初论地球自然灾害系统

在地核和太阳强大的热能驱动下,开放的地球系统固液气态物质发生不同尺度的循环运动。流体运动是地球物质运动的主导因子。地球不均匀热结构导致流体不均匀流动,涉及固流气耦合、天地耦合、地气耦合、洋陆耦合和盆山耦合,产生能量链、物质链、结构链、事件链、资源链、能源链、灾害链和环境链。地球内部热动力及其相关的重力、应力、引潮力联合作用于地球某个特殊部位,形成一系列具有成因联系、时空联系、前兆联系的自然灾害。通过灾害链的时空结构和有成因联系的前兆异常可以预测灾害,能够有效地防灾。地热异常区与灾害多发区吻合。在合适的构造部位系统开发地热和地气,能够有效地减灾和减排,并彻底改善能源结构,消除能源危机。     

突发性地质灾害系统浅析

本文以系统理论为出发点，研究了突发性地质灾害的几个问题，指出突发性地质灾害的实质，是地球表层系统某一子系统发生了突然而又强烈的物质和能量的流动。分析造成这种流动的原因，是系统处于远离平衡状态时，物质和能量流动自组织的结果，并在以上基础上得出了突发性地质灾害的某些特征，指出了防御和减轻这些灾害的一些措施。     

类似物研究和矿物学问题

本文叙述了核废物地质处置研究领域中涉及天然和人为类似物研究中的一些矿物学问题。在自然界的天然玻璃、膨润土、晶质铀矿等分别作为高放废物玻璃固化体、高放废物处置库的缓冲／回填材料和乏燃料的天然类似物，考古遗址中的玻璃和青铜器文物作为人为类似物。通过这些天然非晶质结晶物质和人造制品的稳定性研究来预测未来10000－100000a间处置库中废物和缓冲／回填物质的变化，放射性核素迁移规律，为高放废物处置库的设计和建造提供重要科学依据，提高公众对高放废物安全处置的信心。     

基于物质流分析的区域循环经济评价指标体系构建——以陕西省榆林市为例

以物流分析为基础,兼顾循环经济的3R原则,利用循环经济发展中涉及的物质流分析指标,以及物质流指标与人、经济、单位投入、产出等外延领域的结合衍生指标构建循环经济评价指标体系,并对各指标作了解释,对数据来源途径做了分析.     

对西成铅锌矿田勘查、开发及资源综合利用的建议

甘肃西成铅锌矿田属世界级特大型铅锌矿,经过多年开发建设,已成为我国重要的铅锌生产基地。文章在分析地质构造背景的基础上,提出加强该铅锌矿田探、采、选、冶等环节新方法、新技术的研究,提高资源利用率。通过技术层面分析,使厂坝、李家沟、小厂坝3个矿区在保有铅锌资源储量670万t的基础上实现翻番,同时,实现采矿贫化率低于10%、选矿铅回收率提高5%、锌回收率提高4%;有效利用6%～8%的氧化锌矿石,降低冶炼能耗30%、增加金属回收率,体现循环经济和绿色矿业科学理念,并指出了资源开发的主要途径。     

兴文地质公园小岩湾天坑地貌地质成因分析及其发展预测

兴文地质公园小岩湾天坑是喀斯特作用形成的塌陷天坑地貌。天坑可视为一个完整的耗散结构系统,从物质与能量输入输出的角度,运用层次分析法定量分析天坑地质成因的各项因素,能计算出各因素对天坑成因的相对重要性。经分析,小岩湾天坑形成的主要因素有岩层岩性、构造运动、气候、生物和水文地质条件。其中厚层石灰岩和构造裂隙是天坑喀斯特地貌形成的物质基础;温度、气压、降水和生物作用对天坑系统进行物质输入,水的运动和新构造运动对天坑系统进行物质与能量输出,根据层次分析法得出目前天坑系统以输出为主、天坑后期地貌为溶蚀盆地。     

清江流域溶洞发育特征

清江流域是我国岩溶最发育的地区之一,国内第一大洞— —腾龙洞即位于其中。文中着重分析了区内溶洞发育的区域特征及形成条件,从物质与能量输入— 输出系统的水动力条件出发,将溶洞划分为伏流型和汇流型两类,并分析了各类溶洞的发育特征      

高放废物地质处置系统核素迁移模型研究

高放废物地质处置系统核素迁移研究是高放废物安全处理和处置的重要内容。从整个系统的角度出发,把高放废物地质处置系统核素迁移过程分为三种模式:工程屏障中的释放—扩散模型;地质屏障中的对流—弥散模型和在生物圈中的分区传递模型。在分区传递模型中利用转移系数描述核素在各分区之间的迁移。通过对每种模型核素迁移机理的分析得出概化模型,并给出了相应的数学描述。     

冰川物质平衡模式及其对比研究——以祁连山黑河流域十一冰川研究为例

冰川物质平衡是冰川连结气候和水资源的纽带, 对其的观测和模拟始终是冰川与气候变化研究领域的重点和前缘之一. 以祁连山黑河流域十一冰川为参照冰川, 结合实测物质平衡验证资料, 建立了基于冰川表面能量平衡的冰川物质平衡模型(物理模型)和基于温度参数、温度-辐射参数和温度-辐射-水汽压参数的三种度日因子模型(统计模型), 并对模拟结果进行了分析及评估. 结果表明: 净辐射是冰川表面最主要的能量来源, 占能量收入的82.3%; 其次为感热供热, 占收入的17.7%. 净长波辐射基本为负, 吸收的热量主要通过融化和蒸发/升华方式消耗, 分别占能量支出的84.7%和15.3%. 加入净短波辐射和水汽压参数的度日因子-物质平衡模型的模拟效果提高显著, 相对误差为7%, 与能量平衡模型的模拟误差6.7%, 相差不大. 研究表明, 能量-物质平衡模型的物理意义明确, 模拟能力强大, 尤其在日尺度上有绝对的优势; 统计物质平衡模型在特定的地理条件和气候条件下表现出不佳, 对于一些极端值的模拟能力欠缺, 但是具有输入变量少, 计算简单的优点. 研究结果对黑河流域乃至整个祁连山地区的冰川物质平衡模拟方法的建立具有参考意义.     

一种新型节能气动潜孔锤的初步研究

气动潜孔锤是一种高效的凿岩工具,应用广泛,但气动潜孔锤存在着能量利用率低、耗气量大等缺陷。提出的差动容积式气动潜孔锤,完全改变了传统气动潜孔锤的双面配气结构,从机理性的层面保证了新型气动潜孔锤的节气、节能和高效的特点;预计其能量利用率比已有的潜孔锤提高20％,工效提高20％。     

我国凹凸棒石黏土开发利用研究中实行循环经济的途径

针对我国凹凸棒石黏土开发利用现状、存在的主要问题和循环经济的要求,分析探讨了我国凹凸棒石黏土开发利用研究中实行循环经济的途径。结果表明,重视凹凸棒石黏土物化性能和有益有害元素的检测、表征与评价,实行绿色设计、清洁生产,提高科技含量,开发环境友好产品,加强和重视矿山综合性开采与资源的合理化利用技术、环境无害化技术、废弃物综合利用技术、矿山复垦生态环境技术等是实行循环经济的重要途径。     

Utilization and flow of energy in tropical ecosystem: A test case for two Ox-bow lakes

To estimate the rate of organic production, two solar powered tropical natural aquatic systems (Oxbow lakes) have been studied for 24 months. The study of utilization of energy in those two tropical lakes has revealed that herbivores were more efficient in energy utilization than autotrophs. Silver carp and grass carp were found to be most efficient in conversion of energy in the grazing and detritus food chain of these lakes. The efficiency of the system to fish production was found to be 0.05 % of the total available solar radiation. Various forms of life are all accompanied by energy changes, even though no energy is created or destroyed in the studied system.     

锰铁废渣作为道路基层填料的试验研究

现代工业迅猛发展的同时，也随之产生大量的工业废渣。利用工业废渣修筑道路基层，既可以达到道路基层的强度标准，也可以解决大量废渣的处理问题，具有十分重要的现实意义。论文对锰铁废渣的化学成份进行了分析，对风积土的物理力学性质进行了试验研究，获得了大量的科学数据。同时利用石灰、锰铁废渣、碎石和风积砂土作为路面基层稳定土的原材料，进行了配比试验和性能测试。在试验过程中，运用均匀设计方法安排试验，测量稳定土的各项指标。依据试验结果，采用SPSS软件进行了回归分析，得到了稳定土无侧限抗压强度的回归方程。试验结果表明，利用锰铁废渣作为道路基层的填料是可行的，既可以节约原材料的能量消耗，又可以减少环境污染，具有广泛的应用前景和显著的社会效益、环境效益与经济效益。     

锰三角地区电解锰压滤渣高温可控脱硫生产活性微粉项目经济效益与社会效益分析

电解锰压滤渣是工业生产金属锰过程中采用湿法酸浸电解工艺产生的一种工业废渣。这种传统的废渣处理处置方式,极易造成严重的环境污染和地质灾害的发生。本次研究将电解锰压滤渣通过焙烧生产活性微粉、产生的脱硫烟气制硫酸,是一种能有效解决电解锰压滤渣处理处置和综合利用的方法。本文对"锰三角"地区拟建20万吨电解锰压滤渣焙烧生产活性微粉、脱硫烟气制硫酸生产示范线项目,进行了区域市场调研,对项目的经济效益与社会效益进行分析。该项目年均可实现销售收入4162.7万元,为当地循环经济和锰产业可持续发展探索了一条新的出路。     

Markov Chain Monte Carlo Implementation of Rock Fracture Modelling

This paper deals with the problem of estimating fracture planes, given only the data at borehole intersections with fractures. We formulate an appropriate model for the problem and give a solution to fitting the planes using a Markov chain Monte Carlo (MCMC) implementation. The basics of MCMC are presented, with particular emphasis given to reversible jump, which is required for changing dimensions. We also give a detailed worked example of the MCMC implementation with reversible jump since our implementation relies heavily on this new methodology. The methods are tested on both simulated and real data. The latter is a unique data set in the form of a granite block, which was sectioned into slices. All joints were located and recorded, and the joint planes obtained by stacking strike lines. This work is important in the risk assessment for the underground storage of hazardous waste. Problems and extensions are discussed.     

Lithium extraction from hard rock lithium ores (spodumene,lepidolite, zinnwaldite,petalite): Technology,resources, environment and cost

Lithium production in China mainly depends on hard rock lithium ores, which has a defect in resources,environment, and economy compared with extracting lithium from brine. This paper focuses on the research progress of extracting lithium from spodumene, lepidolite, petalite, and zinnwaldite by acid,alkali, salt roasting, and chlorination methods, and analyzes the resource intensity, environmental impact,and production cost of industrial lithium extraction from spodumene and lepidolite. It is fou...     

Nutrient management from biogas digester effluents: a bibliometric-based analysis of publications and patents

Interest in organic waste(water) processing by anaerobic digestion to produce biogas as renewable energy source has increased significantly in recent years. The characteristics of the digested effluents vary depending on the feedstocks treated, and different handling alternatives are possible. This study reviews advances in science and technology in the specific field of nutrient (nitrogen and phosphorus) management from biogas digester effluents during the last two decades (from 1995 to 2014) using a bibliometric approach. Information concerning publications as representative of the outputs of scientific research, and concerning patents as representative of the outputs of technological development was retrieved from specialised databases and analysed systematically. The number of publications was twice the number of patents. Production followed a rising trend (in both cases, partial productivity in the last 5 years was >45%). The USA, China, and Japan were the three most prolific countries when considering the joint production of publications and patents. However, while the number of publications was higher than the number of patents for the USA, the opposite was true for China and Japan. The institutions which published more (and also the most cited items) were mainly European, whereas Asian countries were more active in filing for patents even though the patents from the USA were more frequently cited. Relative interest in particular nutrient management alternatives and their evolution were identified. Reducing the consumption of resources, implementing integral solutions, and circular economy approaches will be among key issues in future studies and development to promote sustainability.     

基于DPSIRM框架模型的高原湿地生态安全评价

综合考虑高原湿地生态安全的资源、 环境、 生态、 社会、 经济等影响因素, 以驱动力-压力-状态-影响-响应-管理（DPSIRM）框架模型建立高原湿地生态安全DPSIRM评价指标体系, 采用灰色关联法对各评价指标赋权重值, 运用集对分析法建立评价模型, 对威宁草海2011 - 2016年的湿地生态安全进行评价研究。结果显示： 人口自然增长率、 单位工业产值废水排放量、 生活污水排放量、 化肥施用强度、 农药施用强度、 人均水资源量、 物种多样性、 水土流失率、 物质生产、 湿地面积退化率、 污水处理率、 物质生活指数、 环保投资指数和政策法规实施力度等是影响威宁草海湿地生态安全的主要因素; 威宁草海湿地生态安全逐渐转好, 2011 - 2012年草海湿地生态安全属于不安全等级, 2013 - 2016年属于临界安全等级; 从各子系统情况看, 驱动力子系统为较安全等级, 压力、 状态、 影响、 响应和管理子系统均为临界安全等级, 响应子系统为不安全等级, 成为影响威宁草海湿地生态安全的重要系统。研究成果可为威宁草海湿地的生态安全和环境建设提供科学参考。