场镇，共辖 7 镇 8 街道，区驻江湾、高境间。普陀区：原宝山区大场镇并入，共辖 4 镇 6 街道，区驻地不变。长宁区：保持不变。徐汇区：华泾镇并入闵行，共辖 12 街道，区驻地不变。黄浦区：保持不变。静安区：卢湾区整体并入，共辖 9 街道，区迁延安中路。闸北区：原虹口区四川北路街道、乍浦路街道、欧阳路街道并入，共辖 1 镇 11 街道，区驻地不变。杨浦区：新江湾城街道、五角场镇划归江湾区，原虹口区提篮桥街道、新港路街道、曲阳路街道、嘉兴路 街道并入，共辖 14 街道，区驻地不变。
特征条件论文 第6篇
关键词：信息化；新型军事人才；特征
中图分类号：G726 文献标识码：A
世界军事领域的深刻变革，对军官的素质，特别是科学文化素质和指挥现代化战争的能力提出了更高的标准和要求。我们通常把具备新军事变革要求的知识、能力、素质结构的人才统称为新型军事人才。以往我们分析军事人才的特征和构建军事人才的培养模型是将军事人才分为政治素质、军事素质、科学文化知识、专业技能、身体心理五个方面，以这五个方面为基础形成一个培养平面。这种模型使人才培养齐头并进，不能显示出军事人才的培养重点，不适应未来信息化战争对人才培养的特殊要求。
我们按照未来信息化战争的发展趋势和特征要求，提出新型军事人才需要具备综合性、复合性、全面性、创新性、发展性、智能性、开放性、应用性等八个特性。其中综合性、复合性、全面性是基础与支柱，是完成军事人才本科学历教育必须要具备的知识素质能力基础。创新性、发展性、智能性、开放性是培养目标的延伸，是属于面向未来，增强发展潜力的更高层次，应用性则民包括职业性、专业化等方面的要求，是完成军事人才职业教育必须要具备的能力特征。只有全面分析新型军事人才的特征模型，准确地把握信息化条件下对新型军事人才的培养要求，才能采取相应的对策，培养出符合适应未来信息化战争需要的新型高素质军事人才。
培养高素质新型军事人才首先必须要满足军事人才的基本要求，这对军事人才的成长起着基础性和根本性的重要作用，可以说，达不到基本的要求，就谈不上培养适应未来信息化战争需要的新型军事人才，高素质新型军事人才的基本特征包括全面性、综合性、复合性三个方面。
一、具有坚定的政治信念，经得起复杂环境考验的全面性
（一）具有坚定的政治信念
军队是完成政治任务的武装集团，是阶级统治的工具。军队听谁指挥、跟谁走，这是一个生死枚关的大问题。国际国内环境的发展变化，要求我们军队在政治上必须绝对可靠。这就要求军队院校培养出来的人才，必须具有坚定的政治信念，他们应当是马克思主义的坚定信仰者，建设有中国特色社会主义的忠实实践者，坚持党指挥枪这一根本原则的坚定捍卫者，能够经得起任何政治风浪的考验，经得起资产阶级腐朽思想文化侵蚀渗透的考验，经得起军事斗争的考验；在任何时候、任何情况下都能坚定不移地听从党中央、中央军委的指挥。
（二）具有冒险精神和强健的体能体魄
在未来的战争中，战争环境复杂，条件艰苦恶劣，要在这种具有挑战性的情况下坚持到战争的胜利，没有一定的冒险精神和强健的体能体魄作为保障是无法想象的。因此，现代的高素质新型军事人才，必须具有冒险精神，能够从事具有挑战性的冒险性的活动，增强战胜困难、战胜自我的信心。同时，还必须要加强体能训练，掌握体能、运动技能和军事体育训练的基本知识和方法，培养勇敢、协同、合作、耐力、敏捷与竞争精神以及吃苦耐劳精神，使自己具有强健的体魄，能适应紧张、艰苦的工作和严酷的战场环境。
（三）具有健康的心理和坚强的意志品质
心理素质包括学习能力、思维能力、操作能力、人格情感意志等方面，是主体与外界相互作用的中介。良好的心理素质为人的全面素质发展提供广阔的心理基础。对于新型军事人才来说，拥有健康的心理至关重要，只有具备健康的心理才能适应信息时代快节奏、现代社会的高竞争、以及未来战争的复杂与残酷。未来战争中各种作战力量、高技术武器、高性能弹药的大量使用，使战争的高强度、快节奏、残酷性空前突出，特别是对于高技术武器装备不占优势的我方而言，作战环境极端险恶，整个战争行动都可能在极其困难和严酷的条件下进行，人的精神将在超负荷状态下发生作用。
这就要求新型军事人才在心理上，一是要具有必胜的信念，始终保持高昂的士气，以敢打必胜的信心弥补武器装备的不足；二是要具有坚强的意志品质，始终保持意志的坚定性、坚韧性，能够经得住各种艰难困苦和生死考验。三是具有稳定的情绪、健全的人格、较强的适应力和耐挫力、良好的心理承受和自我调控能力，始终保持清醒的头脑，能镇定自若，紧张有序的处理各种突发情况。
二、科学、人文、军事协调发展的综合性
（一）知识、能力、素质结构的综合化
新军事变革的一个显著特征就是科学技术和武器装备的建设与发展呈现出高度综合又高度分化，并向高度综合发展，这对军事人才的知识、素质结构提出了从单一到综合的客观现实需求，作为新型的军事人才只有具备复合的知识结构，较强的综合能力，良好的综合素质，才能适应武器信息化的发展趋势。这种综合化表现在知识结构上就是获取的知识面宽，能够掌握政治、经济、科技、文化、历史等各个方面的知识；获取知识信息量大，能够在各个知识领域特别是在军事指挥、军事科技领域掌握大量的知识信息。表现在能力要求上就是具有较强的分析判断能力、指导实践能力和预测能力，能灵活运用所掌握的知识正确指导实践，能够通过观察而无需论证就可迅速、深入、透彻认识事物本质，预知事物的发展趋势，能有效地开发运用知识和信息这两个高技术战争的主要资源，使之转化为战斗力。表现在素质上就是同时要具备厚实的科学文化素质，过硬的军事专业素质以及人文素养等。
（二）人文精神、科学精神和军事修养的一体化
人文精神与科学精神的统一，是现代化的基本素质。作为现代战争相适应的高素质新型军事人才应当既有高尚的人文精神，又有精深的科学精神。人文精神是人实现自身价值的精神，是一种高尚的精神境界，对提升军事人才的人格、改善思维、开阔眼界、开启智力、陶冶情操等起着十分重要的作用。科学精神是探索未知问题、实事求是的精神，它能够矫正人们观察和分析问题的基点和视角，提供认识问题的正确思路和方法。军事修养是军人最基本的要求，是一个现代军事人才必须具备的军事职业素质。对承担着应对复杂多变的未来战争环境和肩负着打赢未来信息化战争重任的新型军事人才来说，不仅要有较高的人文素养，对世界观、人生观、价值观、战争观、胜负观进行正确判断，运用人文科学所提供的谋略方法、协调艺术，解决复杂的作战系统问题。而且要有良好的科学素养，能够站立在军事变革大潮的前沿分析和思考问题，在信息海洋中拨开战争迷雾，抓住潜藏在战争转型期表象背后规律，认识和揭示现代战争的特点，科学预测和把握未来战争的发展趋势及走向。因此，人文和科学融为一体是成为现代新型军事人才必备的基本条件。同时还必须能够不断培养军人的气质，突出军人的特征，特别是要锻造军人体魄，培养军人作风，强化军人气节，以应对高技术条件下的复杂环境。
三、指挥、技术与管理有机结合的复合性
（一）军政兼通
新型的军事人才不仅要精通作战训练，还要能够动员、宣传和进行政治思想工作，能适应职责和职务的互换，承担军政合一的角色。
（二）指技合一
技术是战术的基础，战术是技术的发展，战术引导技术，技术服务于战术。指挥和技术的本质联系，决定军事人才必须要既懂指挥又懂技术，能从指挥和技术高度融合上分析和解决问题，成为指技合一的复合型人才。
（三）指管融合
现代军队是由诸军兵种高技术武器装备和不同素质的人员组成的综合力量，高技术战争是由综合力量协调进行的一体化战争。这就要求无论是战时的用兵打仗还是平时的训练和组织管理，指挥军官和技术军官都要既懂指挥又懂管理，善于管理高技术武器装备系统，能按照预定的目标计划，对部队和装备进行高效的指挥、管理和控制。唯有如此，才能提高部队战斗力，才能在实战中使各种战斗和保障力量组合的部队协调行动，充分发挥联合作战的整体威力。
四、结语
分析高素质新型军事人才的基本特征，除了从高素质新型军事人才依托的现实条件出发以外，还必须从现代教育思想和人才培养理念出发，以我党我军对高素质新型军事人才的要求为依据，这是我们研究分析高素质新型军事人才培养问题的理论基础。高素质新型军事人才是“由于现代战争中技术与战术融为一体，高素质新型军事人才必须是既掌握现代作战理论，又精通专业技术和军事指挥艺术，同时又懂得军事管理的指技合一、军政交融的新型军官”，这为我们研究高素质新型军事人才的培养指明了方向。
参考文献
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不同真空加载条件下吹填土固结特征 第7篇
在沿海地区，吹填土加固后被广泛用作建筑地基。吹填土的自然固结沉降时间较长，人们通过加压强制吹填土排水固结。吹填土的加固尚存在许多问题:在吹填土加固过程中，吹填土的固结系数在较大范围内变化，固结过程中累积沉降较大，其中部分沉降为非主固结沉降;加固土体在一定荷载压力(正压力或负压力)作用下，土体中的部分土颗粒和孔隙水在压力作用下向竖向排水体移动，在竖向排水体外侧形成以粘土为主、渗透系数小于竖向排水体的粘性土层，即泥皮。吹填土的透水性较原状淤泥差[1]。蔡树棠研究了泥浆的力学性质特征，指出泥浆固结速度受边界条件影响，排水时泥浆固结速度要比不排水时快得多。另外，吹填土初始沉降符合Stokes定律，孔隙比随深度呈抛物线变化，3～5h后土颗粒之间才开始相互接触，传递颗粒间应力[2]。压力的大小和作用时间是影响泥皮的重要因素[3,4,5]。真空渗流场的形成是软土渗透固结的主要原因[6]，吉林大学开展的室内模拟试验表明:渗流压力对吹填土固结和土结构的形成有密切的关系[7,8]。对吹填土加压固结过程还需进一步研究。
根据吹填土的基本性质和固结特征，开展了不同真空加载条件下的吹填土固结室内模拟试验研究。进行不同荷载大小、不同加荷时间的固结试验，监测固结过程中吹填土孔隙水压力和工程性质的变化情况，研究不同加载条件对吹填土固结的影响。
1 室内试验
1.1 试验模型
模型试验的背景为加固现场的一个单元。大面积加固吹填土时，由于吹填物源的差异，吹填土存在不均一性。但对某一个加固单元来讲，被加固土体是各相均一、各向同性的。所以试验模型土样要求均质、各向同性，同时要求试验箱加工容易、制作方便。对大面积吹填场地来讲，竖向排水体仅影响到其影响半径以内的土体。竖向排水体的间距应满足工程设计对固结度的要求，与地基土的固结特性、容许加固时间、布设方法、通水能力、竖向排水体施工对周围软土的扰动和工程经验有关。根据经验公式(1)试算得到排水体间距为75cm。
式中:a为排水体的间距;Ch为地基土的水平向固结系数(cm2/s);t为工程容许固结时间(s);Urz为工程要求达到的固结度(%);dw为排水体的直径(cm)。
根据天津地区软土处理的经验，排水板的布设间距一般为0.6～0.8m，单个竖向排水体对0.5m以外的土体影响较小。本次试验主要研究荷载条件对吹填土加固效果的影响，所以选择一个单元作为研究对象，尺寸为1m×1m×1m。经验算，试验装置可以满足沉降影响范围边界条件的要求。试验模型箱由整块PVC板焊接而成，在边界处进行加固处理，并在装土样之前将四壁打磨光滑，进一步降低边界效应。在试验箱中心部位安装直径为110mm的中砂砂井为竖向排水体。使用一定厚度流塑状的淤泥作为密封层。
1.2 加压试验
本次试验土样取自天津临港工业区内，该区吹填土主要是海河河道和近海岸内的沉积物搅拌吹填形成的。如表1所示，土样表现出高含水率、高液限的特征。当含水率大于液限时，土粒扩散层外围出现自由的液态水。含水率的变化在一定程度上反映了自由水的排出和吹填土强度增加的程度。如表2所示，试验土样粘粒含量达65%。由加分散剂和不加分散剂的对比试验可以看出:加入分散剂后，滨海地区吹填土粘粒组百分含量显著增加。其主要原因是原状土中含有一定量的由粘粒、粉粒结合形成的具有一定抗水性能的“团粒”，样品的团聚度较高。一般情况下当土样钠盐含量较高时，土样有一定程度的分散作用，但是当钠盐浓度过高时，反而影响其分散作用，所以仅改变其粘粒的百分含量。不加分散剂时土样为粉质亚砂土，加分散剂后土样中团粒分散，土样则为重粘土。这种颗粒的团聚不稳定，在较大外荷载作用下会被破坏，在竖向排水体周围形成泥皮，增加吹填土加固的难度。
将土样静置一段时间后开展真空加载试验。在静置过程中，吹填土表层出现大量自由水，吹填土土颗粒之间相互接触，可以传递应力，形成了初步较不稳定的土体结构。在进行加压试验前将清液排出。真空加压试验采用砂井下排水的加固方式，试验条件如表3所示。密封对吹填土加压固结效果非常重要，考虑密封难度，在试验过程中仅布设了一组三个孔隙水压力监测点。在距离砂井10cm、25cm、40cm，深度75cm处布设孔隙水压力监测探头，探头编号为1、2、3。孔隙水压力探头的测量范围为0～199.0 kPa，测量精度为±0.1kPa。试验后进行了土的含水率和孔隙比的测算。吹填土力学性质很差，用常规测试方法很难测量其强度。本文基于标准贯入的测试思路，加工相对强度测试仪器来检测试验土样在加固过程中的相对强度。测杆直径1cm，侧头高度为1cm、60°的锥形。测杆有足够的刚度，上面标有厘米刻度。测量时，在指定位置施加已知重量的重物，记录待测土体在静压力作用下的贯入深度，依据相同重量在不同测点的贯入深度的不同来定性评价不同试验阶段不同深度、不同渗透路径土体强度的变化情况。
2 孔隙水压力变化
开展不同真空容量、不同时长的抽气加压试验，孔隙水压力变化曲线如图1所示。孔隙水压力消散可分为两个阶段:大幅下降阶段和缓慢下降阶段。小泵量加压过程，孔隙水压力消散幅度较小，特别是在持续加压2000min，孔隙水压力消散幅度很小，且有上升趋势。靠近砂井的测点1在加压过程中孔隙水压力消散幅度为1.2kPa，测点2和测点3的孔隙水压力消散幅度为0.4～0.7kPa，见图1(a)。在大泵量加压试验中，在2000min以内，测点1孔隙水压力下降幅度为3.5 kPa，测点2和测点3的孔隙水压力消散幅度约为0.4 kPa，见图1(b)。靠近砂井测点孔隙水压力消散幅度远大于小泵量加压试验，远离砂井的测点孔隙水压力幅度略小于小泵量加压试验。随着加压时间延长至4000min，测点3孔隙水压力明显消散，此时真空荷载尚未传导至测点3，孔隙水压力的消散主要受重力排水作用影响。到9500min时，测点2的孔隙水压力消散幅度大于测点3。在大泵量加压试样持续14000min时，距离砂井25cm处的孔隙水压力的降幅变大，与距离砂井40cm处的孔隙水压力的降幅出现明显差异，这是影响半径不断变大，加固范围不断变大的过程。18000min，淤泥密封层开裂，点2、点3孔隙水压力消散幅度大于测点1，真空荷载由近及远不断传递，影响半径不断增加。在该荷载作用下测点1位置的土层已经固结，依次测点2、测点3土层固结程度才大幅提高。到24000min时，三个测点的孔隙水压力均表现出上升的趋势，说明在该压力作用下，吹填土主固结已基本完成，接下来主要是以土结构调整为主的次固结。小泵量加压试验在加压初期对周围土层均产生一定的影响，影响范围较大泵量的影响范围大，但是其影响程度比大泵量试验小。大泵量加压试验加压初期对靠近砂井的土层影响大，随着加压时间的延长，其影响范围不断增加。
在真空荷载作用下，土体中附加应力增加，从而产生超静孔隙水压力，当孔隙水通过渗流通道排出后，孔隙水压力消散，土体中有效应力相应增加。加压固结过程中，结构单元体在外力作用下进行调整，向更有序的方向发展，具有较好的定向性，此时土体已具有一定的强度。在该压力水平下形成较稳定的渗流通道，且随着加压时间的延长，渗流通道不断延伸，加固范围不断扩大。稳定通道和真空渗流场的形成有利于吹填土的固结，当在某级压力下孔隙水压力消散幅度明显减小时，说明在该级压力下主固结基本完成。当施加新一级荷载时，土颗粒在新一级荷载作用下重新调整，形成新的更稳定的渗流通道，吹填土在结构不断调整的过程中强度不断增加。稳定真空渗流场的形成对吹填土加固范围和强度增长均有影响。
3 吹填土性质变化
3.1 基本性质变化
加压排水阶段，距离砂井不同距离处土体各个参数的变化表现出不同的特征。对距离砂井40cm处吹填土进行取样测试，如图2所示。土体各个参数表现出上部和下部小、中间大的特征。上部土层水分变化受大气、真空压力、重力共同作用，下部土层受真空压力和重力作用[9]。
由于本次试验采用下排水的方式，水分向下移动，起到一定的水封作用，上部的真空压力作用很小。如图2所示，距离砂井40cm位置受真空影响较小，所以土性质参数表现出两端小、中间大的特征。深度20～25cm处出现含水率和孔隙比的最大值，深度越大含水率和孔隙比越小，下部土体的工程地质性质较上部强。两种不同试验条件相比较，10cm深度处大泵量加压试验比小泵量加压试验含水率降低13%，20cm深度处降低9%，55cm深度处降低了15.2%。孔隙比的变化趋势与含水率的变化趋势相似，变化量在0.2～0.5之间。
在同一深度，土体工程性质亦有变化。如图3所示:真空荷载的影响深度有限，距离砂井15cm和27.5cm的土体，含水率等参数上部小、下部大。该位置的土体受真空荷载和自重应力场的共同作用，当真空荷载沿着砂井壁向四周土体扩散，真空荷载的影响范围是上大下小的圆锥，自重应力则上小下大。在浅部，真空荷载是主要的外荷载，深部为重力和真空荷载的叠加。在荷载作用下，自由水排出，含水率降低，孔隙比降低。真空荷载的影响远大于重力作用的影响。真空荷载在传递过程中不断衰减，所以距离砂井27.5cm位置的含水率要大于15cm处。距离砂井40cm的土体受真空荷载的影响很小，表现出自重应力场的特征。真空渗流场的形成与发展对吹填土的加固效果和加固范围均有较大影响。在真空荷载影响不到的区域，吹填土主要表现为重力作用的固结过程。
真空加压阶段距离砂井不同间距处土体各个参数的变化表现出不同的特征。在自重应力场中，加固土体上部受环境影响显著，参数变化与深度负相关。环境影响深度约20～25cm。下部土体参数变化与深度正相关，与自重应力的分布一致。在真空场中，参数的变化与真空荷载影响程度有关，距离砂较近的土体工程地质性质提高明显，距离较远的地方工程地质性质变化较小。本文采用下部抽真空和下排水的方式，下部水动力条件最强烈。在真空荷载影响范围以外，表现出自重应力场作用下的变化特征。
3.2 强度变化
在吹填土加固初期，吹填土因其高含水率、高孔隙比、低强度等特殊工程地质性质，力学性质很差，所以在试验初期用常规测试方法是无法测到其强度的。本文采用自制的微型贯入仪测试土样在加固过程中的相对强度，以反映在加固过程中试验土样的强度增长情况。测试结果如图4所示。由于本次试验采用下排水的方式，在加压加固过程中，土体上部的水向下运移，对真空加固有一定的密封作用，而砂柱大孔隙比、粗颗粒有利于真空的传递，真空荷载以竖向排水体为边界，均匀地作用到土体上。由于作用土体均为饱和土，不利于真空的传递，如图4所示，真空仅影响到竖向排水体附近的范围，即在距离中心25cm范围内的吹填土强度大幅度提高。在加固过程中距离排水体近的地方由于排水路径短，强度增长较快;距离竖向排水体远，排水路径长的区域，强度增长较慢。当施加真空荷载持续一段时间之后，真空荷载的影响范围不断增大，大泵量加压试验中距排水管不同距离处土体强度均有大幅度的提高，说明真空加固的影响范围和真空荷载的施加持续的时间、真空泵的容量等因素密切相关。
高粘粒高含盐量吹填土强度增长的过程与粘粒的物理化学作用密切相关。天津滨海地区海相吹填土的环境为富含K+、Na+的沉积环境，粘土矿物和SiO2等游离氧化物形成的双电层带负电，则扩散层以阳离子为主，并带有大量的K+、Na+阳离子，当离子发生交换时，可有一些高价离子进入双电层，此时扩散层变薄，颗粒的薄膜水含量减少，粘粒间的结构连结力大幅度地增强，分散的颗粒形成较大的集粒，从而使吹填土形成了较强的结构强度。在吹填土加固后期，距离排水体较近的区域强度明显增加。在水—气分界面处，水体内部的水分子承受各向同值力的作用，处于稳定的平衡状态，而收缩膜内的水分子承受一个指向水体内部的不平衡力的作用，为了保证平衡，收缩膜内必然产生张力，即表面张力，表面张力的产生除了保证收缩膜内水分子的平衡外，同时也会对周围的土颗粒施加一个反作用力，表面张力使收缩膜具有类似弹性薄膜的性质，将土颗粒紧紧地拉在一起，增加了土颗粒之间的连接强度，提高土颗粒的抗滑能力，从而提高了土体抗剪强度。本文采用下部抽真空、下部排水的方式，在加固过程中，真空荷载从试验模型底部向砂井顶部和下部土体传递，在加压初期，上部土体排出的水分经砂井向下流动，影响和限制了真空荷载的向上传递，所以在加荷初期，下部土体的含水量变化较快，上部变化较小。吹填土经过自重排水，初步形成土结构，与上部土体相比可以承受较大的外荷载，随着上部土体水分不断地排出，上部土体承受外荷载的能力不断提高，同时水的排出对真空荷载传递的影响逐渐减小，在不断增加荷载作用下，吹填土不断固结，且限制了砂井外侧泥皮的形成，有利于吹填土的加固，所以表现为上部土体的工程性质改变较下部土体大。随着加压时间的延长，渗流通道在沿砂井的不断延伸，加固范围不断增加。下部抽真空的加荷方式充分考虑了吹填土加固前的土的性质和吹填土加固压力与渗流通道形成之间的关系，抑制了泥皮的形成。
4 结论
通过对吹填土不同加压条件的室内试验研究，得出以下结论:
(1)在加固过程中，距离砂井10cm处孔隙水压力变化明显，距离砂井较远的土体孔隙水压力变化较小。大泵量加压试验的孔隙水压力变化幅度大于小泵量加压试验。当加压时间延长，距离砂井较远的土层孔隙水压力也出现显著的变化。说明加压设备和加荷时间的长短与土体有效应力的增长密切相关。
(2)在真空加压过程中，土样基本物理性质参数含水率、孔隙比均有显著提高。在加固初期，由于蒸发等环境因素的影响，各参数表现出上部小、中间大、下部小的特征。工程地质参数的改变与荷载条件密切相关，靠近排水体的土参数的改变主要受真空渗流作用的影响，距离排水体较远的地方主要受自重应力和渗流作用的影响。
(3)下部抽真空的加荷方式充分考虑了吹填土加固前的土的性质和吹填土加固压力与渗流通道形成之间的关系，一定程度上抑制了泥皮的形成。在加固时应做好加荷过程的控制，以达到在较短时间内达到预期的加固效果。
摘要：在吹填土加压固结过程中,吹填土的固结过程与真空加载过程密切相关。为了分析吹填土固结强度增长过程与真空荷载条件的关系,本文在室内开展了真空加压砂井下排水方式的吹填土固结试验。试验结果表明:吹填土固结与渗透路径的长短、荷载大小、真空泵的容量、荷载持续时间密切相关;在加固初期,由于蒸发等环境因素的影响,各参数表现出两端小、中间大的特征;随着真空荷载作用时间延长,距离竖向排水体一定距离的土体各工程地质参数的变化情况与深度不相关;距离排水体较近的土体孔隙水压力变化明显,施加荷载孔隙水压力按照一定幅度下降,持续施加荷载一定时间,孔隙水压力消散幅度不断减小。在加固时应做好加荷过程的控制,以期在较短时间内达到预期的加固效果。
关键词：吹填土,真空荷载,孔隙水压力,固结
参考文献
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特征条件论文 第8篇
关键词：周家山金矿,地质特征,成矿条件分析
1 区域地质背景
周家山金矿分布在秦岭印支褶皱带北缘, 徽成盆地南缘, 徽县大河店~陕西留坝县以北狭长的东西向断陷带西段。区域地层总体走向东西向, 由南向北由老变新, 倾向南, 区域上地层为志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系及新近系, 石炭系区内出露地层为石炭系上统的岷河组 (Cm) 和下统的高家崖组 (Cg) 。
区域断裂构造为徽县大河店~陕西留坝县以北狭长的东西向断陷带, 区域断裂构造有两条F1、F2, 主要表现为碎裂岩、角砾岩和片理岩带。沿F1、F2构造两侧发育许多近东西向、北西向的次级断裂构造, 次级构造伴有较强构造热液活动, 构造控制着周家山一带金异常的分布。区域岩浆活动强烈, 以印支期中酸性岩体为主, 并出露少量中酸性岩脉和基性岩脉、石英脉。区域变质作用以浅绿片岩相为主, 形成岩石主要是板岩、千枚状板岩及隐晶质灰岩, 局部强变质作形成结晶灰岩和大理岩, 区域动力构造变形作用造成地层褶皱及地层的倒转。
区域1/10万地球化学测量发现沙坡子、银洞子、五指窑、南天门一带及王家滩、东银洞子、三滩一带的金化探异常。Au化探异常沿断裂带分布, 丰度高、衬度高, 具有强度高、面积大的特点。
2 矿区地质特征
2.1 矿区地层
区内出露地层为石炭系上统的岷河组 (Cm) 和下统的高家崖组 (Cg) , 其次为第四系。岷河组 (Cm) 分布在工作区中部和北部, 岩石为灰色、灰白色厚层—块状生物碎屑灰岩, 灰色泥质条带泥灰岩, 顶部为白色块状结晶灰岩, 底部为白色块状亮晶生物碎屑灰岩。高家崖组 (Cg) :分布于工作区南部, 岩石为黑色炭质页岩、灰色含云母片粉砂岩、中—厚层灰白色灰岩、层状灰岩等。
2.1 矿区断裂构造
区内以断裂构造分别为F1、F2, 其次是次级断裂构造F3、F4、F5、F6。F1断裂是横跨研究区南部的主要断裂, 西起马油窝向东经大岩顶南~八家湾一直延至云屏, 构造经过了先压后张过程, 空间展布呈舒缓波状, 倾向160°~190°, 倾角30°~60°, 构造破碎带宽50~100m。F2断裂横跨工作区中部, 倾向南, 倾角50°~80°, 表现为先张后压特征, 呈角砾角带和糜棱岩带, 角砾大小1~50cm不等, 呈棱角状, 不定向, 泥质、铁质胶结, 角砾成分为灰岩, 角砾已强烈大理岩化。是区域控矿构造, 主要有塔院金矿床、月亮湾等金矿点的分布。
次级断裂构造F3、F4、F5、F6断裂呈北西-南东向分布, 是F2的分枝断裂, 具压扭性构造性质, 由碎裂岩, 构造蚀变岩组成, 长度300~500m, 宽度3~20m, 最宽达80m。构造主体倾向10°~48°, 倾角32°~45°, 是该区内的主要的控矿和储矿构造。
2.3 矿区岩浆岩及变质作用
区内岩浆岩主要出露为印支期闪长岩和石英闪长岩, 岩体主要分布在F2断裂以北区域, 次级断裂构造F3两侧, 呈小岩墙和条带状岩枝产出, 与构造走向基本一致, 向东延伸出工作区进入郭家山地区, 向西延伸进入老圣沟一带, 中—细粒石英闪长岩为岩浆早期活动的产物。区域变质作用以低禄片岩相为主, 形成岩石主要是板岩、千枚状板岩及隐晶质灰岩, 局部强变质作形成结晶灰岩和大理岩。
2.4 矿区岩石地球化学
在1∶1万土壤测量分析中, AU、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、As、W、Hg十种元素, AU、Ag、As、Sb异常显示较好, 控制因素明显。AU、Ag、As异常复合性较好, 银含量为1~3.4μg/g, 对金矿找矿有较好的指示性。
在岩石地球化学剖面金含量数据中, 石炭系灰岩和碳质页岩平均金含量为3×10-9, 新鲜的灰白色闪长岩体金含量为9.16×10-9, 而黄褐色蚀变闪长岩中金含量达 (98~198) ×10-9。可见岩体 (蚀变岩体) 中金含量高是区内主要金源体。
3 矿体特征
矿区内圈出金矿体4条, 编号依次为Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号, 产于石炭系上统岷河组 (Cm) 的灰白色灰岩和印支期蚀变石英闪长岩体内外接触带中, 周家山金矿类型为构造蚀变岩型。
3.1 金矿体规模
Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ号金矿体赋存于石炭系岷河组灰岩中, 受次级断裂F4、F5、F6控制, 金赋存在灰岩构造破碎带中, 含矿岩石主要为浅红色、大理岩化碎裂灰岩和灰岩角砾岩, 岩石中可见团块状方解石。呈似层状, 沿走向具有膨胀收缩、分枝复合等现象, 沿倾向矿体具有收缩现象。倾向北东, 倾角为32°~40°, 控制矿体长度80~180m, 斜深60~120m, 厚1~2.8m。矿体厚度变化系数108%, 厚度较稳定。品位变化系数76.3%。
Ⅱ号金矿体:受F3次级断裂构造控制, 矿体赋存于印支期岩浆岩体和石炭系岷河组灰岩的内接触带中, 含矿岩石为强蚀变碎裂闪长岩。矿体总体呈似层状和厚脉状, 沿走向倾向形态变化较大, 具有膨胀收缩、分枝复合、尖灭再现等现象。倾向10°, 倾角34°~42°, 矿体长290m, 厚1.1~2.02m, 厚度变化系数75.5%, 金品位1.96~3.2μg/g, 品位变化系数77.8%。当矿体产出位置与岩体接触带部位叠加、蚀变强烈、破碎程度高时, 一般矿体规模较大、品位较高, 其他部位相对较低。
3.2 围岩蚀变
围岩蚀变普遍而且强烈, 按其蚀变矿物共生组合和赋存形式, 蚀变类型分别为碳酸盐化+褐铁矿化+硅化型和碳酸盐化+黄铁矿化+褐铁矿化+硅化型。碳酸盐化+褐铁矿化+硅化型主要由碳酸盐化的方解石、硅化石英和褐铁矿共生组成。碳酸盐化+黄铁矿化+褐铁矿化+硅化主要由碳酸盐化的方解石、硅化石英和褐铁矿及黄铁矿共生组成。
3.3 矿石结构构造
矿石结构为交代结构、伴自形粒状结构、它形粒状结构, 矿石构造浸染状构造、角砾状构造、星散状构造、稀释浸染~浸染团粒状构造、细网脉状构造。
4 成矿地质条件分析
4.1 地层岩性条件
周家山金矿秦岭成矿带的西部秦 (岭) 祁 (连山) 昆 (仑山) 成矿域内西秦岭海西褶皱带, 大河店~陕西留坝近东西向金、汞成矿带上。属于活动性大陆边缘, 发育一套冒地槽沉积建造, 形成区域原生金原层。泥盆纪海槽属次稳定的被动大陆边缘沉积环境, 形成了以北侧含沉积岩和南侧含喷流岩沉积为特色的沉积建造。这些建造继承了原生金源层、并于中泥盆世形成了衍生金源建造, 这些金源建造是区域金成矿的前提。本矿区出露的石炭系上统岷河组 (Cm) 是一套巨厚的浅变质细碎屑和碳酸盐岩建造, 地层本身是富金的, 金矿化形成于碎屑岩与碳酸盐岩过渡部位, 即硅—钙地球化学界面附近。具备了该带所共有的成矿地质条件特征和良好的发展前景。
4.2 构造热液条件
金矿化在区域上受控于大河店~陕西留坝县以北狭长的东西向断陷带及其旁侧的平行 (F1、F2) 或次级断裂, 它不仅控制着印支期岩浆岩的展布及岩浆期后构造热液活动, 也控制着区内基本构造形态, 也是区内的控矿构造和容矿构造。金矿化赋存于该断裂旁侧次级构造引起的顺层挤压破碎带中, 次级构造有4条, 分别是F3、F4、F5、F6。
伴随多期次构造活动形成了含金石英脉。石英细脉发育地段, 金矿化明显变好。石英脉具多期性。早期石英脉呈香肠状、破碎状, 可能形成于早期区域变质变形阶段, 中期黄铁矿石英脉呈灰色, 为金成矿主要阶段。晚期石英脉呈灰白、白色。因此, 多期次构造热液活动是金成矿的关键。
4.3 岩浆岩条件
矿区内分布着印支期中酸性岩浆岩及中酸性岩脉、基性岩脉、石英脉。一般距矿体0~100m。矿体东、西、北三方均有岩浆活动。岩浆岩本身金含量较高, 其中花岗闪长岩0.25×10-6~0.8×10-6, 中酸性岩脉0.56×10-6, 石英脉0.47×10-6。这些多期次岩脉活动不仅提供热动力, 而且还提供部分矿源。
岩浆活动提供的热源产生了热接触变质强大的热动力, 使地层中的组分发生了重新分配, 金随之进一步活化再富集, 形成于斑点状板岩, 大理岩化灰岩等有利岩性之中。印支期强蚀变石英闪长岩对金成矿有重要影响, 岩浆活动及岩浆热液形成金的预富集, 同时也是重要的金源体。
5结论
综上所述, 认为, 该区金矿床的形成大致经历以下3个阶段:印支期沉积—变质作用形成了金的初始富集;印支期岩浆热变质促使金的再富集;岩浆期后热液多次活动形成金矿体。金矿床类型为构造蚀变岩型。
参考文献
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条件理论控制下良态特征的匹配算法 第9篇
局部特征被广泛地应用到图像匹配、目标识别、全景拼接、图像检索等领域,因为它们对图像的遮挡、几何变换、噪声、光照、尺度、仿射以及视角等变化都具有良好的鲁棒性。
在使用局部特征的过程中,需要考虑两个问题。首先是选择哪些特征;其次如何描述所选择的特征。关于特征的描述,已经有大量方法提出。其中,Mikolajczyk和Schmid[1]通过大量不同的实验证明Lowe提出的SIFT描述器[2]的鲁棒性和独特性是仅次于GLOH[1]的。不过,GLOH是以高计算复杂度来获得描述性能,SIFT描述器产生的描述向量为128维。GLOH和SIFT描述器的时间消耗限制了它们在实际领域的应用程度。因此,Yan和Sukthankar[3]提出使用主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)将描述算子的维数降低到36维。这对判断匹配的效率有较大的改进,同时也尽量保持了描述性能。本文采用PCA-SIFT算法来描述特征。由于本文的重点在于特征选择方面,所以不对特征描述作过多的讨论。应用最为广泛的兴趣点检测器是经典的Harris算子[4]。但是Harris对尺度和仿射等变换较为敏感,因而,Mikolajczyk和Schmid[5]将Harris算子中引入尺度因子,使得Harris能够适应尺度的变化,从而得到具有尺度不变性的Harris特征;为了达到仿射不变性,采用二阶矩矩阵度量初始Harris特征点邻域的一致性,通过迭代将邻域正规化来获得特征的仿射不变性。Lowe采用DOG(Difference of Gaussian)逼近LOG(Laplacian of Gaussian),提高了特征点检测的效率。与一般方法不同,Matas等[6]提出了最大稳定极值区域的概念。本文采用适应尺度变化的Harris检测器[7]。然而,还存在两个问题。首先,从图像中检测的初始点太多,而最终匹配的特征点只是极少的一部分,所以从算法的效率上考虑,有必要减少初始兴趣点的数量,从而降低后续过程的计算量。利用Brown[8]提出的自适应非极大值抑制(Adaptive Non-maximal Suppression,ANMS)可以将兴趣点限制到指定数量,可是它排除了大量潜在的匹配点,也就是说,就特征匹配而言,ANMS对兴趣点的抑制并不合理。第二,Harris度量的局部极值的位置会随着尺度的变化而发生偏移,并且由于噪声的影响,会产生伪角点,甚至检测出来的角点中存在部分不稳定的点。
为了解决这两个问题,分别引入条件理论和亚像素定位技术。条件理论很早就出现在数值分析领域[9],但是直到现在,在图像处理以及计算机视觉等领域关于条件理论的文献屈指可数[10,11]。条件理论采用计算特征点的条件数来判断该点是否病态。通过排除病态点,既能减少计算量,又尽可能的保留了匹配点,克服了ANMS的不足。亚像素定位技术通过迭代寻找角点的精确位置,同时根据迭代过程收敛与否决定角点是否被排除。如果不收敛,说明该点不稳定或者是伪角点。亚像素定位既能对角点的位置进行精确定位,增加匹配精度,又能排除不稳定的角点和伪角点。
2 自适应非极大值抑制
利用多尺度Harris算子[7]检测图像的初始兴趣点。一般情况下,一幅256×256图像的Harris极值点会超过1 000个。由于两幅或者多幅图像间兴趣点匹配的计算复杂度与兴趣点的个数成超线性关系,而且最终的匹配点只是初始点中的极小部分,所以有必要对检测的兴趣点的数量进行一定的限制,以减少后续步骤的计算量。有一种方法是采用自适应非极大值抑制(Adaptive Non-Maximal Suppression,ANMS)[8]控制检测的兴趣点的数量。
ANMS通过比较角点的强度与其半径为r的圆形邻域内其他角点强度之间的大小来达到抑制的效果。如果一个角点被保留,它必须满足如下条件:
其中:Xi是角点在图像中的位置(x,y),f表示角点的强度函数,也称为角点响应函数,I是以Xi为圆心ri为半径的圆形区域内角点位置的集合,||*||表示向量*的2-范数。采用图像的对角线长度初始化半径r,然后逐步减小半径,直到选择了预先设置数量的角点。第一个被选择的角点为全局极大值,其角点强度最大,所以在其任意大小的圆形邻域内,该角点都不会被抑制。先前被选择的角点不会在后面的过程中被移除。也就是说,如果一个角点在大圆形邻域内是极大值,那么,当圆形区域的半径减小后,它还是该区域的极大值。实际上为了使得选择的角点具有良好的鲁棒性,ANMS要求角点比其邻域内其他角点的强度足够大:
其中:c为常数,其他符号的意义如前所述。使用c=0.9或者更小来保证角点的强度足够大于其邻域内的其他角点的强度。对于兴趣点的个数和c的取值,可以根据实际应用的需要而设定。
图1展示了ANMS对角点分布的影响。图1(a)中为响应最强的300个角点,图1(b)中则是采用自适应非极大值抑制获取的300个角点,与图1(a)相比,图1(b)中的角点非常合理地分布在图像的整个区域。使用自适应非极大值抑制提炼后的角点的分布状态称为良分布(Well-Distributed)。特征的良分布对图像配准是有利的,但是对于特征匹配来说,它存在不足之处。
3 条件理论
在特征匹配的实验中,ANMS虽然优化了特征点的分布状态,但同时也排除了大量潜在的匹配点(表1)。为了克服ANMS的缺点,条件理论(condition theory)[10]被引入特征匹配算法中。条件理论的基本思想是通过计算特征点的条件数(condition number)来判断该点是否适合用于估计图像的变换参数。如果不适合,则称该点为病态的(bad conditioned),否则称为良态的(well conditioned)。
在图像中,点X对于变换T的条件数为
其中:CT表示点X的条件数,变换T可为平移、旋转+尺度+平移或仿射变换等,η为图像的噪声,Δθ为噪声所引起的变换模型误差,||*||表示向量*的2-范数。式(3)是条件数的定义,但是一般利用如下定理计算条件数。
定理1:点X对于变换T的条件数可由下式逼近:
其中:A和W分别是一个N×2和N×N的矩阵。具体来说,A中的元素由以点X为中心的一个矩形区域内的所有像素的x和y两个方向上的梯度组成,从矩形区域的左上角开始,以列优先的方式,每扫描一个像素,该点的x和y方向的梯度以一行的形式被保存到A中。由于矩形区域内的各点与X的距离都不尽相同,所以采用高斯窗口对该区域进行加权,越靠近中心的点,赋予的权重越大。W是一个对角阵,Wii的值对应A中第i行元素在高斯窗口中的加权系数。W的元素全由加权系数组成,故被称为权重矩阵。
定理2:对于任意的权重矩阵W,都有:
并且,标量是CT的下界。其中CTrans、CRST和CAffine分别表示平移变换、RST变换和仿射变换,T为三种变换模型中的任何一种。
关于定理1和2的证明可以参阅[10,11],这里不再赘述。定理2说明,1)如果特征点对于平移变换模型来说是病态的,那么它对RST和仿射变换也是病态的;2)如果特征点的条件数的下界大于给定阈值,则该点为病态点,应该被排除。可以将上述1)理解为如果给定的特征点用于求解一个模型是病态的,那么对于求解具有更多参数的模型来说,此特征点更加病态;2)可被理解为排除病态点的有效方法。
4 亚像素定位及特征描述
角点的稳定性和位置的精度与特征匹配的效果密切相关。Harris度量的局部极值的位置会随着尺度的变化而发生偏移[7],由于噪声的影响,会产生伪角点,并且存在部分不稳定的角点。因此,当检测出Harris角点之后,应该对其进行精确定位,并排除不稳定的角点和伪角点以增强算法的性能。采用文献[1]中的方法对角点进行亚像素定位。通过极值点的3×3邻域内的样本点拟合二次曲线的方法来对角点进行精确定位。使用角点响应函数的Taylor展式:
其中:X表示角点的初始位置(x,y),f为角点响应函数。对上式求导并令其为零,得到极值点位置的偏移量X′为
如果偏移量的x分量或y分量中的任一值大于0.5,则表示真正的极值点位于距离当前点较近的另一个样本点处。此时,极值点的位置需要迭代地进行更新,直到x、y每个方向上的偏移量都小于0.5为止。值得一提的是,在迭代过程中,并不是每一个角点的偏移量最终都会小于0.5,也就是说,存在一些角点,其位置无法在迭代中收敛。为了提高算法的性能,这类不稳定的角点在亚像素定位过程中会被排除。在表1中,经过亚像素定位后,角点的数量减少了,就是不稳定的角点被排除所造成的。然后,将最终的偏移量用于更新样本点的坐标,得到极值点的亚像素精度位置:
为了对特征点进行匹配,必须先采用特征点邻域的信息对其进行描述。对特征点的描述,主要采用文献[2,3]中介绍的PCA-SIFT方法,算法细节参见文献[2,3]。
5 特征匹配算法
为了使算法的过程显得清晰易懂,现将其步骤总结如下:
1)采用多尺度Harris算子检测图像的初始兴趣点;2)利用条件理论排除初始兴趣点中的病态点;3)对于剩下的良态特征点进行亚像素定位,同时排除伪角点和不稳定的点;4)根据特征点邻域的梯度信息,为每个特征点赋予主方向;5)使用PCA-SIFT对特征点及其邻域信息进行描述,获得特征点的描述向量;6)根据向量间的欧几里德距离判断不同图像中的两个特征点是否匹配。
6 实验结果及分析
为了检验提出的算法在特征点匹配方面的有效性以及所采用的技术带来的效率和匹配数量的优势,使用各种类型的图像进行了不同的实验。所使用的图像有添加了高斯噪声的航拍图像(图2)、具有平移和旋转变换的远景图像、有一年时间差的图像以及拍摄于不同光照条件下的图像等。
以图2为例,对提出的特征匹配算法进行分析。图2(a)、图2(b)分别为待匹配的两幅图像,并且图2(b)中添加了标准差为0.2的高斯噪声,图2(c)为既没有使用自适应非极大值抑制,也没有采用条件理论对初始兴趣点进行筛选的算法所寻求的两幅图像间的匹配点对,图2(d)和图2(e)是分别使用ANMS和条件理论后所得到的匹配结果。在图2(d)中,可以看到匹配点对的数量明显少于原始算法;而采用条件理论对兴趣点进行筛选后的匹配结果图2(e)中的匹配数量显著多于图2(d)。表1中的第三、四两行说明ANMS在抑制初始点的同时排除了大量潜在的匹配点,并且无法通过调整ANMS的参数来改进。不过值得肯定的是,ANMS对整个算法的效率改善明显。条件理论对初始的兴趣点进行筛选,排除了大量的病态兴趣点,这对算法的效率提升也是明显的。表1中三种情况的匹配都分别执行了10次,然后求取时间的平均值以获得更合理的数据,倒数第二列的数据以原始算法的时间为基准;表中的*表示算法没有使用ANMS或条件理论。条件理论在提升算法效率的同时,极大限度的保证了匹配点对不被排除,也就是说,条件理论所排除的病态兴趣点是匹配点的概率较小,非常合理地对初始兴趣点进行了筛选。值得注意的是,经过亚像素定位后,角点减少了。这是因为排除了那些在迭代过程中位置不能收敛的不稳定的角点。鉴于篇幅限制,其它测试图像的匹配结果省略,具体数据见表2。
7 结论
为了对采用多尺度Harris算子检测的图像角点的数量进行限制,同时克服自适应非极大值抑制排除大量潜在匹配点的缺点,在初始点的检测过程中,利用条件理论排除病态点,提高算法效率,并且保留了大量的匹配点。兴趣点的位置通过亚像素定位技术进行精确化,同时在迭代过程中排除位置不能收敛的不稳定角点和伪角点,提高匹配的精度。PCA-SIFT算法使用向量描述特征点及其邻域的信息,最后向量之间的欧几里德距离用于判断特征点是否匹配。实验结果表明在提升算法效率的同时,保证了匹配点的数量,算法对图像的几何变换、噪声及光照变化等具有较强的鲁棒性。
参考文献
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特征条件论文 第10篇
矿区处在白银-陈家庙铁铜多金属成矿带东延, 金属矿产以铁铜、铅、锌等多金属矿产为主。矿床 (点) 的分布总体受区域构造控制。
区域虽目前尚未发现较大规模的矿床, 但小型矿床矿点较多, 并沿葫芦河群与二长花岗岩体接触带具有一定的分带性, 显示出北西西向带状分布特征, 北带以铜多金属矿产为主, 尤其是铜矿 (化) 点呈北西向带状展布, 包括米家沟、谢家山、大山梁、代沟、温泉上王庄等构成了以铜多金属矿为主的成矿区段;南带金属矿产为以铅、锌为主, 主要有大棱沟铅锌矿点和康家沟铅锌矿点等, 构成了近东西向展布的铅锌成矿区段, 为寻找铅锌矿的远景区。
2 区域地球化学特征
通过1∶20万水系沉积物测量Cu、Ni化探异常的东端, 综合异常分布在谢家山-大山梁一带, 沿坪道花岗岩体的北侧接触带分布, 异常长轴分布方向与区域构造线方向一致, 元素以Cu、Ni为主, 面积85km2, 其中Cu含量0.009～0.09×10-2, Ni含量0.02～0.05×10-2, 个别大于0.3×10-2。异常规模大、强度高, 浓集中心明显, 异常内已发现的矿点有:代沟铜铅锌金矿点、康家沟铜铁矿点、米家沟铜矿点、大山梁铜矿点等, 因此该异常明显为矿致异常, 异常内找矿潜力巨大, 显示出良好的找矿前景。
3 矿区地质简况及矿体特征
3.1 矿床地质特征
矿区出露的地层主要为陇山群和葫芦河群, 其中陇山群推覆在葫芦河群之上, 二者局部呈断裂接触关系。葫芦河群为主要的赋矿层位, 呈近东西向展布, 在大山梁以西总的表现为一向斜构造, 轴向290°～330°, 该向斜沿轴向向南东倾没, 在代沟以东被近南北向断层阻断, 长城系陇山群又推覆其上。由于受区域主构造的影响, 区内层间复式褶曲多见, 在其翼部发育一系列北西西向正断层和逆断层。
区内断裂极为复杂, 主要有北西西向和北东向、近南北向三组, 三组断裂互相错断, 形成“入”字型或半圆状 (环状或辐状) 断裂带, 其中南北向和北东向断裂为区内主要容矿和控矿构造。
区内岩浆活动十分强烈, 印支期坪道二长花岗岩体在矿区内的分布面积约占矿区总面积的30%, 该岩体侵入期次多且岩性特征非常复杂, 岩性见有:二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗伟晶岩、二长斑岩、混合花岗岩、花岗斑岩、石英闪长岩等, 其中与矿化密切的是各类斑岩和花岗闪长岩。
区内围岩蚀变主要有绿泥石化、硅化、云英岩化、黄铁矿化、铅锌矿化、褐铁矿化及碳酸盐化等。
3.2 矿体地质特征
后山里铜多金属矿区初步划分为4个矿段, 分别为代沟矿段、大山梁矿段、大棱沟矿段和后山里矿段, 目前共圈出11个矿体或矿化体。
3.2.1 代沟矿段 (Ⅰ矿段)
共圈出7条铜金多金属矿体, 其中6条为隐伏矿体。矿体产于葫芦河群含黄铁矿绿泥绢云片岩或绢云绿泥片岩中, 倾向西或北西西, 呈复脉状、似层状或透镜状, 局部见分枝复合现象。矿体除受地层控制外, 又受近南北向断层或断裂破碎带控制, 矿体产状与断层一致。
(1) Ⅰ-1铜多金属矿体呈脉状、似层状或复脉状, 倾向西-北西西, 倾角一般35°～50°左右。矿体长度为290m, 控制矿体斜深240m, 矿体厚度变化较大, 一般厚1.10～4.84m, 平均厚2.32m。铜、铅、锌、金品位分别为0.09%～2.46%、0.11%～0.98%、0.56%～2.40%和1.32～10.28×10-6, 平均品位分别为0.11%、0.52%、1.14%、1.76×10-6。矿体受平移构造影响, 局部有分枝复合现象。
(2) Ⅰ-2矿体呈南北向稳定延伸, 矿体倾向295°, 倾角50°。矿体长165m, 控制矿体斜深250m, 矿体厚度变化稳定, 一般厚0.79～2.82m, 平均厚1.53m。铜、铅、锌、金平均品位分别为0.12%、0.80%、0.90%、2.39×10-6。
(3) Ⅰ-3矿体呈北北东向展布, 矿体走向355°～15°, 倾角65°, 矿体向下延伸稳定。矿体长118m, 控制矿体斜深270m, 矿体厚度一般0.38～1.23m, 平均厚0.64m。铜、金平均品位分别为0.12%、4.24×10-6。
(4) Ⅰ-4矿体呈北东向展布, 脉状, 矿体产状为325°∠60°, 矿长127m, 控制矿体斜深170m, 该矿体厚度变化较大, 一般厚0.34～2.69m, 平均厚1.30m, 铜、铅、锌、金平均品位分别为1.01%、0.42%、0.32%、3.30×10-6。
(5) Ⅰ-5矿体为一含铜金石英脉, 呈北北东向展布, 矿体产状为350°∠55°, 矿长80m, 控制矿体斜深40m, 厚度为0.21m, 铜、铅、锌、金品位分别为2.39%、3.22%、3.62%、4.64×10-6。
(6) Ⅰ-6矿体矿长80m, 由钻探工程初步控制, 该矿体平均厚0.73m, 控制矿体斜深275m, 金平均品位分别为1.53×10-6。
(7) Ⅸ号金矿化体地表经槽探工程控制矿体长度为270m, 经钻探工程控制矿体斜深200m。矿体平均厚1.83m。金品位0.50～0.96×10-6, 平均品位为0.58×10-6。
矿石结构主要为碎裂状、自形-半自形粒状结构;条带状、薄脉状、似层状、浸染状和团块状构造。矿石自然类型以块状硫化物型矿石为主, 次为黄铁矿化蚀变岩型矿石。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金及磁铁矿、黝铜矿、褐铁矿等。脉石矿物主要有绢云母、绿泥石、石英, 其次为少量斜长石、绿帘石、钾长石、叶腊石、碳酸盐等。矿石矿物以两种方式分布于矿石中:一种呈细脉状、复脉状、团块状、稀疏浸染状、条带状分布, 一种呈浸染状、星点状分布于各种脉石矿物的边缘。与多金属矿化关系最为密切的蚀变类型主要为褐 (黄) 铁矿化、绿泥石化和硅化等。
3.2.2 大山梁矿段 (Ⅱ矿段)
位于清水县永清镇大山梁一带, 距代沟铜多金属矿段西约1km, 矿 (化) 体产于华力西期花岗岩与震旦-奥陶系葫芦河群上岩组接触带部位, 矿体主要控矿构造为北北西向张性断裂和北东向压性断裂, 倾角大于75°。含矿岩性为碎裂状黑云母花岗岩。矿体主要赋存于构造裂隙中。
地表初步圈出两条铜矿体, 其中Ⅱ-1矿体长190m, 厚1.10～1.68m, 平均厚1.34m, 铜品位0.11%～0.36%, 平均品位0.25%;Ⅱ-2矿体长150m, 厚1.42～5.14m, 平均厚3.28m, 铜品位0.17%～0.74%, 平均品位0.38%。
矿体形态呈扁豆状、豆荚状, 矿石类型为蚀变碎裂状黑云母花岗岩、角砾状黑云母花岗岩, 稀疏浸染状或稀疏细脉状构造, 矿物组合:金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、黝铜矿, 氧化矿物主要有:孔雀石、兰铜矿、褐铁矿等;脉石矿物有钾长石、斜长石、石英、绢云母、绿泥石、方解石等。
3.2.3 大棱沟矿段 (Ⅲ矿段)
。位于清水县大棱沟, 出露地层为葫芦河群 (Z—O2) hL, 岩性主要有石英片岩、黑云母片麻岩、硅质岩及变质砂岩等。出露的侵入岩为印支期黑云母花岗岩。矿体受后期断裂控制, 属岩浆期后热液型矿点。
矿化体产于北西向构造破碎带中, 矿化岩性为碎裂状黑云母花岗岩, 矿化带长约150m, 宽1～3m, 因工作程度较低, 目前初步圈出铅锌矿化体1条, 编号为Ⅲ-1, 矿化体长约30m, 厚0.30m, 矿化体品位Cu0.22%, Pb4.68%, Zn45.70%, 矿化体产状为220°∠60°, 呈透镜状、豆荚状产出。矿物组合为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等矿物组成。围岩蚀变为褐铁矿化、萤石化。
3.2.4 后山里矿段 (Ⅳ矿段)
位于后山里村南约500m处, 出露岩性主要有似斑状二长花岗岩和葫芦河群褐铁矿化绢云石英片岩 (铁帽) , 该地段激电异常规模大, 极化率峰值高 (局部达7%) , 显示清晰, 是本项目的重点查证工作区。
后山里矿段目前发现并圈定铜金矿体1条, 编号为Ⅳ-1, 矿体赋存于碎裂状绢云绿泥石英片岩中, 矿体产状为72°∠38°, 呈条带状、透镜状产出。矿体地表见较强烈孔雀石化、褐铁矿化现象, 矿体向南西方向被1条逆断层错断, 断层产状为50°∠66°。矿体为单工程控制, 长80m, 厚0.80m, 矿体品位为Cu2.38%、Au0.20×10-6。
4 成矿条件分析
后山里铜矿位于北祁连加里东造山带东端, 南以渭河断裂与北秦岭加里东造山带相接, 北东与华北地台以六盘山凹陷带相隔, 受多期岩浆侵入和构造叠加的影响, 区内地质构造极为复杂, 多期次、多样式的构造运动, 为区内铜金等多金属成矿提供了有利的大地构造环境;区内中深成岩浆侵入期次较多, 岩浆期后热液活动强烈且脉岩发育, 强烈的岩浆活动, 既是成矿热液活动的热源动力之一, 又为多金属成矿提供了物质来源 (海相火山岩) ;极发育的北西西向和北东向、近南北向三组断裂构造为成矿提
供了充足的成矿空间;葫芦河群变质基性火山岩为重要的赋矿层位, 地层岩石化学活动性大, 在区内广泛分布, 黄铁矿化、硅化、绿泥石化等蚀变广泛发育, 为寻找变质火山岩型多金属矿提供了充足的勘查空间;1∶20万化探异常覆盖整个工作区, 该异常面积大、强度高, 分带性好, 异常区内已发现了铜多金属矿体和良好的找矿线索, 显示出良好的找矿远景。
参考文献
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特征条件论文 第11篇
关键词：条斑紫菜；叶绿素；荧光特征；温度
中图分类号：S917.3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）01-0200-04
收稿日期：2013-05-13
基金項目：国家自然科学基金（编号：41206156、31272664）；国家科技支撑计划（编号：2011BAD13B0902）；国家海洋局公益性行业专项（编号：201105023）；江苏省科技支撑计划（编号：BE2012420）；江苏省南通市科技计划（编号：HL2012011）。
作者简介：李家富（1989—），男，江苏泰州人，硕士研究生，从事海洋生物学研究。Tel：（0512）52251565；E-mail：jiafuli1987@126.com。
通信作者：张涛，助理研究员，从事海藻生物学研究。E-mail：zhangtofy@126.com。紫菜属（Porphyra）植物作为一类原始大型海洋红藻，在世界范围内有着广泛的分布[1]。经济种类条斑紫菜和坛紫菜是我国主要的栽培物种，其中条斑紫菜（P. yezoensis）分布于辽东半岛至浙江嵊泗岛[2]，主要栽培区域为我国长江以北沿海区域。紫菜具有明显的2个生长世代，叶状体（配子体）为宏观世代，而丝状体（孢子体）是微观世代，叶状体世代生长期主要在10月至次年4月，而丝状体世代生长期主要处于温度相对较高的月份，是度夏的基本形态[3]，2个生活世代外观完全不同，生长环境也有明显差异[4-5]。
我国紫菜栽培有着悠久的历史，近年来，随着栽培规模的不断扩大，紫菜栽培密度也逐步增大。目前，条斑紫菜生产上栽培的主要品系是在野生型种质筛选的基础上获得的，群体内的近交及后代筛选范围减少等原因导致条斑紫菜产量和品质不同程度的下降，此外，随着全球气候的变暖和沿海的不断开发，传统条斑紫菜栽培海区环境条件较以往发生了明显改变，海水温度变化幅度加剧，尤其是壳孢子采苗后1个月左右海水温度有所回升，影响了藻体的生长，并导致产量下降，对温度适应能力强的栽培品系筛选和培育已成为条斑紫菜育种工作的重要内容。科研人员对紫菜尤其是坛紫菜的高温适应性品系筛选已进行了研究，壳孢子成活率、分裂率及藻体腐烂程度等，结果表明坛紫菜耐高温品系较对照品系有明显优势[6-7]。陈昌生等对丝状体的生长发育、叶状体生长情况等测定也筛选出具有耐高温性状的坛紫菜品系[8]。在紫菜温度适应能力研究中，除了对形态及生长速率等指标测定外，光合作用研究也一直是研究的重点，通过对光合放氧及呼吸作用等参数测定，能够比较出不同紫菜物种如广东紫菜和坛紫菜[9]，条斑紫菜、坛紫菜和皱紫菜丝状体[10]对高温的耐受能力，何培民等也提出通过研究对条斑紫菜叶状体的光合作用有助于筛选耐高温品系[11]。随着光合作用研究技术的发展及在海藻生物上的应用，叶绿素荧光技术以快速、准确、无损伤等特点迅速成为研究不同环境因子对藻类光合作用影响的重要技术[12-14]，通过该项技术的应用，能够对包括紫菜在内的经济海藻环境适应能力进行更深入有效的研究[15]。
本研究对采自浙江南麂岛、大连沿海、江苏紫菜栽培区的野生及栽培条斑紫菜品系进行不同温度培养，通过调制叶绿素荧光技术测定光能利用效率，探讨野生种质及选育品系的温度适应能力和差异，为条斑紫菜育种生产提供可利用的种质资源评估基础数据。
1材料与方法
1.1材料
条斑紫菜栽培品系ST、SL、SY、浙江南麂岛及大连海区自然生长种群条斑紫菜保存种质均取自江苏省海洋水产研究所国家紫菜种质库（表1），丝状体5月初接种贝壳后按照常规生产条件培养，9月下旬采集壳孢子并培养于江苏南通条斑紫菜栽培海区。叶状体采集时间为次年1月，材料于4 h内带回实验室，挑选健康藻株并置于暗沉淀处理海水培养，温度10 ℃，光照强度30 μmol/（m2·s），第2天用于试验。
1.2试验条件
温度设定为5、10、15、20 ℃ 4个梯度，光源为白光荧光灯，光周期12 L ∶12 D（Sanyo MLR-351型光照培养箱）。样品培养采用250 mL三角瓶，加入200 mL PES培养液[16]，加入2～3片1 cm×3 cm叶状体材料，每天更换新鲜培养液，设置5个平行重复。
1.3叶绿素荧光参数的测定
1.3.1最大量子效率测定为确保样品PSⅡ处于完全开放表1试验材料基本情况
材料编号1类型1育种及保存单位SY1江苏南通选育栽培品系1江苏省海洋水产研究所国家级紫菜种质库SL1高光胁迫筛选江苏连云港培育品系1常熟理工学院海藻遗传与种质创新实验室ST1高光胁迫筛选江苏南通培育品系1常熟理工学院海藻遗传与种质创新实验室DL WT1大连野生型条斑紫菜1江苏省海洋水产研究所国家级紫菜种质库NJ WT1浙江南麂岛野生型条斑紫菜1江苏省海洋水产研究所国家级紫菜种质库
状态，测定在暗周期10 h后进行，将水样PAM仪的光纤探头直接置于藻体表面进行测定。首先打开测量光[约0.3 μmol/（m2·s）]，测得最小荧光值（Fo），随后提供0.8 s约4 000 μmol/（m2·s）光照强度的饱和脉冲光，测得最大荧光值（Fm），最大量子效率（Fv/Fm）按以下公式计算：
nlc202309041843
Fv/Fm= （Fm-Fo）/Fm。
1.3.2实际量子效率测定将荧光仪光纤探头伸入三角瓶内，垂直对准叶状体表面进行测定。样品实际量子效率测定过程中，首先为藻体提供0.3 μmol/（m2·s）测量光和 64 μmol/（m2·s） 活化光，测得该条件下稳态荧光值，即Ft；随后提供0.8 s约4 000 μmol/（m2·s）光照强度的饱和脉冲光，测得该光强下最大荧光值Fm′。将所得参数代入以下方程计算PSⅡ实际量子效率[17]：
ΔF/Fm′= （Fm′-Ft）/Fm′。
1.3.3快速光曲线测定依次为样品提供0、10、40、64、80、160、309、479、714 μmol/（m2·s）9个梯度的活化光，待不同光强下荧光值（Ft）达到稳定后（约15 s），提供0.8 s约 4 000 μmol/（m2·s） 光照强度的饱和脉冲光以测得该光强下样品的最大荧光值（Fm′），相对电子传递速率（rETR）按以下公式计算[18]：
rETR=（Fm′-Ft）/Fm′×光照强度×D×0.5
式中：D表示样品的吸光系数，本试验中设定为0.85；0.5表示光能由2个光系统平均分配。
1.4统计分析
试验数据采用t检验分析，显著水平设为α=0.05。
2结果与分析
2.1温度对条斑紫菜最大量子效率的影响
在温度处理之前不同条斑紫菜样品的起始Fv/Fm，结果（图1）表明，样品间Fv/Fm差异不显著，均维持在0.70～071。温度处理3 d后对样品Fv/Fm的测定结果（图2），15、10 ℃处理下所有供试样品的Fv/Fm没有明显差异，且均高于其他温度处理；5 ℃条件下，ST品系Fv/Fm略低于其他供试材料，较15 ℃处理下降近16%，SL、SY、NJ WT和DL WT材料Fv/Fm值在0.50～0.51之间，DL WT略高于其他样品。
20 ℃温度处理下，所有样品Fv/Fm均显著低于10、15 ℃ 处理，其中NJ WT样品的Fv/Fm最高，DL WT样品Fv/Fm下降幅度最大，较15 ℃处理下降超过40%，而SL品系Fv/Fm较15 ℃组下降31%，ST和SY品系下降约20%。
2.2温度对条班紫菜最大量子效率的影响
对不同温度条件下供试材料实际量子效率（ΔF/Fm′）的测定结果见图3，在温度处理的1 d（图3-A），所有材料ΔF/Fm′均随光照时间的延长而逐步降低，20 ℃处理条件下降幅度最明显，不同样品在照光8 h后较照光2 h时低 30%～40%，QD WT下降幅度最明显，而NJ WT藻体ΔF/Fm′值要高于其他品系。温度处理后3 d（图3-B），供试品系藻体 ΔF/Fm′随光照时间的延长也呈下降趋势，但不同品系在不同处理温度下存在差异，SY品系ΔF/Fm′先下降后上升，5、10、15 ℃处理在光照5 h左右降至起始值的85%左右，20 ℃下降幅度最大，约为起始值的60%，之后藻体ΔF/Fm′又有所回升。不同温度处理SL品系藻体ΔF/Fm′随光照时间逐步降低，5、10、15 ℃处理在光照8 h后较起始值低5%～18%左右，而20 ℃处理组下降更为明显，较照光初始时约降低了45%，20 ℃处理组ΔF/Fm′显著低于其他温度处理。ST品系ΔF/Fm′变化趋势与SL品系相似，5 ℃处理组ΔF/Fm′较起始值约下降11%，20 ℃处理组下降22%左右，20 ℃处理组 ΔF/Fm′ 在光照8 h后显著低于其他处理。DL WT和NJ WT样品ΔF/Fm′也随光照时间而逐步降低，DL WT样品20 ℃处理组ΔF/Fm′显著低于其他温度，而NJ WT样品各温度处理组间ΔF/Fm′没有显著差异。
2.3温度对条斑紫菜快速光曲线的影响
快速光曲线（RLC）的测定结果见图4。供试品系藻体随光照强度的上升，相对电子传递速率（rETR）先逐步上升后达到稳定阶段。各品系藻体均是15 ℃处理组rETR高于其他温度处理组，SL和DL WT样品20 ℃处理组的rETR显著低于其他温度，而SY、ST和NJ WT样品15、20 ℃处理组rETR差异不显著。
3结论与讨论
在紫菜栽培过程中，环境因子温度对紫菜生长有重要的影响，对温度有广泛适应性的优良种质选育是紫菜育种工作重点。研究者通过对孢子成活率、藻体生长发育及形态观察，筛选出对高温具一定耐受力的栽培品系[6-8]，通过对光合作用研究，探讨光合生理测定手段在紫菜温度适应能力方面的应用[9-11]。在藻类光合生理研究中，叶绿素荧光技术凭借其独特优势已得到越来越广泛的使用[19-23]。在本研究中，条斑紫菜在15 ℃温度条件下叶绿素荧光参数Fv/Fm、rETR及ΔF/Fm′高于其他温度处理，表明条斑紫菜在15 ℃左右时表现出较高的光能利用效率。温度下降和上升均会引起条斑紫菜光能利用能力降低，本试验测定结果说明温度上升对光能利用能力负面影响更明显，条斑紫菜偏向较低的温度环境，与曾呈奎等报道结果[24]一致。通过对叶绿素荧光参数的测定，明确了紫菜在不同温度下光能利用特征以及紫菜光合生理对环境温度的适應能力。
本试验中ND WT和NJ WT样品分别采自我国大连和南麂岛海区的野生型条斑紫菜，大连野生条斑紫菜在低温下（5 ℃）对光能的利用效率与10、15 ℃差异不显著，但在温度为20 ℃条件下，ΔF/Fm′、Fv/Fm等荧光参数均显著降低，而南麂岛野生条斑紫菜在20 ℃温度处理下，相应荧光参数的变化幅度低于大连野生条斑紫菜，表明生长在较高纬度的大连野生条斑紫菜对光能利用能力在高温条件下弱于生长于较低纬度的南麂岛野生条斑紫菜，这可能与紫菜生长环境的海水温度有关，在条斑紫菜生长期，南麂岛海区海水温度高于大连海区，而野生条斑紫菜适应了所在的环境温度，因此在不同培养温度下，表现出各自的光能利用特征。本研究中，对同一海区不同条斑紫菜栽培品系在设定温度下的叶绿素荧光参数也表现出差异，在5、20 ℃条件下，ST、SL和SY品系藻体ΔF/Fm′、Fv/Fm及rETR等叶绿素荧光参数较10、15 ℃处理均有所降低，其中ST品系在5 ℃处理降低幅度较大，而在 20 ℃ 条件下，SL和SY降低幅度更明显，与Zhang等前期研究结论[22]相似，ST为高光胁迫筛选江苏南通海区培育品系，而SL为江苏连云港海区培育品系，2个海区水温相差约 2 ℃，不同紫菜品系对选育环境适应，使得在不同培养温度条件下光能利用效率表现出相应特征。SY品系是条斑紫菜诱变后在江苏南通选育的栽培品系，在适宜温度条件下
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（15 ℃） ΔF/Fm′、Fv/Fm及rETR等叶绿素荧光参数均保持较高水平，表现出更有效的光能利用能力。不同野生种群及栽培品系在不同温度条件下的叶绿素荧光参数，能够反映各自藻体光能利用特征，为量化描述紫菜品系光合特征、种质资源評估等提供理论参考。
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特征条件论文 第12篇
相关学者根据四川盆地低渗透气藏气井试井曲线的异常现象, 发现了低渗透气藏存在阈压效应的观点, 并提出了三段式渗流特征[7,8]: (1) 低速渗流下的非线性渗流曲线段 (阈压效应影响的上凹段或滑脱效应影响的上凸段) ; (2) 较高渗流速度下达西渗流段的直线段; (3) 高速渗流下的上凸型非线性渗流曲线段。
围绕气体低速非达西渗流特征的实验验证和参数测定问题开展了大量的研究工作[9—12], 但是针对低渗气藏渗流机理系统的实验测试方法及渗流特征诊断技术、不同渗流特征相互转化临界条件研究存在技术空白。
1 渗流机理实验测试方法
1.1 实验流程
“九五”以来中石油西南油气田分公司对低渗透气藏渗流机理研究已进行了大量研究工作, 在常规气测渗透率装置基础上进行改进, 已建立了成熟的测试低渗透气藏渗流机理实验流程[11]。
1.2 实验关键点
为了确保实验过程中含水饱和度稳定、且始终为单相气体流动, 实验过程中缓慢加压, 以免较大的压差波动引起水相流动。关于如何判别水相流动与否, 分别采用称重法确定实验前后岩心含水饱和度, 如果前后含水饱和度误差不超过1% (以实验测试前含水饱和度为标准) , 则认为实验过程中水相始终保持单相气体流动;否则, 岩心中出现气液两相流动, 必须清洗岩心进行重复实验。
1.3 实验测试样品
选取四川某低渗致密砂岩气藏须六段储层岩样21块岩心, 开展渗流机理实验79样次。实验样品渗透率0.001 3~0.103 mD、孔隙度5.85%~10.59%及含水饱和度30.7%~55.8%。实验内容包括以下内容:干岩样、含水岩样、覆压条件下含水岩样渗流形式;不同渗流特征相互转化临界条件研究。无水条件下渗流实验21样次、含水岩样渗流实验46样次、覆压条件下渗流实验12样次。
2 渗流特征诊断方法
国内外长期的渗流实验研究确认了气体特殊渗流特征对应的实验现象, 并根据大量的实验数据建立了相应的数学描述关系式。在文献[10]基础上分别推导得到了单相气体渗流时二项式渗流特征、滑脱效应、阈压效应的气体运动方程, 分别建立了高速非达西渗流、滑脱效应及阈压效应诊断方程, 并应用于实际低渗致密气藏分析[11]:
2.1 高速非达西渗流特征诊断方程
天然气在近井区由于气体高速流动呈紊流状态, 称之为高速非达西流动, 描述该特征采用Forchheimer气体运动方程
式 (1) 中p为压力, MPa;x为一维渗流系统坐标值, m;μ为气体黏度, mP a·s;K为岩心渗透率, μm2;υ为流速, m/s;β为紊流速度系数, 1/m;ρ为气体密度, kg/m3。
考虑一维流动, 一般孔隙压力在5 MPa以内可忽略气体Z和μZ随压力的变化[10], 对上式积分可得
式 (2) 中p1为岩心入口端压力, MPa;pa为岩心出口端压力, MPa;qa为室内条件下流量, m3/s;L为实验岩心长度, m;Z为气体偏差系数, 无因次;A为实验岩心横截面积, m2;M为气体摩尔质量, kg/kmol;R为气体常数, MPa·m3/ (kmol·K) , T为实验温度, K。
从式 (2) 可以看出, 作与qa关系曲线, 直线段为二项式渗流特征反应, 根据直线段斜率可以计算紊流速度系数 (β) , 同时根据直线与纵轴的交点可计算渗透率。
2.2 滑脱效应诊断方程
在较低压力条件下, 由于气固分子间作用力差异, 导致气测渗透率时存在气体滑动现象, 描述该效应气体运动方程见式 (3)
式 (3) 中b为克林肯贝格系数, MPa;为实验岩心中气体的平均压力, MPa。
同式 (2) 推导过程可得
从式 (4) 可以看出, 考虑滑脱效应影响时气体表观渗透率应为, 分别对不同实际压差的数据点采用传统方法计算渗透率, 作该渗透率与1/p关系曲线, 图上正斜率直线段为滑脱效应特征反映, 直线段在纵轴上的截距为真实渗透率, 根据直线斜率可计算滑脱效应特征参数—克林肯贝格系数。
2.3 阈压渗流特征诊断方程
对于低渗致密砂岩气藏, 当孔隙表面水膜在压差作用下在喉道处聚集堵塞, 当喉道两端压差达到一定程度使气相突破喉道处阻力时气相才能流动, 该现象称之为“阈压效应”[7,8], 描述该现象气体渗流运动方程如下
式 (5) 中λB为保持连续流动所需临界压力梯度, MPa/m。
同式 (2) 推导过程, 可得
从式 (6) 可以看出, 考虑阈压效应影响时气相表观渗透率为K[1-λBL/ (p1-pa) ]。分别对不同实际压差的数据点采用传统方法计算渗透率, 作该渗透率与1/ (p1-pa) 关系曲线, 图上负斜率直线段为阈压效应特征反映, 直线段在纵轴上的截距为真实渗透率, 根据直线斜率可计算滑脱效应特征参数—临界压力梯度。排除以上非线性渗流段数据点, 即为达西渗流特征段。
3 不同条件下气体渗流特征
3.1 干燥岩样渗流特征
典型干燥岩样渗流特征诊断见图1, 随着压力梯度增大, 气体依次表现为滑脱渗流、达西渗流及高速非达西渗流。但是达西渗流段测试点表现为不过原点直线, 分析认为, 由于滑脱效应使气体渗流曲线整体上移所至[如图1 (c) 所示];在较高的压力梯度条件下, 低渗透岩样表现为高速非达西渗流特征占主导地位渗流特征[如图1 (a) 所示]。
3.2 含水岩样渗流特征
通过46组常压条件下含水岩样气体渗流实验, 根据在小压力梯度条件下表现出的气体渗流特征差异, 可分为两大类:一是阈压效应、滑脱效应分别占主导地位渗流特征;二是滑脱效应占主导地位特征。典型常压含水岩样渗流特征见图2, 图3。
含水岩样由于孔隙度、渗透率以及含水饱和度差异, 气体渗流表现为不同的渗流特征。两者差异主要表现在小压力梯度渗流段;对于如图2所示岩样, 含水饱和度相对较低, 小压力梯度渗流段表现为以滑脱效应占主导地位渗流特征, 与干燥岩样渗流特征类似。如图3所示3号岩样, 含水饱和度大, 在小压力梯度条件下, 气体首先必须克服由于水相存在引起的附加压力才能流动[如图3 (c) ], 存在阈压效应。随着压力梯度增大, 不同渗流段特征与干燥岩样类似。
3.3 覆压条件下气体渗流特征
覆压条件下测试时, 岩心围压设置为20 MPa。典型岩样上覆压力对含水岩样渗流特征影响见图4。从图4 (c) 可以看出覆压与常压条件下最显著差别, 同一块岩样, 在常压条件下不存在明显阈压效应影响阶段, 但是在覆压条件下表现出明显阈压效应特征;其次, 从图4 (b) 、图4 (c) 可以看出, 覆压条件下渗流曲线位于常压条件下方, 气体有效渗透率大幅度降低。
图2 2号岩样 (Swi=44.6%、Φ=8.72%、k克=0.029 9 mD) Fig.2 2#core flow characteristics (Swi=44.6%、Φ=8.72%、k克=0.029 9 mD)
4 不同渗流特征相互转化临界条件研究
为什么同是含水岩样会表现出不同的渗流特征?结合前人研究已有成果, 推测气体渗流形式与岩样储层物性、孔喉大小、含水饱和度有关, 是否可以建立阈压效应存在与否的判别标准。通过对大量与岩样物性及实验条件有关参数分析, 引入两个重要参数气相有效孔隙度、气相有效渗透率来综合考虑岩样物性、含水饱和度及实验条件对气体渗流特征的影响。气相有效渗透率指的是气相处于达西渗流段对应的气相渗透率;气相有效孔隙度[Φ (1-0.01Swi) ]指的是气相占据孔隙体积与岩样总体积之比。
4.1 阈压效应与滑脱效应转化临界条件
通过对实验结果物性特征统计分析发现, 阈压效应存在与否, 与气体有效孔隙度、气体达西渗透率有关 (见图5) ;从该图可以看出, 当含水岩样气体有效孔隙度小于6.5%且气测达西渗透率小于0.02 m D时, 普遍存在阈压效应。因此, 针对低渗致密砂岩气藏, 决定含水岩样阈压效应存在与否, 不仅与岩样的物性特征有关, 而且与岩样含水饱和度大小有关。
(Swi=48.4%、Φ=9.76%、k克=0.101 mD) (Swi=48.4%、Φ=9.76%、k克=0.101 mD)
对于存在低速非达西渗流特征岩样, 阈压效应主要受实验压力梯度控制。不同的岩样, 阈压效应转变为滑脱效应占主导地位压力梯度不一样 (见图6) 。从图6可以看出, 随着岩样孔隙度、渗透率增大, 阈压效应与滑脱效应相互转化临界压力梯度逐渐减小, 因此对于实际油气储层, 当储层物性越差、束缚水饱和度越高时, 越容易表现出明显阈压渗流特征。
图4 4号岩样 (Swi常压=42.4%、Swi覆压=56.4%、Φ=9.84%、k克=0.0436 mD) Fig.4 4#core flow characteristics (Swi常压=42.4%、Swi覆压=56.4%、Φ=9.84%、k克=0.043 6 mD)
4.2 滑脱效应与达西渗流特征转化临界条件
自从提出气体渗流存在滑脱效应以来, 关于滑脱效应对气藏开发的影响已有充分的认识;但是已有成果都忽略了一点, 对于实际气藏开采过程中, 究竟在什么条件下存在表现出明显滑脱效应。滑脱效应仍然主要受岩样物性参数、含水饱和度以及实验压力梯度的影响。不同实验条件下, 岩样滑脱效应占主导地位临界条件见图7。从图7可以看出, 滑脱效应转化为达西渗流特征临界压力梯度主要受气相有效孔隙度控制, 受气相有效渗透率的影响不大, 分析认为这与滑脱效应受分子自由运动有关。随着气相有效孔隙度增大, 滑脱效应转化为达西渗流特征临界压力梯度越小, 因此孔隙半径小的储层越难出现达西渗流段。
4.3 达西渗流特征与高速非达西渗流转化临界条件
自从Forchheimer提出非达西渗流现象以来[10], 对于高速非达西渗流产生机理, 国内外许多学者进行深入研究。目前对于该现象产生机理主要有两种不同观点:一是认为高速非达西渗流产生机理类似于管流中湍流效应, 归因于高速非达西渗流特征的影响, 典型代表Cornell和Katz[14];二是认为出现高速非达西是由于惯性效应的影响, 而不是由于湍流效应的影响, 典型代表Bear[15]、Scheidegger[16]、Barak[17]、Ruth&Ma[18]、Whitaker[19]、Dacun Li[20]和Barree&Conway等。目前多数学者仍然趋向于第二种观点, 因此由于实际多孔介质错综复杂, 不能按照管流中临界雷诺数作为判别岩心是否存在高速非达西渗流特征标准。此外, 通常观点认为储层好、产量大的气井中存在明显高速非达西渗流特征、低渗透气井并不存在明显高速非达西渗流特征;此次渗流机理实验研究发现低渗储层同样存在明显高速非达西渗流特征, 导致前者片面认识是由于人们常常把产量高低作为判别高速非达西渗流特征存在与否的标准, 而忽略了高速非达西产生原因是由于流体在多孔介质中渗流速度剧烈变化的结果;大产量是存在高速非达西渗流特征的必要条件而不是充分条件。归根结底, 高速非达西渗流特征只与流体在多孔介质中实际渗流速度直接相关。
根据实验确定达西渗流与高速非达西渗流转化条件见图8。从该图可以看出, 随着气相有效孔隙度、气相有效渗透率增大, 达西渗流转化为高速非达西渗流对应的气体临界流速越大;因此, 在同样的产量条件下, 物性越差、束缚水饱和度越高的储层越容易受到高速非达西渗流特征的影响。
5 结论
在已有成果基础上完善了低渗高含水砂岩气藏渗流特征的实验测定及诊断方法。应用该手段定量分析了实际低渗高含水砂岩气藏储层单相气体渗流特征, 明确不同渗流特征相互转化临界条件, 通过此次深入研究得到以下几点认识:
(1) 与常规渗流机理研究方法比较, 现在采用的实验方法精度更高, 渗流特征诊断理论方法更加系统全面;
(2) 由于低孔、低渗及高含水饱和度特征, 随着压力梯度升高, 低渗高含水砂岩气藏储层可能存在以下四种渗流特征:阈压效应、滑脱效应、达西渗流及高速非达西渗流特征;
(3) 不同的岩样条件下, 气体渗流表现出不同的渗流特征;当气相有效渗透率小于0.02 mD、有效气相孔隙度小于6.5%储层, 在较低压力梯度条件下气体渗流存在明显阈压效应;
(4) 阈压效应与滑脱效应相互转化临界条件、滑脱效应与达西渗流特征相互转化临界条件与实验压力梯度有关;达西渗流与高速非达西渗流特征相互转化临界条件受气相渗流速度控制。
摘要：我国大多数致密砂岩气藏具有高含水饱和度特点, 导致其渗流机理与常规气藏比较表现出不同的非线性渗流特征。掌握低渗致密高含水砂岩气藏渗流特征及定量确定不同非线性渗流特征相互转化临界条件对于指导该类气藏开发具有重要意义。以四川盆地须家河组某低渗致密砂岩气藏为研究目标, 通过建立定量化渗流机理实验测试技术及渗流机理诊断分析技术, 采用实际储层岩样开展79样次渗流机理实验测试及分析, 通过对实验测试结果分析建立不同渗流特征相互转化临界条件。研究表明, 不同的岩样条件下, 气体渗流表现出不同的渗流特征;低渗高含水砂岩气藏普遍存在四种渗流特征:阈压效应、滑脱效应、达西渗流及高速非达西渗流特征;当气相有效渗透率小于0.02 m D、有效气相孔隙度小于6.5%储层, 存在明显阈压效应;不同渗流效应相互转化临界条件不仅与储层物性有关, 更重要的是受储层含水饱和度的影响。