A. 請教:一般納稅人稅收優惠政策有哪些
一般納稅人銷售自產的下列貨物,可選擇按照簡易辦法依照3%徵收率計算繳納增值稅:
1.縣級及縣級以下小型水力發電單位生產的電力。小型水力發電單位,是指各類投資主體建設的裝機容量為5萬千瓦以下(含5萬千瓦)的小型水力發電單位。
2.建築用和生產建築材料所用的砂、土、石料。
3.以自己採掘的砂、土、石料或其他礦物連續生產的磚、瓦、石灰(不含粘土實心磚、瓦)。
4.用微生物、微生物代謝產物、動物毒素、人或動物的血液或組織製成的生物製品。
5.自來水。
一般納稅人銷售貨物屬於下列情形之一的,暫按簡易辦法依照3%徵收率計算繳納增值稅:
1.寄售商店代銷寄售物品(包括居民個人寄售的物品在內);
2.典當業銷售死當物品;
3.經國務院或國務院授權機關批準的免稅商店零售的免稅品。
(1)天津礦井專用模型實驗裝置批發擴展閱讀
一般納稅人相關優惠政策備案須提供的材料:
1、企業適用簡易辦法徵收書面(列印)申請書(申請內容包括:生產上述貨物的原料及生產流程的詳細說明);
2、《企業營業執照》副本(復印件);
3、《增值稅一般納稅人資格證書》(復印件);
4、有關部門批准企業生產產品的資質證明或產品檢驗合格報告(復印件)。
5、企業填報《增值稅一般納稅人簡易辦法徵收申請備案表》一式二份。
B. 增值稅一般納稅人的稅收優惠政策
直接免稅
(二)農業產品
1、一般規定
農業生產者銷售的自產農產品免徵增值稅。
2、具體規定
⑴「農業生產者銷售的自產農產品」免稅規定中所稱農業,是指種植業、養殖業、林業、牧業、水產業。
農業生產者,包括從事農業生產的單位和個人。
農產品,是指初級農產品。
⑵對於農民個人按照竹器企業提供樣品規格,自產或購買竹、芒、藤、木條等,再通過手工簡單編織成竹製或竹芒藤柳混合坯具的,屬於自產農業初級產品,應當免徵銷售環節增值稅。
⑶對農民專業合作社銷售本社成員生產的農業產品,視同農業生產者銷售自產農業產品免徵增值稅。
農民專業合作社,是指依照《中華人民共和國農民專業合作社法》規定設立和登記的農民專業合作社。
⑷從事種植業、養殖業、林業、牧業、水產業的股份有限公司或有限責任公司銷售的自產農業產品免徵增值稅。
(三)避孕葯品和用具
避孕葯品和用具免徵增值稅。
(四)古舊圖書
古舊圖書免徵增值稅。
「古舊圖書」免稅規定所稱古舊圖書,是指向社會收購的古書和舊書。
(五)部分進口貨物
下列進口貨物免徵增值稅:
1、直接用於科學研究、科學實驗和教學的進口儀器、設備;
2、外國政府、國際組織無償援助的進口物質和設備;
3、由殘疾人的組織直接進口供殘疾人專用的物品。
(六)自己使用過的物品
銷售的自己使用過的物品免徵增值稅。
自己使用過的物品,是指其他個人自己使用過的物品。
(七)農業生產資料
下列貨物免徵增值稅:
1、農膜
2、批發和零售的種子、種苗、化肥、農葯、農機
對農民專業合作社向本社成員銷售的農膜、種子、種苗、化肥、農葯、農機,免徵增值稅。
3、生產的化肥
⑴生產銷售的除尿素(自2005年7月1日起免徵增值稅—編者注)以外的氮肥、除磷酸二銨(自2008年1月1日起免徵增值稅—編者注)以外的磷肥、鉀肥(自2004年12月1日起改為實行先征後返)以及以免稅化肥為主要原料的復混肥(企業生產復混肥產品所用的免稅化肥成本占原料中全部化肥成本的比重高於70%)。「復混肥」是指用化學方法或物理方法加工製成的氮、磷、鉀三種養分中至少有兩種養分標明的肥料,包括僅用化學方法製成的復合肥和僅用物理方法製成的混配肥(也稱摻合肥)。
⑵自2005年7月1日起,對國內企業生產銷售的尿素產品增值稅由先征後返50%調整為暫免徵收增值稅。
「國內企業」指在中華人民共和國境內從事尿素產品生產的企業,包括內資企業和外資企業。
⑶自2008年1月1日起,對納稅人生產銷售的磷酸二銨產品免徵增值稅。
4、有機肥
自2008年6月1日起,納稅人生產銷售和批發、零售有機肥產品免徵增值稅。
⑴范圍
享受免稅政策的有機肥產品是指有機肥料、有機-無機復混肥料和生物有機肥。
其產品執行標准為:有機肥料NY525-2002,有機-無機復混肥料GB18877-2002,生物有機肥NY884-2004。其他不符合上述標準的產品,不屬於財稅[2008]56號文件規定的有機肥產品,應按照現行規定徵收增值稅。
①有機肥料
指來源於植物和(或)動物,施於土壤以提供植物營養為主要功能的含碳物料。
②有機-無機復混肥料
指由有機和無機肥料混合和(或)化合製成的含有一定量有機肥料的復混肥料。
③生物有機肥
指特定功能微生物與主要以動植物殘體(如禽畜糞便、農作物秸稈等)為來源並經無害化處理、腐熟的有機物料復合而成的一類兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料。
⑵免稅手續的辦理
申請享受免徵增值稅優惠的納稅人應向主管稅務機關填報《北京市有機肥產品免徵增值稅備案登記表》,並分別報送以下資料辦理免稅備案登記手續:
①生產有機肥產品的納稅人
A、生產生物有機肥的納稅人,提供由農業部頒發在有效期內的《中華人民共和國肥料登記證》或《中華人民共和國肥料臨時登記證》原件及復印件1份。
生產有機肥料、有機—無機復混肥料的納稅人,提供由北京市農業局頒發在有效期內的《北京市肥料登記證》或《北京市肥料臨時登記證》原件及復印件1份。
B、肥料產品質量檢驗機構一年內出具的加蓋質量認證資質(AL)戳記的有機肥產品質量技術檢測合格報告原件及復印件1份。
C、在外省市銷售有機肥產品的,提供在銷售使用地省級農業行政主管部門辦理備案的證明原件及復印件1份。
②批發、零售有機肥產品的納稅人
A、生產企業提供的上款第A、B項所述證件資料,其中:第A項證件復印件1份;第B項資料原件及復印件1份。
B、上款所述備案證明原件及復印件1份。
⑶涉稅管理
納稅人申請免徵增值稅,應向主管稅務機關提供以下資料,凡不能提供的,一律不得免稅。
①生產有機肥產品的納稅人。
A、由農業部或省、自治區、直轄市農業行政主管部門批准核發的在有效期內的肥料登記證復印件,並出示原件。
B、由肥料產品質量檢驗機構一年內出具的有機肥產品質量技術檢測合格報告原件。出具報告的肥料產品質量檢驗機構須通過相關資質認定。
C、在省、自治區、直轄市外銷售有機肥產品的,還應提供在銷售使用地省級農業行政主管部門辦理備案的證明原件。
②批發、零售有機肥產品的納稅人。
A、生產企業提供的在有效期內的肥料登記證復印件。
B、生產企業提供的產品質量技術檢驗合格報告原件。
C、在省、自治區、直轄市外銷售有機肥產品的,還應提供在銷售使用地省級農業行政主管部門辦理備案的證明復印件。
凡經核實所提供的肥料登記證、產品質量技術檢測合格報告、備案證明失效的,應停止其享受免稅資格,恢復照章征稅。
5、飼料
⑴范圍
①單一大宗飼料
指以一種動物、植物、微生物或礦物質為來源的產品或其副產品。其范圍僅限於糠麩、酒糟、魚粉、草飼料、飼料級磷酸氫鈣及除豆粕以外的菜子粕、棉子粕、向日葵粕、花生粕等粕類產品。
飼用魚油是魚粉生產過程中的副產品,主要用於水產養殖和肉雞飼養,屬於單一大宗飼料。自2003年1月1日起,對飼用魚油產品按照現行「單一大宗飼料」的增值稅政策規定,免予徵收增值稅。
對飼料級磷酸二氫鈣產品可按照現行「單一大宗飼料」的增值稅政策規定,免徵增值稅。
②混合飼料
指由兩種以上單一大宗飼料、糧食、糧食副產品及飼料添加劑按照一定比例配置,其中單一大宗飼料、糧食及糧食副產品的參兌比例不低於95%的飼料。
③配合飼料
指根據不同的飼養對象,飼養對象的不同生長發育階段的營養需要,將多種飼料原料按飼料配方經工業生產後,形成的能滿足飼養動物全部營養需要(除水分外)的飼料。
④復合預混料
指能夠按照國家有關飼料產品的標准要求量,全面提供動物飼養相應階段所需微量元素(4種或以上)、維生素(8種或以上),由微量元素、維生素、氨基酸和非營養性添加劑中任何兩類或兩類以上的組分與載體或稀釋劑按一定比例配置的均勻混合物。
礦物質微量元素舔磚,是以四種以上微量元素、非營養性添加劑和載體為原料,經高壓濃縮製成的塊狀預混物,可供牛、羊等牲畜直接食用,應按照「飼料」免徵增值稅。
⑤濃縮飼料
指由蛋白質、復合預混料及礦物質等按一定比例配製的均勻混合物。
⑵涉稅管理
①飼料生產企業申請免徵增值稅的飼料除單一大宗飼料、混合飼料以外,配合飼料、復合預混料和濃縮飼料均應由省一級稅務機關確定的飼料檢測機構進行檢測。新辦飼料生產企業或原飼料生產企業新開發的飼料產品申請免徵增值稅應出具檢測證明。
②符合免稅條件的飼料生產企業,取得有計量認證資質的飼料質量檢測機構(名單由省級國家稅務局確認)出具的飼料產品合格證明後即可按規定享受免徵增值稅優惠政策,並將飼料產品合格證明報其所在地主管稅務機關備案。
⑶備案手續
①飼料生產企業應區別不同情況分別持下列資料到主管稅務機關辦理飼料免稅的備案登記手續:
A、復合預混料生產企業持農業部頒發的《添加劑預混合飼料生產許可證》;
B、飼料添加劑(如:飼料級磷酸氫鈣和飼料級磷酸二氫鈣)生產企業持農業部頒發的《飼料添加劑生產許可證》;
C、配合飼料、濃縮飼料和單一飼料(不包括動物源性飼料)生產企業持北京市農業局頒發的《飼料生產企業審查合格證》;
D、動物源性飼料(如:魚粉)生產企業持北京市農業局頒發的《動物源性飼料產品生產企業安全衛生合格證》;
E、北京市飼料監察所出具的與納稅人申請免稅品種相吻合的質量檢測合格證明。
②飼料經營企業應區別不同情況分別持下列資料到主管稅務機關辦理飼料免稅的備案登記手續:
A、北京市農業局登記確認的《北京市飼料經營企業年度備案登記表》;
B、凡從我市飼料生產企業購入的飼料產品,可持供貨單位提供的質量檢測合格證明復印件,到北京市飼料監察所加蓋公章;
C、凡從外埠飼料生產企業或飼料經營企業購進的飼料產品,應提供供貨單位所在區域省級以上飼料質量檢測部門出具的質量檢測合格證明復印件;
D、對飼料經營企業購入的飼料產品,凡不能取得原始質量檢測合格證明復印件的,應到北京市飼料監察所對所購飼料進行質量檢測,以取得質量檢測合格證明;
E、外貿企業經營進口免稅飼料產品,可憑海關報關單復印件作為飼料免稅的檢測依據;
F、商業經營企業經營外貿企業進口的免稅飼料產品,可憑海關報關單復印件、與外貿企業簽訂的購銷合同、外貿企業開具的免稅飼料的發票復印件作為飼料免稅的檢測依據。
6、滴灌帶和滴灌管
⑴自2007年7月1日起,納稅人生產銷售和批發、零售滴灌帶和滴灌管產品免徵增值稅。
滴灌帶和滴灌管產品是指農業節水滴灌系統專用的、具有製造過程中加工的孔口或其它出流裝置、能夠以滴狀或連續流狀出水的水帶和水管產品。滴灌帶和滴灌管產品按照國家有關質量技術標准要求進行生產,並與PVC管(主管)、PE管(輔管)、承插管件、過濾器等部件組成為滴灌系統。
⑵生產滴灌帶和滴灌管產品的納稅人申請辦理免徵增值稅時,應向主管稅務機關報送由產品質量檢驗機構出具的質量技術檢測合格報告,出具報告的產品質量檢驗機構須通過省以上質量技術監督部門的相關資質認定。批發和零售滴灌帶和滴灌管產品的納稅人申請辦理免徵增值稅時,應向主管稅務機關報送由生產企業提供的質量技術檢測合格報告原件或復印件。未取得質量技術檢測合格報告的,不得免稅。
凡經核實產品質量不符合有關質量技術標准要求的,應停止其繼續享受免稅政策的資格,依法恢復征稅。
(八)黃金
1、黃金生產和經營單位銷售黃金(不包括以下品種:成色為AU9999、AU9995、AU999、AU995;規格為50克、100克、1公斤、3公斤、12.5公斤的黃金,簡稱標准黃金)和黃金礦砂(含伴生金),免徵增值稅;進口黃金(含標准黃金)和黃金礦砂免徵進口環節增值稅。
2、黃金交易所會員單位通過黃金交易所銷售標准黃金(持有黃金交易所開具的《黃金交易結算憑證》),未發生實物交割的,免徵增值稅;發生實物交割的,由稅務機關按照實際成交價格代開增值稅專用發票,並實行增值稅即征即退的政策。
納稅人不通過黃金交易所銷售的標准黃金不享受增值稅即征即退政策。
3、上海期貨交易所會員和客戶通過上海期貨交易所銷售標准黃金(持上海期貨交易所開具的《黃金結算專用發票》),發生實物交割但未出庫的,免徵增值稅;發生實物交割並已出庫的,由稅務機關按照實際交割價格代開增值稅專用發票,並實行增值稅即征即退的政策。
標准黃金,即成色與規格同時符合以下標準的金錠、金條及金塊等黃金原料:
成色:AU9999,AU9995,AU999,AU995。
規格:50克,100克,1公斤,3公斤,12.5公斤。
非標准黃金,即成色與規格不同時符合以上標準的黃金原料。
(九)農村電網維護費
從1998年1月1日起,對農村電管站在收取電價時一並向用戶收取的農村電網維護費(包括低壓線路損耗和維護費以及電工經費)給予免徵增值稅的照顧。
對供電企業收取的免徵增值稅的農村電網維護費,不應分攤轉出外購電力產品所支付的進項稅額。
(十一)糧食及食用植物油
1、一般規定
⑴國有糧食購銷企業必須按順價原則銷售糧食。對承擔糧食收儲任務的國有糧食購銷企業銷售的糧食免徵增值稅。免徵增值稅的國有糧食購銷企業,由縣(市)國家稅務局會同同級財政、糧食部門審核確定。
⑵對其它糧食企業經營糧食,除下列項目免徵增值稅外,一律徵收增值稅。
軍隊用糧:指憑軍用糧票和軍糧供應證按軍供價供應中國人民解放軍和中國人民武裝警察部隊的糧食。
救災救濟糧:指經縣(含)以上人民政府批准,憑救災救濟糧票(證)按規定的銷售價格向需救助的災民供應的糧食。
水庫移民口糧:指經縣(含)以上人民政府批准,憑水庫移民口糧票(證)按規定的銷售價格供應給水庫移民的糧食。
2、具體規定
⑴食用植物油
對銷售食用植物油業務,除政府儲備食用植物油的銷售繼續免徵增值稅外,一律照章徵收增值稅。
⑵糧油加工
對糧油加工業務,一律照章徵收增值稅。
⑶免稅資格認定及管理
承擔糧食收儲任務的國有糧食購銷企業和經營免稅項目的其它糧食經營企業,以及有政府儲備食用植物油銷售業務的企業,均需經主管稅務機關審核認定免稅資格,未報經主管稅務機關審核認定,不得免稅。享受免稅優惠的企業,應按期進行免稅申報,違反者取消其免稅資格。
⑷退耕還林還草補助糧
對糧食部門經營的退耕還林還草補助糧,凡符合國家規定標準的,比照「救災救濟糧」免徵增值稅。
⑸華糧物流公司及其直屬企業
對華糧物流公司及其直屬企業銷售的糧食免徵增值稅,具體按《財政部 國家稅務總局關於糧食企業增值稅免徵問題的通知》(財稅字[1999]198號)的有關規定執行。
(十二)資源綜合利用產品
1、銷售下列自產貨物免徵增值稅
⑴再生水
再生水是指對污水處理廠出水、工業排水(礦井水)、生活污水、垃圾處理廠滲透(濾)液等水源進行回收,經適當處理後達到一定水質標准,並在一定范圍內重復利用的水資源。再生水應當符合水利部《再生水水質標准》(SL368—2006)的有關規定。
⑵以廢舊輪胎為全部生產原料生產的膠粉
膠粉應當符合GB/T19208—2008規定的性能指標。
⑶翻新輪胎
翻新輪胎應當符合GB7037—2007、GB14646—2007或者HG/T3979—2007規定的性能指標,並且翻新輪胎的胎體100%來自廢舊輪胎。
⑷生產原料中摻兌廢渣比例不低於30%的特定建材產品
特定建材產品,是指磚(不含燒結普通磚)、砌塊、陶粒、牆板、管材、混凝土、砂漿、道路井蓋、道路護欄、防火材料、耐火材料、保溫材料、礦(岩)棉。
廢渣,是指采礦選礦廢渣、冶煉廢渣、化工廢渣和其他廢渣。廢渣的具體范圍,按《享受增值稅優惠政策的廢渣目錄》執行。
廢渣摻兌比例和利用原材料占生產原料的比重,一律以重量比例計算,不得以體積計算。
2、污水處理勞務免徵增值稅
污水處理是指將污水加工處理後符合GB18918—2002有關規定的水質標準的業務。
3、涉稅管理
申請享受上述第一條規定的資源綜合利用產品增值稅優惠政策的納稅人,應當按照《國家發展改革委財政部 國家稅務總局關於印發<國家鼓勵的資源綜合利用認定管理辦法>的通知》(發改環資[2006]1864號)的有關規定,申請並取得《資源綜合利用認定證書》,否則不得申請享受增值稅優惠政策。
4、優惠政策的申請
納稅人申請享受上述資源綜合利用產品增值稅優惠政策時,應向其主管稅務機關報送如下申請資料:
⑴符合上述第一條規定,可享受資源綜合利用產品增值稅優惠政策的納稅人。
①《稅務認定審批確認表》1份;
②《資源綜合利用認定證書》復印件1份。
⑵符合上述第二條規定,可享受增值稅優惠政策的納稅人。
①《稅務認定審批確認表》1份;
②符合享受相關產品優惠政策技術標準的資料復印件1份。
(十三)殘疾人員專用物品及提供勞務
1、殘疾人專用物品
供殘疾人專用的假肢、輪椅、矯形器(包括上肢矯形器、下肢矯形器、脊柱側彎矯形器),免徵增值稅。
2、殘疾人員提供的勞務
從1994年5月1日起,殘疾人員個人提供加工和修理修配勞務,免徵增值稅。
(十四)金融資產管理公司
1、收購、承接和處置不良資產
對信達、華融、長城和東方資產管理公司(簡稱「資產公司」)在收購、承接和處置不良資產過程中有關稅收政策:
⑴對資產公司接受相關國有銀行的不良債權,借款方以貨物、不動產、無形資產、有價證券和票據等抵充貸款本息的,免徵資產公司銷售轉讓該貨物、不動產、無形資產、有價證券、票據以及利用該貨物、不動產從事融資租賃業務應繳納的增值稅、營業稅。
⑵享受稅收優惠政策的主體為經國務院批准成立的中國信達資產管理公司、中國華融資產管理公司、中國長城資產管理公司和中國東方資產管理公司,及其經批准分設於各地的分支機構。除另有規定者外,資產公司所屬、附屬企業,不享受資產公司的稅收優惠政策。
2、接收港澳國際(集團)有限公司的資產
對東方資產管理公司接收港澳國際(集團)有限公司的資產包括貨物、不動產、有價證券等,免徵東方資產管理公司銷售轉讓該貨物、不動產、有價證券等資產以及利用該貨物、不動產從事融資租賃業務應繳納的增值稅。
對港澳國際(集團)內地公司的資產,包括貨物、不動產、有價證券、股權、債權等,在清理和被處置時,免徵港澳國際(集團)內地公司銷售轉讓該貨物、不動產、有價證券、股權、債權等資產應繳納的增值稅。
對港澳國際(集團)香港公司在中國境內的資產,包括貨物、不動產、有價證券、股權、債權等,在清理和被處置時,免徵港澳國際(集團)香港公司銷售轉讓該貨物、不動產、有價證券、股權、債權等資產應繳納的增值稅。
(十五)銀行資產劃轉
對國有商業銀行按財政部核定的數額,劃轉給金融資產管理公司的資產,在辦理過戶手續時,免徵營業稅、增值稅、印花稅。
(十六)被撤銷金融機構清理和處置財產
對被撤銷金融機構財產用來清償債務時,免徵被撤銷金融機構轉讓貨物、不動產、無形資產、有價證券、票據等應繳納的增值稅、營業稅、城市維護建設稅、教育費附加和土地增值稅。
(十七)第29屆奧運會及第13屆殘奧會
對第29屆奧運會組委會再銷售所獲捐贈商品和賽後出讓資產取得收入,免徵應繳納的增值稅、消費稅、營業稅和土地增值稅。
北京奧運會組委會取得的北京殘奧會收入及其發生的涉稅支出比照執行第29屆奧運會的稅收政策。
免徵北京奧運會組委會向分支機構劃撥所獲贊助物資應繳納的增值稅。
(十八)抗艾滋病病毒葯品
自2007年1月1日起至2010年12月31日止,對國內定點生產企業生產的國產抗艾滋病病毒葯品繼續免徵生產環節和流通環節增值稅。
(十九)鐵路貨車修理
從2001年1月1日起對鐵路系統內部單位為本系統修理貨車的業務免徵增值稅。
「鐵路系統內部單位」包括中國北方機車車輛工業集團公司所屬企業,其為鐵路系統修理鐵路貨車的業務免徵增值稅。
「鐵路系統內部單位」包括中國南方機車車輛工業集團公司所屬企業,其為鐵路系統修理鐵路貨車業務免徵增值稅。
(二十)外國政府和國際組織無償援助項目
自2001年8月1日起,對外國政府和國際組織無償援助項目在國內采購的貨物免徵增值稅,同時允許銷售免稅貨物的單位,將免稅貨物的進項稅額在其它內銷貨物的銷項稅額中抵扣。
(二十一)保稅物流中心(B型)
1、保稅物流中心(B型)(簡稱物流中心)是指經海關總署批准,對多家物流企業實施保稅倉儲管理的封閉的海關監管區。
2、對物流中心內企業在物流中心內加工的貨物,凡貨物直接出口或銷售給物流中心內其它企業的,免徵增值稅、消費稅。
3、對物流中心企業之間或物流中心與出口加工區、區港聯動之間的貨物交易、流轉,免徵流通環節的增值稅、消費稅。
(二十二)保稅進口的航空燃料油
1、中國航空油料總公司所屬的北京首都國際機場中航油股份有限公司航空油料保稅倉庫、上海浦東國際機場航空油料有限責任公司保稅油庫、天津濱海國際機場中航油肌份有限公司航空油料保稅倉庫、廣州新白雲國際機場華南藍天航空油料有限公司航煤保稅倉庫、深圳寶安國際機場深圳市空港油料有限公司承海油品保稅倉庫,應以不含增值稅的價格向民航國際航班提供進口保稅的航空燃料油。
2、中國航空油料總公司所屬的上述海關負責監管的保稅油庫,在按上述規定向民航國際航班提供保稅進口的航空燃料油時免徵國內銷售環節增值稅。
3、以上規定從2004年12月1日起施行。
。
C. 考研難度比較:北航/西工大/中科院
看專業了,如果你要報的是北航或者西工大的優勢專業,那麼中科院容易些。如果你報的是這兩個學校一般的專業,西工大好考的多。進北航希望不大,除非你成績非常突出,並且在北航有關系。
中國科學院力學研究所(Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences)創建於1956年,是以錢學森先生工程科學思想建所的綜合性國家級力學研究基地。錢學森、錢偉長為第一任正、副所長;郭永懷副所長曾長期主持工作;繼任所長為鄭哲敏、薛明倫、洪友士、樊菁、秦偉,現任所長劉桂菊。
力學所設有5個實體實驗室:非線性力學國家重點實驗室(LNM)、高溫氣體動力學國家重點實驗室(LHD)、中國科學院微重力重點實驗室(NML)、中國科學院流固耦合系統力學重點實驗室(LMFS)、寬域飛行工程科學與應用中心。
力學所主要研究方向為:微尺度力學與跨尺度關聯,高溫氣體動力學與跨大氣層飛行,微重力科學與應用,海洋工程、環境、能源與交通中的重大力學問題,先進製造工藝力學,生物力學與生物工程等。
力學所共有在職職工490餘人,其中科技人員400餘人。包括中國科學院院士7人,中國工程院院士1人,研究員80餘人,副研究員、高級工程師和高級實驗師180餘人,國家傑出青年科學基金獲得者8人,國家優秀青年科學基金獲得者5人。
科研條件:
1、科研設備
力學所擁有復現高超聲速飛行條件激波風洞、高速列車動模型實驗平台、油氣水三相流模擬實驗裝置、微重力落塔、流固土耦合力學實驗系統平台、激光製造工藝力學實驗研究系統、JF10氫氧爆轟高焓激波風洞、納米薄膜光譜成像儀等特色科研裝備。
研究所公共技術服務中心擁有系列材料試驗機、納米力學測試系統、透射/掃描電子顯微鏡、PIV測試系統、系列高速攝像機、一級輕氣炮與霍普金森桿、激光智能製造平台、高能沖擊磁控濺射等離子體發生與成膜控制平台、航天有效載荷熱力環境試驗平台及微重力落塔等大型科研儀器設備和配套實驗平台。
2、館藏資源
中國科學院力學研究所圖書館1956年由首任所長錢學森先生創建。據2016年9月研究所官網顯示,圖書館館藏文獻以固體力學、流體力學、爆炸力學、岩土力學、生物力學、熱學-力學、能源和環境中的力學、流變學等為主,也適當搜集了相關學科(如數學、物理、化學、技術科學、電子學等)書刊。
共有外文圖書18600餘冊,中文圖書17000餘冊,中文刊合訂本5800餘冊,西文、日文、俄文期刊合訂本25000餘冊。中文現刊50餘種,外文現刊60餘種,報紙16份。多種力學類核心期刊收藏齊全。資料室收藏學位論文、博士後出站報告和內部資料等。
力學所開通了ISI Web of Knowledge、Elsevier、Springer等30餘種網路資料庫,並與中國科學院國家科學數字圖書館、國家科技圖書文獻中心建立了全文傳遞服務。中西文圖書和期刊可全天候網路查詢。研究所與國內有關大學、科研院所建立了館際互借關系。
以上內容參考:網路-中科院力學所
D. 低煤階煤層氣的成藏模擬實驗研究
劉洪林 王紅岩 李景明 李貴中 王勃 楊泳 劉萍
(中國石油勘探開發科學研究院廊坊分院 河北廊坊 065007)
作者簡介:劉洪林,男,江蘇徐州人,1973年生,漢族,2005年畢業於中國石油勘探開發研究院,獲博士學位,主要從事煤層氣勘探開發方面的研究工作。通訊地址:065007河北廊坊市萬庄44號信箱煤層氣E-mail:[email protected]。
本研究受到國家973煤層氣項目(編號:2002CB211705)資助。
摘要 在美國粉河、澳大利亞的蘇拉特等低煤階盆地煤層氣勘探取得突破以前,大家一直認為具有商業價值的煤層氣資源主要存在於中煤階的煤層中,煤階太低,一般含氣量不高,不具有勘探價值。但是近幾年來的發現證實,低煤階盆地煤層厚度大,滲透率高,資源豐度大,含氣飽和度高,同樣可獲得了商業性的氣流,而且從其氣體的成因來看,其中有很大一部分是生物成因的煤層氣。本文利用煤層氣成藏模擬裝置對低煤階含煤盆地的煤岩樣品開展了成藏模擬,從實驗角度證明了中國西北地區雖然煤層煤階較低,熱成因氣較少,但是卻存在著具有商業價值的二次生物成因的甲烷氣,再加上含煤層系眾多,煤層厚度大,資源豐度極高,仍具有巨大的勘探潛力。
關鍵詞 煤層氣 水動力 成藏
Simulation Experiment of Biogenic Gas in Low Rank Coal of China
Liu Honglin,Wang Hongyan,Li Jingming
Li Guizhong,Wang Bo,Yang Yong,Liu Ping
(Langfang Branch of PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development,Langfang 065007)
Abstract:Before CBMexploration achieved success in the low rank coal basins like Power Rive Basin of the U.S.and Surat Basin of Australia,People thought that CBM resources with commercial development value mainly stored in medium-high rank coal seams and low rank coal was not worthy of exploration and development e to low gas content.But the exploration practices for recent years proved that commercial CBMproction could be obtained in low rank coal basins which have thick coal thickness,high permeability,high resource concentration,high gas saturation.Moreover,from the cause of formation of CBM,most of CBMin low rank coal belongs to biogenic gas.In this paper,the simulation experiment on CBM accumulation in coal samples from low rank coal basin was carried out by using simulation apparatus of CBM accumulation.The experiment proved that commercial secondary biogenic methane gas possibly existed in northwest coal basin although the rank of coal is low and there was little thermal-genic gas in the basin.Considering there are lots of thick coal seams and the resources concentration is high,the exploration prospect of CBM is promising in the northwest coal basins.
Keywords:CBM;hydrodynamic condition;accumulation
前言
進入20世紀90年代,隨著煤層氣產業的迅猛發展,美國煤層氣的資源開發活動不再局限於中煤階煤儲層發育的聖胡安和黑勇士盆地,資源評價和研究工作覆蓋了18個主要含煤盆地或含煤區,在其中12個含煤盆地從事煤層氣開發活動,煤儲層的煤階從中煤階擴展到低煤階和高煤階,特別是發育低煤階煤儲層的含煤盆地因煤層氣資源量較大而受到重視,發育低煤階煤儲層的含煤盆地6個,煤層氣資源量10×1012m3,占總資源量的53%,以粉河盆地為代表的低煤階含煤盆地煤層氣商業開發的成功,大大拓展了煤層氣勘探開發的視野和領域。粉河盆地位於蒙大拿州東南部和懷俄明州東北部,面積25800km2,為一大型沉積盆地,形成於臘臘米運動造山期,盆地中含有巨厚的晚白堊世煤層,單層厚度達67m,煤層總厚118m。盆地為一不對稱向斜,軸部靠近西部邊緣,西部邊緣以逆斷層為界,靠近Bighorn隆起。西部地層傾角5°~25°,東部為翹起端,傾角不超過2°。上白堊統沿東南部和東部分布,古新統Fort Union組沿盆地邊緣分布,盆地晚三疊系低界深1067m,粉河盆地煤炭資源量1.3×1012t,鏡質體反射率為0.3%~0.4%,與西北一些低煤階盆地相似,煤化程度低,含氣量為0.03~3.1m3/t,但由於煤層厚度巨大,資源豐度大,預測煤層氣資源量(0.5~0.8)×1012m3。粉河盆地煤層氣碳同位素介於-65‰~-69‰之間,具有明顯的生物成因特徵,並且在其構造的高部位,生物氣經過二次運移而富集,形成較高的含氣量和較高的飽和度,有較高的滲透率,含氣飽和度為80%~100%,鑽井深度一般不超過305m,產氣量為110~5976m3/d,產水量為45~69m3/d,最好的產氣遠景區是砂岩體附近與差異壓實作用有關的構造高點、緊閉褶皺形成的構造高點以及煤層上傾尖滅的部位,並在該部位伴生有為非滲透性頁岩所圈閉的游離氣。
中國低煤階煤儲層非常發育。全國垂深2000m以淺的煤炭資源量為55697×108t,低煤階煤儲層佔到煤儲層的一半以上。低煤階煤儲層形成於早中侏羅世、早白堊世、第三紀等成煤期,其中早中侏羅世、早白堊世是中國重要的成煤期,早中侏羅世成煤作用主要發生在西北地區,煤炭資源量佔全國的35.5%[1],新疆准噶爾、吐哈、塔里木盆地、伊犁和焉耆是低煤階煤儲層發育的典型的大型內陸盆地,煤層厚度大,煤層最大累厚近200m,最大單層煤厚逾100m,煤層層數超過50層[2]。中國西北地區低煤階煤儲層煤層氣資源量豐富,早中侏羅世煤儲層煤層氣資源量超過10×1012m3[3-4]。隨著美國低煤階煤層氣藏商業開發的成功、國內煤層氣勘探開發工作的推進,在近期低煤階煤層氣藏受到了越來越多的關注,有望成為新的研究熱點和煤層氣勘探開發新領域[5,6,7]。但是中國西北地區與美國的粉河盆地、尤因塔盆地和澳大利亞的蘇拉特盆地相比,在進入第四紀以來氣候雖然總體較為乾旱,但是部分地區由於受到天山影響,水動力仍非常活躍,具備二次生物氣生成的可能,如位於天山北坡的准南地區、焉耆地區和伊犁地區。
1 研究區的煤層氣地質概況
本次工作研究,重點對水動力較為活躍的伊犁和焉耆進行了采樣,研究較強水動力條件下煤層次生生物氣的生成問題。
1.1 伊寧地區
伊寧含氣區塊位於新疆維吾爾自治區西部伊犁自治州境內,區內為低山—丘陵及伊犁河畔沖積平原,含氣區內地勢西高東低,北高南低,屬典型大陸性氣候,盆地內先後由煤炭、石油、地礦部門進行過石油勘探及物探,煤炭部門在盆地邊緣及局部進行過煤田勘探。特別是近幾年來,隨著油氣勘探工作的進展,在盆地內,已進行了部分鑽探實物工作量。該區含煤地層為侏羅系中統西山窯組,下統三工河組和八道灣組,主要為一套河湖相的灰、灰白色含礫砂岩,深灰色泥岩,砂質泥岩夾煤層。伊寧含氣區塊侏羅系下統八道灣組和中統西山窯組成煤環境優越,聚煤時間長,形成的煤層較穩定,厚度大,層數多,為煤層氣的形成奠定了物質基礎。西山窯組主要為一套淺灰色含礫粗砂岩,灰白色中、細粒砂岩,深灰色泥岩、砂質泥岩夾煤層,在區內北部地層厚度一般211~552m,含煤10~15層,煤層單層厚度相對較小,層數較多,反映成煤環境震盪性較強。南部一般厚度為102~132m,含煤4~6層。單層厚度相對較大,層數相對較少,反映成煤環境較穩定。八道灣組主要為一套灰白色含礫粗砂岩,中、細粒砂岩,深灰色泥岩,砂質泥岩夾煤層。在區內北部厚度一般在342~452m;南部厚度在60~150m。在北部含可採煤層10層,厚度15~68m,據(伊參1井)資料,可採煤層厚度為88m。在南部煤層厚度相對較小。煤質分析資料表明,該區侏羅系下統八道灣組和中統西山窯組煤層,原煤灰分含量在9.71%~25.60%,一般含量在12%~18%,其變化特徵屬中—低灰、低硫—特低硫、低磷煤,是有利於形成煤層氣的煤質類型。
伊寧含氣區塊侏羅系中、下統沉積之後,受燕山構造運動的影響,褶皺、斷裂使含煤地層遭受不同程度的改造。現構造形態主要表現為不對稱的復式向斜,呈近東西向展布。含煤地層傾角一般在20°~30°之間,其中北部相對較陡,南部較緩。斷層多發育在褶皺軸部,以逆斷層為主,斷層線呈北西西向展布。從構造展布特徵分析,構造相對較簡單,有利於煤層氣的勘探開發。八道灣組和西山窯組煤層組埋藏深度0~2000m,分布面積約3445km2,占含煤地層分布面積的82%。從構造賦存地質條件分析,構造較簡單,有利於煤層氣的勘探開發。該區侏羅系中、下統煤層煤級為長焰煤,煤層氣地質資源豐度為1.28×108m3/km2,資源豐度較高,有著較好的勘探開發前景。
1.2 焉耆地區
焉耆含氣區帶侏羅系中、下統是主要的含煤岩系。侏羅系中、下統是在盆地經歷了印支末期構造運動,三疊系遭受不同程度抬升剝蝕後,盆地又逐漸下降,接受該套內陸含煤碎屑建造。八道灣組沉積時,盆地受南緣庫克塔格山和北緣南天山差異抬升隆起作用,呈現為南低北高的古地貌。由於古氣候溫暖潮濕,有利於植物的生長,植被茂盛,森林密布,形成大面積泥炭沼澤,為形成厚煤層奠定了物質基礎。據本區哈滿溝、塔什店礦區資料,本組煤層稱A組,含煤3~14層,累計厚度10~30m,一般厚度10~15m。盆地內石油鑽井鑽遇本組煤層厚度一般30~40m,最厚可大於60m。煤層空間展布特徵為東部厚度相對較薄,一般厚度10~15m,而西部較厚,在四十里城一帶最厚可大於60m。
西山窯組沉積時,氣候溫暖潮濕,地勢相對平坦,形成大面積泥炭沼澤,有利於成煤物質的生長,為形成厚煤層奠定了物質基礎。據盆地內煤田及石油鑽井資料統計,本組含煤5~10層,可採煤層厚度10~40m之間,一般厚度10~30m之間。焉耆含氣區帶侏羅系下統八道灣組和中統西山窯組成煤環境優越,聚煤時間長,形成的煤層較穩定,厚度大,層數多,為煤層氣的形成奠定了物質基礎。其中侏羅系下統八道灣組煤層厚度大,穩定性強,煤層氣勘探開發潛力較好,是煤層氣勘探開發選區評價的主要目的層。
本區內目前煤礦開采以西山窯組煤層為主,煤質分析資料較少。據塔什店礦區分析資料統計,煤層分析基水分含量平均在 4.34%~4.59%,分析基灰分含量在2.36%~6.79%,揮發分產率在42.33%~49.29%,硫分含量在0.39%~0.73%。煤層水分含量中等,灰分、硫分含量較低,屬特低—低灰、特低—低硫煤,是有利於形成煤層氣的煤質類型。
焉耆含氣區帶大地構造位於庫魯克褶皺帶和天山褶皺系南天山褶皺帶之上,是受海西期—印支期構造作用的影響在夷平面的基礎上形成的中生代含煤盆地。中生界沉積之後,經歷了燕山和喜山多次構造運動的影響,改造後的侏羅系中、下統含煤地層形成了復雜多樣的構造面貌。本區中生代以來構造演化大致經歷了燕山、喜山二期,使盆地內侏羅系中、下統含煤地層遭受強烈抬升剝蝕,煤層壓力降低,吸附在煤層中的氣體解吸擴散,含氣量降低。埋藏深度600~2000m 區,累計分布面積約930km2,占含煤地層分布面積的39%。主要分布在西部塔什店礦區,中東部鹽家窩及庫木布拉克等地,是煤層氣勘探開發深度較理想的區域。
據鑽井及礦井煤層采樣分析資料及埋藏深度資料綜合分析,焉耆含氣區帶侏羅系中、下統煤層埋藏深度2000m以淺區煤級以氣煤為主。焉耆含氣區帶侏羅系中、下統以往煤田地質勘探程度相對較低,有關煤層含氣量資料也較少,礦井開采深度較淺(一般在100~300m之間),相對瓦斯含量也較低。
2 煤層氣成藏模擬實驗裝置和原理
煤層氣成藏模擬裝置的特點是模擬地層溫度、壓力、地層流體介質下煤層氣富集成藏過程,它可以通過模擬不同物性組合、不同介質、不同充注壓力、不同運移方式煤層氣成藏過程,獲取不同模擬條件下的物理和化學參數,確定煤層氣不同運移條件下的邊界條件。設備主要由氣體增壓泵、恆溫箱、儀表控制面板和計算機採集-處理系統。其中控制面板包括壓力控制子面板、溫度控制子面板、平流泵控制子面板、真空泵控制按鈕、流程圖;恆溫箱內放有多功能模型倉Ⅰ、多功能模型倉Ⅱ和參考缸;計算機採集系統包括一套數據採集模塊和數據處理軟體。圖1是裝置原理流程,裝置考慮採用不同岩心、不同岩性、不同氣體介質進行工作,同時進行精確計量。把設計製作後的岩心組合裝進多功能模型倉,利用氣體增壓泵維持環壓,利用平流泵提供不同的流體介質、不同充注壓力,通過溫度和壓力儀表以及感測器採集溫度和壓力數據,並經過數據處理軟體分析溫度壓力數據。
在自然界中,已知的產甲烷菌中有一半可利用甲酸鹽形成甲烷。甲酸鹽首先轉化成CO2和H2,然後再通過還原反應生成甲烷。在自然界中能夠利用氫還原二氧化碳及利用醋酸鹽發酵的產甲烷菌的存在是生物成因的煤層氣成藏的必要條件。與近地表甲烷生成過程研究相比,地下(十幾米到幾百米深度)甲烷生成的研究工作相對較少。在地下環境中,對於甲烷的產出來說,沉積物必須具備使產甲烷菌得以生存及繁殖的孔隙空間。對此,低煤階煤層中發育的孔隙空間和裂隙系統對甲烷菌的生成是非常有利的。甲烷生成菌不具有直接分解煤層的能力,要形成甲烷須有一個前期階段,即主要依酸發酵菌和還原菌分解類脂化合物和大分子聚合物如纖維素和蛋白質等;接著微生物進一步脫去長鏈酸(和乙醇以上的醇)的氫而生成氫、甲酸、乙酸、二氧化碳和醇等。甲烷菌由此取得碳源和營養而生存,並以此為基質進行生物化學和新陳代謝作用產生甲烷。
圖2 伊寧和焉耆地區煤岩樣品產甲烷菌實驗
3.3 生物甲烷氣成藏模擬實驗
把接種過甲烷菌的煤層樣品放入成藏模擬裝置內,在35oC的恆溫狀態下,開始培養,觀測煤岩樣品生氣過程。經過近兩個月的連續實驗得到一條壓力-時間曲線。經分析認為曲線存在兩個明顯的曲線段,第一階段為快速生氣階段,第二階段為生氣-吸附平衡階段(圖3)。對最後生成的氣體進行了分析,其所產氣體成分主要為CH4、N2和CO2。除個別樣品外,絕大多數樣品所產氣中C2+含量很低,甲烷碳同位素值相差較大,從-56‰~-67‰,表明為生物成因氣體。
圖3 煤樣生物成氣後吸附過程中的壓力-時間變化曲線
4 實驗結果及其討論
(1)模擬試驗表明,一方面在我國西北地區低煤階煤層中存在產甲烷菌,另一方面證明了低煤階的煤層可以作為二次生物氣的來源。根據資料,伊犁盆地淺部的煤礦區在侏羅系煤層中所產氣的δ13C為-66.10‰~-60.12‰,顯然屬於生物甲烷氣。
(2)與高煤階相比,低煤階一般埋藏較淺,孔隙空間較大,適合產甲烷菌的生存和繁殖,所以國內外的低煤階盆地多發現生物成因的煤層氣富集成藏。
(3)在我國西北地區,由於煤階普遍較低,熱成因甲烷生成量有限,次生物成因氣生成量巨大,特別是在焉耆和伊犁地區,煤層層數眾多,地下徑流活躍,煤層中有大量甲烷菌繁殖,有大量的二次生物成因氣生成、運移,如遇到斷層遮擋、煤層尖滅等圈閉條件,就有可能形成較高的飽和度,形成具有商業價值的煤層氣藏群。
參考文獻
[1]武漢地質學院編.1981.煤田地質學[M].北京:地質出版杜,2~3
[2]韓德馨,楊起編.1984.中國煤田地質學[M].北京:煤炭工業出版杜,387~407
[3]張建博,王紅岩,趙慶波編.2000.中國煤層氣地質[M].北京:地質出版杜,15~30
[4]中國煤田地質總局著.1999.中國煤層氣資源[M].徐州:中國礦業大學出版杜,26~87
[5]王紅岩,劉洪林,趙慶波等編.2005.煤層氣富集規律.北京:石油工業出版杜,26~87
[6]錢凱,趙慶波,汪澤成等著.1995.煤層甲烷勘探開發理論.北京:石油工業出版杜,48~52
[7]張彥平等.1996.國外煤層甲烷開發技術譯文集,北京:石油工業出版杜,20~80
E. 潮汐的分類
按照潮汐的受力作用原理,結合前人已有的共識,以及目前對潮汐波干涉、衍射、降速的研究現狀,將潮汐分為規則潮汐和不規則潮汐是較為合適的。
1.規則潮汐
規則潮汐是指潮汐的形成、傳播及其成像(這里借用光學名詞說明潮汐抵達海岸)的全過程不受或很小幅度受到海洋地貌和海岸地形的影響,從而在頻率、振幅、位相等特徵上具有規則的特點。
規則的實質性在於潮汐的受力源自太陽,潮汐的漲落與太陽正對點的遷移具有嚴格的對應性,並且,在受月球的牽引增幅與降幅上存在嚴格的對應性。
規則潮汐其實就是人們常說的半日潮。這種潮汐在一天之中具有兩次高潮和兩次低潮,相鄰的高潮或相鄰的低潮幅度大體相等。它是全球廣為分布的一種人們常見的潮汐,一般分布區海面較為開闊,沒有障礙物的遮擋和其他影響。例如我國東海的大部分海域就屬於半日潮海域。
2.不規則潮汐
與規則潮汐相對的是不規則潮汐,它是指潮汐的形成、傳播及其成像的過程中受到了海洋地貌和海岸附近地形的影響,發生了干涉和衍射及降速現象,從而在頻率、振幅、位相等特徵上形成了無規律的特點。
不規則潮汐進一步劃分即為:不規則半日潮、全日潮、不規則全日潮。
不規則半日潮是指在一天之中還是有兩次高潮和低潮,但兩次高潮或低潮的幅度卻不等,漲潮和落潮的時間也不等。與規則潮汐相比,不規則半日潮顯然是受到了干涉或(和)衍射的影響,使潮汐波在振幅和位相上發生了加強或減弱,從而形成了不規則。這種潮汐一般出現在海島附近的海域,如在我國東海和琉球群島之間的部分海域,智利南部的降速帶海域等等。
全日潮是指受海洋地貌和海岸附近地形的衍射和干涉影響,海域在半個月中有7天以上的時間出現一日之內一次高潮和一次低潮,其他時間里可以表現為其他類型的潮汐。全日潮出現的海域一般要有兩道可以產生干涉與衍射的海島組合,能使潮汐波得以在類似楊氏實驗裝置的環境中發生干涉和衍射。例如:巴士海峽、巴林塘海峽加海南島、瓊州海峽加北部灣,它們組合成了楊氏實驗模型環境,對來自於太平洋的潮汐波產生連續的干涉衍射,從而在北部灣形成了全日潮(參見本章「世界名潮」和「單孔衍射」)。
不規則全日潮是指在半個月內的大多數時間里,海域內表現為不規則半日潮,少數幾天里表現為全日潮。不規則全日潮一般出現在衍射干涉組合結構不太規則,但卻至少多於一道此裝置的海域,例如菲律賓及其沿海海域;由東西向轉東北向的阿留申群島海域等,具有引起不規則全日潮的海島結構,使潮汐波在第一次發生衍射干涉後,具有再次發生的可能裝置。而第二次引起潮汐波衍射干涉的結構,卻不像巴士海峽—北部灣一線結構完整,在組合結構裝置的彼此之間距離上,存在著不理想之處。
3.中國近海及鄰近海域的潮汐性質
我國擁有18000多km的漫長海岸線和遼闊的領海海域。所瀕臨的海洋,從北到南依次為:渤海、黃海、東海和南海。沿海分布著台灣島、海南島、舟山群島、南海諸島等5000多個大大小小的島嶼。除渤海為內海外,其他三個海都是太平洋靠近亞洲大陸的邊緣海,只有台灣省的東岸可以直接瀕臨太平洋。
我國近海及其鄰近海區的潮汐性質如圖6-17所示。
3.1渤海海區
主要表現為規則潮汐和不規則半日潮。受障礙物衍射影響,在煙台威海外海為不規則半日潮;受煙台—旅順一線波柵影響,在渤海灣的山東、河北、天津和遼寧海域和海岸為不規則半日潮;只有秦皇島附近的一小塊海區表現為全日潮,這顯然是障礙物加波柵共同作用的嚴格條件區。
3.2黃海海區
除與日本九州島為障礙物衍射區及九州島和大隅海峽、屋久島等組成的單孔衍射和雙孔衍射成像海域為不規則半日潮外,其他海域表現為規則潮汐。只有日照—連雲港的外海,有一片海域為不規則半日潮,這可能與該海區的小型海礁石和海底地形對潮汐波的影響有關。
3.3東海海區
舟山群島附近海域肯定為不規則半日潮分布區(由於比例尺小,圖6-17中不可能將所有小范圍的潮汐性質表示出來),東海的鄰近琉球群島的海域,受波柵影響表現為不規則半日潮,其他海域均為半日潮。至於沿岸具有單孔和雙孔結構的海岸為什麼不表現為不規則半日潮,完全是因為衍射所造成的位相差太小,以至被忽略。
3.4台灣海峽
台灣島顯然應該成為障礙物衍射體,所以,在台灣島的南端和北端所作用的海峽區域內,是發生障礙物衍射產生不規則半日潮的海域,但是在台灣島北部的外海,存在先島諸島,這些島嶼產生的衍射影響無疑對台灣島北端的衍射具有干涉作用,所以,在台灣海峽的北部,應該是全日潮或者其他性質的潮汐,事實證明為半日潮,可以肯定此半日潮非彼半日潮,它是經過了多次影響的半日潮。
3.5南海海區
菲律賓群島與馬來西亞和印度尼西亞群島的影響,加上南海海區眾多礁群的衍射和降速作用,使寬廣的南海海域的潮汐性質十分復雜。圖6-17反映南海大部海域為不規則全日潮,這無疑是十分粗略的認識,隨著考察的逐步深入,相信有關南海海域的潮汐性質圖會大變,只有那些具有嚴格結構的海域才有全日潮,其他應以不規則半日潮為主。
圖6-17中國近海及鄰近海區潮汐性質分布示意圖(寧波海洋學校,1986,有改動)
在本海區內是否具有不同波長的潮汐波的疊加,從而導致潮汐波的消減和增強也是一個非常值得研究的課題。
3.6世界名潮
發生在我國海域內的世界名潮有錢塘江大潮和北部灣全日潮。盡管在前面的內容中已經有所敘述,但這里還是有必要重復一次。
錢塘江大潮發生在每年的農歷八月十五至十八,它是由於來自東海的潮汐由寬闊的海面逐步到縮小的海灣,形成水體的大量堆積,而地球的自轉使這些堆積的海水相對西行,從而造成「天下之偉觀」。這種潮汐首先仍然是源自太陽對公轉地球上的海水的潮汐作用,動力為潮汐力,其次是月球的引潮作用。每年的秋分月(9月22日前後),地球公轉軌道處於讓傾斜地球的左側正對太陽,正對處回到了赤道附近,為月球—地球—太陽處於一線提供了空間條件。
這種空間條件在兩個方面具備了形成大潮的可能:
一是人們已經接受的認識——這種時候當月球「飛」過時,就會在一條線上加強和減弱太陽的作用潮汐,這時,並非任意時刻都是最大值,只有當潮汐波的波峰來臨時刻,月球也恰巧來到,從而形成大潮。
二是(這是主要的結果),秋分點是地球公轉軌道徑向加速度為零的點,這時地球的徑向速度和合速度均為最大(參見第三章第五節),因而海水質點具有最大能量,潮汐振幅最大,所以出現了大潮。
錢塘江大潮的另一個原因,就是潮汐波的干涉作用,由於潮汐波的波長是地球緯線的半個長度,所以,當地球轉到第二天、第三天時,才是干涉的最強點[結合式(6-4)和(6-5)]。
簡言之,錢塘江大潮在四個方面同時具備了條件:具有獨特的地形條件;具有速度極大值,能量最強;月球在最小角度對潮汐產生影響;潮汐波的干涉加強。
北部灣全日潮實際上是潮汐波衍射和干涉的共同結果。良好的地形組合,使來自太平洋的潮汐波通過巴士海峽(和巴林塘海峽)後發生第一次衍射和衍射波的干涉,這種合成波在經過瓊州海峽和海南島的衍射後,發生了明顯的相位和振幅的變化,從而形成了比較規律性的全日潮。
F. 中國錦屏地下實驗室在地下2400米,此實驗室為什麼要設在這么深的地方
國家重大科技基礎設施極深地下,極低輻射本底前沿物理實驗設施啟動儀式在四川雅礱江錦屏山隧道舉行。標志著錦屏地下實驗室進入了加快建設的新階段。國家重大科技基礎設施由清華大學作為獨立的法人實體承擔。它標志著清華大學和雅礱江流域水電開發有限公司共同建造的一個非常深的地下實驗室。
位於錦屏的地下核天體物理實驗室將能夠開展恆星核反應速率測量實驗。錦屏中微子實驗室可以建在遠離核反應堆的中微子實驗室,因為那裡的中微子通量是整個地下實驗室中最低的。這有利於太陽中微子的探測。建設管理由國家發改委牽頭,教育部和四川省人民政府共同負責。共建單位是雅礱江流域水電開發有限責任公司,這不僅是四川承擔國家戰略的重大責任,也是四川加快創新驅動發展的重大事件。
G. 蒸汽機是一種什麼裝置
蒸汽機是一種利用水蒸氣把熱能轉變成機械能的動力裝置。人類對蒸氣的認識和利用,經歷了一段較長的歷史。英國君主立憲制確立後,英國的工業迅速發展,珍妮紡紗機和水力紡紗機等機器的使用日益廣泛,但動力問題卻成為擴大機器生產的「瓶頸」。1705年,英國鐵匠鈕可門製成了可用於礦井抽水的「鈕可門蒸汽機」。但因存在著燃料消耗過多,只能往復直線運動,且溫度無法控制的缺點,未能在其他生產部門廣泛採用。
瓦特主持修理的正是一台「鈕可門蒸汽機」,他接受這一任務後很快就把這台鈕可門發動機模型修好了。但他對此並不滿足,通過這次修理,瓦特對蒸汽機的結構、性能和存在的問題有了更多的了解,並且產生了濃厚的興趣,像著了迷一樣。他觀察到鈕可門發動機的活塞從根本上說是用機械的力量取代了人的雙手,但是一分鍾只能往返10次,工作效率極低。他決心改進蒸汽機的設計。
瓦特開始學習蒸汽機的原理,根據發動機的原理來考慮問題。他又研究了蒸氣的性質,從蒸氣和燃料的消耗等具體問題開始研究,然後擴大到熱的移動和發動機的關系等抽象問題上。他進行了多次實驗,但仍沒有想出一個改良「鈕可門蒸汽機」效率的具體辦法。
在一個晴朗的星期天下午,瓦特正在郊外散步,但他的腦海里仍然在思考著蒸汽機問題。突然他腦中閃出一個念頭:加裝一個蒸氣冷凝器,就可以彌補蒸氣在汽缸里冷卻凝聚而過多浪費熱量的重大缺陷。他馬上辭去了在格拉斯哥大學的工作,全身心地投入了試制樣機的工作。在租借的地下室里,瓦特和他的助手經過反復試驗,終於在1768年製成有分離冷凝器的單動式蒸汽機,第二年獲得專利申請。瓦特的蒸汽機比鈕可門的蒸汽機有更顯著的優點:它的安全性更可靠,運動更迅速,燃料耗費也減少了75%。大家都誇獎瓦特的發明。
「不!它只是單動式的。我還要製造聯動式的,讓它更圓滿地運轉!」瓦特並不滿足於自己的成就。
1774年,瓦特因妻子去世,從蘇格蘭遷居伯明翰。在製造商波爾頓的支持下,繼續進行蒸汽機的製作和改進工作。1781年,瓦特採用了行星齒輪機構,使蒸汽機從往返運動變為旋轉運動。1782年,瓦特製造了更為完善的聯動式蒸汽機,功效提高4倍。1784年他又發明了平行連桿機構,使蒸汽機具有更廣泛的應用性。一年後,英國出現了第一座採用蒸汽機作為動力的紡紗廠。1788年瓦特發明了離心調速器和節氣閥。1790年,製成汽缸示動器,最終完成了對蒸汽機的整個發明過程。從此,性能優越的瓦特蒸汽機完全取代了老式鈕可門發動機。
從技術角度而言,瓦特蒸汽機與鈕可門發動機有著質的差別,鈕可門發動機的活塞運動一部分靠蒸氣推動,另一部分靠外界的大氣壓力推動。而瓦特蒸汽機採用密封氣缸,活塞運動完全靠蒸氣的推力,所以才堪稱世界上第一台蒸汽機。此外,把離心調節器用於蒸汽機,創造了動力單位——馬力,也是瓦特的功勞,離心調節器是一種通過過程本身的變化來控制過程的裝置。自動化的興起雖然是20世紀以後的事,但它起始於瓦特。調節器這個詞,通過希臘語,為我們提供了一個現代語——控制論。
從研究方法的角度來看,瓦特沒有進入當時手工藝人的行列,也未受過高等教育。但他找到了觀察認識和研究探索蒸汽機的新道路,就是從科學和實用兩個方面去分析發動機是如何工作的。這是現代技術專家所特有的研究方法,因此我們把瓦特稱之為第一位現代技術專家一點也不過分。
瓦特的發明,使人類獲得了一種把熱運動轉化為機械運動的機械裝置,從而滿足了社會對動力能源的需要。工廠開始了大規模的生產,工廠工人取代了手藝工人。1807年,美國人富爾敦把瓦特的蒸汽機裝在輪船上,從此輪船通航世界;1814年,英國人史蒂芬遜把瓦特的蒸汽機裝在機車上,從此鐵路交通遍及五大洲。蒸汽機的廣泛使用,最終促成了英國和歐洲的工業革命,引起了社會生產力的驚人發展。它是科學技術史上具有偉大意義的第一次技術大革命。
人們為了紀念瓦特的偉大發明,把發電機和電動機的功率計算單位稱為「瓦特」,簡稱為「瓦」,並一直沿用至今。