南方水库季节性热分层消亡对沉积物铁和磷迁移的影响——以南宁市天雹水库为例

为了探究我国南方地区水库季节性热分层消亡前后沉积物铁和磷的迁移规律,于2019年11月2020年1月对天雹水库多点位(浅水区和深水区)水体理化指标进行原位监测,并利用薄膜扩散梯度技术(DGT)高分辨率获取沉积物有效态铁和磷的浓度分布.结果表明:(1)天雹水库沉积物有效态Fe和P浓度分别为4.67～18.72和0.003～0.073 mg/L,其中有效态Fe浓度较太湖、鄱阳湖和洞庭湖高出一个数量级,且浅水区沉积物中有效态Fe浓度较深水区高;(2)热分层消亡过程,沉积物有效态Fe和P浓度的时空差异大,浅水区有效态Fe浓度表现为Day14Day1Day32Day54,有效态P浓度表现为Day1Day14Day32Day54,而深水区有效态Fe和P浓度变幅较小甚至呈增长趋势,归因于浅水区热分层结构对气象因子扰动的响应速率快,水体垂向混合加剧了沉积物中Fe和P的释放;(3)沉积物水界面处有效态Fe和P的交换通量分别为6.58～31.59和0.008～0.086 mg/(m2·d),均自沉积物向上覆水中不断迁移,由于浅水区的热分层消亡时间早于深水区,浅水区内源Fe2+和PO34-的释放对冬季水质恶化的贡献较大,应密切关注水库浅水区沉积物内源释放对整个库区水质的影响.     

Fenton体系处理黑臭河道沉积物的效果初探

沉积物中有机质的削减是黑臭水体治理的关键.Fenton(Fe^2++H2O2)试剂在有机污染废水和土壤原位修复中的应用广泛且效果良好;Fenton试剂也能很好地去除黑臭水体中的色度和浊度,但其氧化沉积物有机质的研究未见报道.为探究Fenton试剂对黑臭水体沉积物的氧化效果,本研究通过室内模拟实验用Fenton氧化法对黑臭河道沉积物进行处理,考察氧化过程沉积物特征和性质的变化;分析覆水后沉积物中污染物的释放特征,并和H2O2体系(无Fe^2+)进行比较.结果表明:Fenton体系显著提高了沉积物与上覆水的氧化还原电位,对黑臭河道沉积物中的有机质具有很强的氧化效率.在温度为28℃、H2O2为20%Q(Q为体系中沉积物有机质完全矿化的理论H2O2用量)和Fe^2+∶H2O2(摩尔比)为0.5∶1时,反应1 d,酸挥发性硫化物去除率为70.13%,沉积物总有机碳减少了22.14%,总有机氮减少了87.60%,生成了较多的铵态氮和硝态氮;由于铁对磷的钝化,沉积物中溶解性反应磷含量大幅减少.H2O2体系的氧化速度较Fenton体系慢,覆水后对体系中的Eh提高不明显.值得注意的是,Fenton体系会降低上覆水的pH,释放较多的铵态氮.需要联合其他技术(如微生物法),强化水体中有机质和氨氮的降解,以取得理想的修复作用.     

呼伦湖流域氢氧稳定同位素特征及其对水体蒸发的指示作用

以呼伦湖流域为例研究该区域氢氧稳定同位素在不同水体中的分布特征,并探讨氢氧稳定同位素对在该区域水文过程的指示作用.流域湖水、入湖河水、周边地下水水样的氢氧稳定同位素分析结果表明,夏季8月份湖水中的重氢氧稳定同位素比7月份的更加富集.而河水中氢氧稳定同位素在同一时间内的河流沿程上存在明显的差异,下游水体中的氢氧稳定同位素要比上游更加富集.研究区的河水和湖水的δ~(18)O-δD关系特征显示,河水和湖水的δ~(18)O-δD的关系点全部位于当地降水线的右下方,说明流域河水和湖水水体受到明显的蒸发作用.而井水的δ~(18)O-δD的关系点大都靠近当地大气降水线,说明这一区域的地下水主要是大气降水渗入地下形成.利用氢氧稳定同位素分馏过程中的氢氧稳定同位素的比率与剩余水体的关系,并在考虑湿度因子的动力分馏模拟下,计算出河水的剩余水体比例在0.85~0.96之间,而湖水的剩余水体比例在0.71~0.77之间.最后,利用氢氧稳定同位素质量平衡法对呼伦湖多年平均蒸发量进行了估算,估算的湖泊蒸发量结果与实测值相近,相对误差为5.4%,说明方法可靠.氢氧稳定同位素对于研究区域水文过程有着重要的作用,在今后呼伦湖流域水文研究中有着更加广泛的应用空间.     

基于小型无人机航拍影像的地表房屋建筑提取算法对比——以新疆阿图什市琼哈拉峻村为例

选取新疆阿图什市下辖的琼哈拉峻村为研究区,将小型旋翼无人机拍摄的图像作为数据源,分别采用面向对象以及面向像元2种影像分析方法对研究区的房屋建筑进行提取,并对2种算法的提取结果进行对比,分析了各自的优势。结果表明:面向对象方法可以有效地去除椒盐噪声对分类带来的影响,保证房屋形态的完整性,但影响内部相似的光谱、纹理信息若对应多种物体则会导致影像对象的错分。在面向像元的提取方法中加入了改进的数学形态学算法,可有效的抑制椒盐噪声,保持建筑物边缘的连续性与完整性,较好地解决了面向对象方法中部分农田与房屋出现错分的问题。     

数字化水准仪应用于跨断层水准测量的性能分析

跨断层水准观测是一种高精度的测量工作,对水准仪的精度、稳定性等方面提出了较高的要求,因此仪器老化所产生的仪器性能衰减成为行业内普遍关注的问题。本文分析了Trimble DiNi12型数字水准仪在整个生命周期中的第1年、第4年和第7年的产出数据,结果表明这种数字水准仪在使用的前期性能衰减快,中后期可保持相对稳定的状态。Trimble DiNi12型数字水准仪与Leica DNA03型数字水准仪分别投入使用的第1年内测段往返测闭合差表明,Trimble DiNi12型水准仪所能达到的实际精度优于Leica DNA03型水准仪。进一步分析可知,Trimble DiNi12型水准仪在稳定性上也有一定优势,这和实际的使用情况相符。     

新疆天山地区壳幔S波速度结构特征及变形分析

天山地区地质构造复杂,地震活动频繁,其壳幔变形和深部结构一直受到学者们的高度关注.然而,由于天山地区地震台站资料较少,致使壳幔变形研究结果与解释存在诸多争议.本研究利用在天山地区（40°N-46°N,78°E-92°E）新布设的11个流动宽频带地震台站和该地区39个固定台站的观测资料,采用接收函数与面波联合反演方法,获得了研究区地壳厚度及壳幔S波速度结构.反演结果显示天山地区（41.5°N-44°N,78°E-88°E）平均地壳厚度为56 km,塔里木盆地（40°N-41.5°N,79°E-90°E）、准噶尔盆地（44°N-46°N,82°E-90°E）和吐鲁番盆地（42°N-43°N,88°E-90°E）具有较厚的沉积层,地壳平均厚度为43 km、53 km和46 km,整体表现为天山厚、盆地相对较薄的特征;在研究区南天山的最高峰（42°N,80.5°E）及北天山的最高峰（43.5°N,86°E）附近,中下地壳存在较厚的低速层,我们认为在强烈挤压作用下低速、低强度的中下地壳强烈变形可能是导致该区域快速隆升的主要原因.在研究区中部,位于塔里木盆地与准噶尔盆地之间的天山地区,中下地壳及上地幔均存在低速层,且盆地莫霍面向天山倾斜明显.结合前人的研究成果推测,在南北向构造挤压应力作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地发生了向天山造山带方向的双向壳幔层间插入俯冲.在研究区东部,塔里木盆地东北缘与天山东部接触带的地壳内没有明显的低速层,推测应处在早期挤压变形状态,该区域的壳幔边界为缓变的速度梯度带,可能与上地幔热物质侵入或渗透有关.     

山西数字台网震级测定方法研究

震级是表示地震本身大小的一个量度,也是地震的基本参数之一。利用山西数字测震台网2009-2016年ML≥3.5以上宽频带数字地震资料,对近震震级ML、面波震级MS、宽频带面波震级Ms(BB)和矩震级Mw的震级测定方法进行讨论研究和对比,认为新震级标度能发挥宽频带数字地震资料的优越性,有利于资料的交换利用及对外发布。     

2018年9月4日新疆伽师MS5.5地震序列及发震构造讨论

2018年9月4日新疆伽师发生M_S5.5地震,震中处于塔里木地块西北缘,位于1997~1998年伽师强震群震区内。此次伽师地震前发生了M_S4.7前震,截至9月30日最大余震震级为M_S4.6（M_L5.0）,初步判定为前-主-余型地震序列。序列精定位结果显示,余震沿近NE向展布,主震震源深度与1997~1998年伽师强震主震基本一致,发震断层陡立。本文从区域的构造环境、地震震源机制解和余震分布特征等方面分析认为,地震发生在伽师隐伏断裂东南端部,为1997~1998年伽师强震群震区的一次新的构造活动。序列参数、视应力等计算结果显示,伽师M_S5.5地震的预测最大余震震级与最大余震震级M_S4.6接近,表明序列最大余震已经发生。     

Archaea,the tree of life,and cellular evolution in eukaryotes

The early history of life harbours many unresolved evolutionary questions, none more important than the genomic origin and cellular evolution of eukaryotes. An issue central to eukaryote origin concerns the position of eukaryotes in the tree of life and the relationship of the host lineage that acquired the mitochondrion some two billion years ago to lineages of modern-day archaea. Recent analyses indicate that the host lineage branches within the Archaea, prompting the search for novel archaeal lineages that can improve our understanding of the cellular evolution of eukaryotes. Here we give a brief review of the studies on Archaea, the tree of life and the cellular evolution of eukaryotes, which is followed by an overview of recent progress fueled by new genomic technologies and recent status of archaeal research in China. Future directions for the study of early evolution are considered.     

基于三维应变格林函数反演中小震震源机制

随着复杂速度结构反演的发展和高性能计算能力的提升,基于高精度3D介质模型计算格林函数反演震源机制更具可行性。中小地震因具有更好的覆盖和近似点源效应,在区域结构成像中有着广泛的应用。基于波形类的反演方法如波动方程层析成像\,全波形反演都需要震源机制解,而传统的震源机制反演方法不能很好地应用于中小地震。采用有限差分法构建应变格林张量(Strain Green Tensor,SGT)数据库,将合成波形和实际波形按震相截窗并滤波到不同的频带范围,先通过最小化互相关走时差来进行震源重定位,再通过最小化波形残差反演震源机制。通过合成数据测试验证方法的正确性,随后将该方法应用于青藏高原东部边缘龙门山地区,反演一系列M_W3.4～5.7的中小地震震源机制。由于应变格林张量数据库可预先构建,该方法可以应用于(近)实时震源机制解反演。