Development of All-Weather and Real-Time Bottom-Mounted Monitor of Bed Load Quantity

Quantity of bed load is an important physical parameter in sediment transport research. Aiming at the difficulties in the bed load measurement, this paper develops a bottom-mounted monitor to measure the bed load transport rate by adopting the sedimentation pit method and resolving such key problems as weighing and desilting, which can achieve long-time, all-weather and real-time telemeasurement of the bed load transport rate of plain rivers, estuaries and coasts. Both laboratory and field tests show that this monitor is reasonable in design, stable in properties and convenient in measurement, and it can be used to monitor the bed load transport rate in practical projects.     

不同养殖模式对鲫鱼(Carassius auratus)营养品质及特征风味的影响研究

为研究池塘内循环流水养殖与传统池塘养殖模式条件下鲫鱼的营养品质及特征风味, 对鲫鱼形体、基础营养成分、蒸煮损失和持水力、肌肉蛋白质消化率、氨基酸、脂肪酸和挥发性化合物含量等指标进行分析评价。结果表明: 跑道组和池塘组鲫鱼的形体指标和基础营养成分具有较大差异, 其中跑道组具有高蛋白低脂肪的特点。同时两种养殖模式下鲫鱼的蒸煮损失和持水力相接近。跑道组鲫鱼蛋白质消化率显著高于池塘组鲫鱼(P<0.05)。游离氨基酸分析结果表明跑道组鲫鱼中鲜味氨基酸(天冬氨酸和谷氨酸)和甜味氨基酸(谷氨酸和丙氨酸等)含量均显著高于池塘组(P<0.05), 因此跑道组鲫鱼可能具有更佳的风味。此外两种养殖模式下鲫鱼肌肉氨基酸组成无显著差异(P<0.05), 然而跑道组鲫鱼不饱和脂肪酸含量(4.803 8 g/100 g)高于池塘组(1.411 1 g/100 g)。基于GC-IMS结果可知, 两种养殖模式下鲫鱼的挥发性化合物具有显著差异。通过层次聚类热图分析从57种挥发性化合物中筛选出了33种特性差异标记物用以区分不同养殖模式下的鲫鱼。研究结果表明, 池塘内循环流水跑道养殖在一定程度上对鲫鱼营养品质和特征风味有所改善, 可以通过GC-IMS技术进行有效快速鉴别, 同时阐明了风味感官差异的物质基础, 为淡水鱼养殖模式选择和产品定位提供理论基础。     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定水体中37种典型抗生素

目前抗生素的环境检出受到人们的广泛关注,但能够同时测试地表水和地下水中七大类抗生素的方法仍较为缺乏。本文采用超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱法(UPLC-MS/MS),建立了同时测定地表水和地下水中磺胺类、四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、氯霉素类、β-内酰胺类和其他类共七大类37种抗生素的分析方法。该方法对水中抗生素有较好的富集作用及灵敏度,检出限为0.6～10.6ng/L,基质加标回收率大多为60%～130%。采用本方法测定了北京市永定河地表水、潮白河地表水及潮白河流域地下水中的抗生素。结果表明：永定河地表水中以磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类为主,检出率分别为88.9%、55.6%和33.3%,其中氧氟沙星的最大值为111.9ng/L;潮白河地表水中磺胺类、喹诺酮类和氯霉素类抗生素的检出率均为100%,其中替米考星的浓度高达71.6ng/L;潮白河流域地下水中以磺胺类、喹诺酮类和β-内酰胺类抗生素为主,检出率分别为66.7%、55.6%和22.2%,磺胺嘧啶的最大值为69.3ng/L。污水处理厂附近样品中抗生素的检出率及浓度均明显高于其他点位。本研究建立的方法简单、快速、准确,为地表...     

基于SPAC法探测松科二井深层地热储水构造

微动探测技术作为一种获取地下地层速度结构和探测隐伏断裂构造的方法, 具有无须人工源、勘测过程便捷、抗干扰能力强的优势, 在城市、村庄浅层勘探中很受青睐。为进一步探索松辽盆地北部深层地热资源潜力, 在黑龙江省安达市南部松科二井及周边, 布设了一条微动探测剖面, 以获取该区嫩江组至坳陷层底部登娄库组地层的横波速度结构。基于空间自相关法(SPAC)从微动信号的垂直分量中提取S波频散曲线, 通过内插、光滑与反演计算, 获得了一条长9 km、探测深度达到地下4000 m的二维S波速度结构剖面。探测结果表明: 研究区地下S波速度总体呈现西高东低的趋势, 在松科二井西侧100 m、东侧2300 m、东侧3700 m处, 深度1400~2800 m范围内存在三个明显的低速异常带, 推测这些位置很可能存在断层或隐伏断裂构造。结合地层分层资料, 在该深度范围内以泉头组和登娄库组为主, 岩性多为砂岩和泥岩互层, 是良好的水热储层。本研究探索了基于空间自相关法的微动探测在识别深层地热储水构造的适用性, 为松辽盆地北部清洁能源调查指明方向。     

基于规则网格的复杂断层网络处理与建模

断层建模是三维地质结构建模中的主要过程之一。断层面建模过程中需要根据断层间的空间接触或者切割关系进行几何曲面的裁剪,目前方法利用三角网求交算法进行曲面裁剪,但是该算法处理复杂断层面切割关系时往往不稳定。笔者等提出了基于规则网格的复杂断层网络处理与自动化建模的方法和流程,详细讨论了基于网格化的断层网络模型形式化理论表达、建模流程中的断层网络空间关系构建以及相交裁剪处理算法等核心步骤。利用测试数据和煤矿三维地震构造解释数据进行了验证,表明该方法可以有效处理多条互相切割、主辅关系复杂的断层网络,具有较好的算法稳定性;与SKUA—GOCAD断层建模方法对比,能够减少交互过程,提高断层建模的自动化程度。     

基于地理探测器的青藏高原多年冻土分布影响因子分析

多年冻土的分布会受到局地地质、地形地貌和地表覆被等因素的影响。为探究各因子对多年冻土分布的影响强弱,选择青藏高原五个典型多年冻土区为研究区,基于MODIS和SRTM DEM数据提取研究区内2003—2012年平均地表温度、NDVI、地表反照率、积雪日数和坡度、坡向等因子,并采用地理探测器模型研究了各因子对研究区多年冻土分布的影响程度及差异。结果表明：在所有研究区内,地表温度是影响多年冻土分布最强的因子,其次为积雪日数。随着空间尺度范围的增大,坡度和坡向对多年冻土分布的影响逐渐减弱,地表温度的影响则逐渐增强。交互探测结果显示两个因子交互作用对多年冻土分布的影响程度都要大于单因子作用下的影响程度。本研究明确了青藏高原多年冻土分布的区域差异规律,为不同尺度多年冻土分布制图提供理论基础。     

海洋沉积物的锌同位素地球化学及其应用

锌同位素体系是海洋地球化学研究的新示踪剂,应用于示踪海水中锌元素的来源及其运移过程.海洋沉积物作为锌元素重要的"源"与/或"汇",其锌同位素组成的研究有助于理解海洋锌元素的地球化学循环.海洋沉积物记录了海水组成的信息,可以反演古海水锌同位素组成的变化,前提是理解沉积物与海水之间的分馏.对海水及海洋不同储库锌同位素研究进行系统总结,包括河流输入、热液体系、不同类型海洋沉积物(如富碳酸盐的沉积物、陆源硅酸盐碎屑、硅质沉积物、铁锰结核、贫氧-缺氧沉积物)的锌同位素组成,阐述了海洋沉积物锌同位素组成变化在古气候、古环境重建以及古海洋学等领域的应用以及重要性.      

东海海啸反问题预报模式研究——以日本“3·11”海啸为例

采用COMCOT数值模式,将日本东海岸划分为18个单位震源,建立了日本东海岸海啸数据库并用非负约束的最小二乘法建立反问题预报模式。将本模式应用于日本"3·11"海啸,计算所得的海啸初始水位有10 m的抬高与3 m的降低,与前人研究结果基本一致,预报的浮标水位与实测资料符合良好。对比浙江省近岸潮位站实测海啸波高,预报值与实测值偏差较大。若采用反问题反演的震源,通过COMCOT非线性模式求解近岸水位,可以大幅提高预报精度。     

碳酸盐岩中锶元素地球化学特征及其指示意义——以北京下古生界碳酸盐岩为例

应用Sr指示古环境的方法很多,其中以Sr的含量和与Sr配对的相应的元素比值作为指示剂,具有典型代表性。本文以北京下古生界碳酸盐岩为研究对象,采用ICP-MS分析技术测试了49件样品中Sr、Ba、Cu的含量。以Sr的含量、Sr/Ba、Sr/Cu比值作为地化指标,深入探讨了Sr的地球化学特征。系统的分析了Sr含量,Sr/Ba、Sr/Cu比值对不同的沉积环境的地质响应。指出从浅海环境到深海环境Sr含量及其相应的元素比值增加趋势明显,对沉积环境具有重要的指示作用。并且,Sr的分布还受到不同沉积旋回的影响,研究沉积作用对Sr分布的影响时,应在同一沉积旋回中进行。此外还深入研究了不同岩性、不同沉积旋回中Sr的分布特征,探讨了影响Sr分布的不同因素。归纳了Sr对沉积环境的指示作用。就成岩作用对碳酸盐岩中Sr分布的影响,结合前人的工作,进行了探索性的分析。     

构造煤中煤层气扩散-渗流特征及其机理

煤层气产出一般要经过解吸、扩散和渗流三个阶段,而煤层气在变形较强的构造煤中的扩散过程不同于在原生结构煤或变形较弱的煤体中的扩散。外界压力的变化只是构造煤吸附与解吸整个过程的一种外在因素,构造煤的变形和结构变化以及吸附势场的转换才是构造煤吸附与解吸的内在因素,是导致解吸过程不可逆性的根本原因。当构造煤体与CH4等多元气体间的吸附平衡状态遭到破坏时,变形较强的构造煤在降压后会产生解吸滞后现象;而变形较弱的煤,分子结构中的气体会很快解吸,第一阶段是气体解吸作用,第二阶段是游离气体从微孔向较大孔隙扩散的过程,气体扩散速率主要由第二阶段决定。构造煤气体扩散机理主要是由孔隙形状、大小、连通性和多元气体性质和状态所决定的。韧性变形煤的微孔隙比较发达,所以韧性变形煤以Knudsen扩散为主,脆性变形煤的中、大孔隙所占比例较大,而且脆性变形煤的孔隙之间具有很好的连通性,所以脆性变形煤以Fick型扩散为主,脆-韧性变形煤以及接近脆-韧性变形煤的脆性变形煤和韧性变形煤均以过渡型扩散为主。在试井渗透率比较中,一定变形程度的脆性变形煤>韧性变形煤,脆性变形煤中以过渡孔为主,其余为微孔,测不出亚微孔和极微孔,脆性变形还增加了各孔隙之间的相互连通性。韧性变形煤中过渡孔比表面积所占比例下降,微孔和亚微孔增高,扩散主要发生在微孔和过渡孔中,所以韧性变形煤的试井渗透率低于脆性变形煤的试井渗透率。