生物柴油的未来无限光明

<正>今年年初,国家能源局正式公布《生物柴油产业发展政策》指出,要构建适合我国资源特点,以废弃油脂为主,木(草)本非食用油料为辅的可持续原料供应体系。作为一种可再生的绿色能源,生物柴油被认为不但可以缓解能源危机,还可以减缓温室效应。特别是随着其合成方法和工艺不断更新,生物柴油发动机的使用性能与排放物监测领域的研究逐步走向深入,生物柴油作为一种理想替代品的作用日显突出。发展生物柴油产业,对改善大气质量和生态环     

太湖不同营养水平湖区沉积物磷形态与生物可利用磷的分布及相互关系

采用EDTA螯合剂法和不同的化学提取法,研究了太湖3个不同营养水平湖区中8个位点表层沉积物总磷、各组分磷及生物可利用磷的含量分布,探讨了太湖不同营养水平湖区表层沉积物的释磷潜力和生物可利用磷的来源．结果表明,太湖不同营养水平湖区表层沉积物总磷、无机磷和生物可利用磷含量分布差异较大,且与各湖的营养水平相一致．有机磷含量与有机质和含水率显著相关;沉积物中Fe-P和Ca-P对生物可利用磷的贡献较大,这部分磷具有较大的潜在释放风险．     

巴西构造应力场的遗传有限单元法反演

基于观测的主应力方位资料,应用遗传有限单元法对巴西及邻区边界位移和板内力源进行了反演,确认了前人的研究结果：板块边界作用是控制区域应力场的主要因素,山脉和海岸地形造成的扩展力是控制应力场的一个重要因素．同时显示了板块在垂直载荷下的弯曲对局部水平应力场造成相当的影响．反演结果也表明,除了过去公认的东西向挤压作用外,巴西还受到相当明显的南北向构造作用．它的存在与最近ＧＰＳ资料的分析是一致的．研究还表明遗传有限单元法是偏微分方程反演问题求解的一种有效方法．     

用逻辑树方法估计地震年发生率的不确定性

逻辑树方法可用于定量评定震级-频度关系,推断低震级地震年发生率时产生的不确定性．这些不确定性因素包括:震级-频度关系对自相似性的偏离;不同的拟合方法;确定年平均发生率的方法;拟合时的震级步长; 起算震级及震级误差等．本文以鲜水河震源区为例,研究强地震序列外推地震危险性评定所需要的4级以上地震年发生率时可能产生的不确定性．敏感性分析表明,同一种拟合方法中最敏感的因子是确定年发生率的方法,其次是震级步长和起算震级,震级误差影响相对较小． 逻辑树评定震级-频度关系不确定性的步骤为: ① 根据研究区已有资料和认识建立表述震级-频度关系不确定性的逻辑树;② 计算所有末端分支的震级-频度关系;③ 分析各不确定性因子的敏感性,修正逻辑树的结构和调整初始权重;④ 再计算末端分支的震级-频度关系,计算每一震级档的余累积分布函数; ⑤ 给定分位数,求得与此分位水准相应的地震年频数． 本文以80％和20％的分位水准,得到鲜水河震源区4级地震（不含余震）的年频数为0.643 0,而与分位数50％相应的年频数为0.631 8,两者十分接近．      

巴西构造应力场的遗传有限单元法反演

基于观测的主应力方位资料,应用遗传有限单元法对巴西及邻区边界位移和板内力源进行了反演,确认了前人的研究结果：板块边界作用是控制区域应力场的主要因素,山脉和海岸地形造成的扩展力是控制应力场的一个重要因素．同时显示了板块在垂直载荷下的弯曲对局部水平应力场造成相当的影响．反演结果也表明,除了过去公认的东西向挤压作用外,巴西还受到相当明显的南北向构造作用．它的存在与最近ＧＰＳ资料的分析是一致的．研究还表明遗传有限单元法是偏微分方程反演问题求解的一种有效方法．     

一种基于蒙特卡罗模拟的发震概率计算方法

针对大震发生概率计算过程中的不确定性, 本文分别对不确定性及其处理方法进行了探讨． 考虑到不确定构成的复杂性, 提出了一种基于蒙特卡罗模拟的大震发生概率计算方法, 并以东昆仑断裂带塔藏段为计算实例, 利用蒙特卡罗法处理发震概率计算过程中的各种不确定性. 结果表明, 古地震数据的不完整性对计算结果的影响很大. 本文采用逻辑树法考虑古地震数据的不完整性, 得到塔藏段未来100年的大震发生概率为0.12．      

甲氧氯的水质基准、沉积物质量基准及生态风险评价

甲氧氯(methoxychlor,MXC)作为一种有机氯杀虫剂,由于在农业生产中的广泛应用,使其在水环境和沉积物中的检出频率均较高,并且对各种水生物种均具有毒性作用。因此,制定中国MXC水质基准(water quality criteria,WQC)和沉积物质量基准(sediment quality criteria,SQC),并开展生态风险评估,对保护中国水生生物至关重要。基于收集和筛选的17种水生生物的急性毒性数据和10种水生生物的慢性毒性数据。选取物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)模型的最佳拟合对WQC进行推导,MXC对水生生物的短期水质基准(SWQC)和长期水质基准(LWQC)分别为0.75和0.11μg/L。通过相平衡分配法,在WQC的基础上进一步推导出SQC,沉积物质量基准高值(SQC-H)和沉积物质量基准低值(SQC-L)分别为0.73和0.11 mg/kg。此外,通过收集中国地表水和沉积物中的MXC暴露浓度数据,利用风险商值法(risk quotients,RQ)进行生态风险评价,结果表明我国部分区域的地表水和沉积...     

地震数据互相关驱动的多道反演方法

地震反演是储层定量描述和地震油气识别的关键技术,反演结果在复杂构造区域的横向连续性和保真性是影响地震资料定量解释精度的重要因素.基于此,本文发展了地震数据互相关驱动的多道反演方法.考虑地层反射系数与地震数据在结构上具有相似性的特点,基于地震数据互相关描述地层反射系数的结构特征,并将其作为多道地震反演的横向约束条件;此外,为改善地震数据本身横向连续性差对反演结果的影响,在目标泛函的惩罚项中引入局部优化算子,构建了一个易于求解的多道地震反演目标泛函.与常规多道地震反演方法相比,本文方法能够设计更合理、更符合实际情况的横向约束算子,提高反演结果的横向连续性,并且能有效降低地震资料质量对反演结果的影响.模型测试和实际应用验证了本方法的可靠性和稳定性.

     

地震数据互相关驱动的多道反演方法

地震反演是储层定量描述和地震油气识别的关键技术,反演结果在复杂构造区域的横向连续性和保真性是影响地震资料定量解释精度的重要因素.基于此,本文发展了地震数据互相关驱动的多道反演方法.考虑地层反射系数与地震数据在结构上具有相似性的特点,基于地震数据互相关描述地层反射系数的结构特征,并将其作为多道地震反演的横向约束条件;此外,为改善地震数据本身横向连续性差对反演结果的影响,在目标泛函的惩罚项中引入局部优化算子,构建了一个易于求解的多道地震反演目标泛函.与常规多道地震反演方法相比,本文方法能够设计更合理、更符合实际情况的横向约束算子,提高反演结果的横向连续性,并且能有效降低地震资料质量对反演结果的影响.模型测试和实际应用验证了本方法的可靠性和稳定性.     

基于天地图数据平台的地震应急评估决策服务系统设计与实现

为解决现有震后灾害快速评估系统地图要素更新不及时、使用涉密等问题,研究以天地图公共数据平台为底图和数据资源、以现有计算模型为骨架、以ArcEngine为GIS开发平台、采用C/S结构开发基于天地图数据平台的地震应急评估决策综合信息系统。该系统功能主要包括地震触发、震害评估、应急辅助决策等,在系统设计上采用模块化设计,并基于通用标准和用户定制的开发思想,实现数据和应用的标准化,使其成为地震应急信息系统的重要基础和开展地震信息服务的必要支撑,更好地为各级政府及社会公众服务。     

基于三维GIS技术的地震灾情场景模拟系统

设计并实现了基于三维GIS技术的地震灾情场景模拟系统。根据现场救援工作的特点和需求,对基于基础地理信息数据的自动三维建模方法和场景生成技术进行了研究,建立了基于地震动影响场和结构易损性的地震灾情场景模型;基于ArcGISEngine开发组件,实现了灾前、灾后场景的自动生成和直观显示,实现了整体破坏情况分析、重点搜索区域判定、关键目标震害与属性查询等灾情分析和辅助决策功能。该系统以震区基础地理信息数据和地震基本参数作为数据源,可以在获得地震基本参数之后快速地估计和分析震区建筑结构的破坏及其空间分布情况,预判重点搜索救援区域,为应急指挥决策和救援行动提供有效的支持,适合在现场救援工作中实际应用。     

基于L1范数凸二次规划方法的航空重力测量数据稀疏重构（英文）

由于受到国界、测量成本和数据规模等因素的限制,航空重力测量本质上是一种欠奈奎斯特采样方法,本文通过离散傅里叶变换分析了航空重力测量的稀疏性,提出了利用压缩感知理论实现大规模重力异常数据高精度重构的思路。基于压缩感知理论,重力异常数据重构问题可以转化为基于L1范数的凸二次规划问题,本文结合预处理共轭梯度算法,提出了一种改进的内点法来解决此问题。进一步地,我们利用自主研发的SGA-WZ型捷联式航空重力仪在中国某地区进行了航空重力测量试验。通过对试验中测得的重力异常数据进行重构,与常用的线性插值重构方法对比,结果表明:本文提出的基于压缩感知理论的新方法能够以更高的重构精度,更有效地解决大规模重力异常数据的重构问题。     

微测井和地震资料联合的近地表Q反演方法及应用

近地表吸收衰减是影响地震资料分辨率的重要因素,而求取准确的近地表品质因子Q值并进行补偿是解决这一问题的关键．为提高近地表Q建模精度,提出了一种利用微测井和地面地震数据初至的近地表Q反演方法．首先采用单尺度Gabor变换,对微测井初至进行时频谱求取,并基于频谱比法的思想求取微测井点处的Q值,然后对地面地震初至进行拾取和等效衰减量求取,以地面地震初至波的等效衰减量为匹配目标,建立微测井Q约束的目标函数,通过反演求解实现近地表Q建模．本方法能够同时借助微测井资料的纵向高精度和地面地震的横向高采样率,建立较为准确合理的近地表Q模型．对实际资料近地表Q建模与偏移补偿测试结果的分析表明,本文方法是正确和有效的．     

大数据量遥感图像目标地物检索方法研究

在海量遥感数据中,检索某些特定目标,对于遥感应用和分类具有重要的意义.针对TM数据,研究了基于内容的大数据量遥感图像中目标地物的检索方法.根据数据的特点和研究的目的,采用支持向量机作为特征提取和相似性比较的方法,从而避免了特征提取中的信息损失,提高了检索速度.在基于内容的大数据量遥感图像目标地物检索技术上做出了尝试和探索.     

基于费用效益分析的建筑物加固决策体系研究

突发地震灾害往往带来巨大的生命财产损失,对建筑物进行科学合理的震前加固及震后功能快速修复;对降低地震灾害损失具有重要意义。通过定义社会贴现率和残值率等加固效益分析评价参数,基于加固费用模型和地震直接经济损失模型进行了加固费用现值与效益现值计算;采用费用效益比（Cost-Benefit Ratio,CBR）作为评价指标对建筑物进行加固决策分析,并最终建立了相应的加固决策体系。最后将提出的理论、模型及方法集成于课题组研发的"中国地震灾害损失评估系统（CEDLAS）"补充建立加固决策分析模块,进而通过陕西省灞桥区的综合应用示范,验证所建立的加固决策体系的合理性。研究可为政府制定在役建筑物的加固决策提供科学依据。     

环太湖河流进出湖水量及污染负荷(2000-2002年)

天然水域,尤其是富营养的浅水湖泊,沉积物中磷的释放是蓝藻水华发生、形成和持续生长的重要因素．分析沉积物中磷的赋存形态转化及其潜在生态效应,有助于理解沉积物中磷的迁移转化过程及其与湖泊富营养化之间的关系．本文综述国内湖泊水域中磷的主要形态、来源和转化过程以及其生物有效性的研究进展．重点讨论了近5年来中国东部浅水湖泊沉积物磷的形态分析、转化和生物有效性评估的现状,以及沉积物中磷形态与浅水湖泊富营养化之间的潜在联系．     

海洋水色遥感产品在青海湖鱼产潜力估算中的应用

鱼产潜力可为渔业资源保护和管理提供科技支撑,传统的鱼产潜力估算方法在大型湖泊中往往成本高、采样率低、时效差.本研究基于2018—2020年非冰封期(5—10月)在青海湖的实测数据,通过提取和校对海洋水色遥感MODIS卫星数据反演产品(1 km分辨率)并结合垂向归纳模型(VGPM)构建了青海湖浮游植物初级生产力及鱼产潜力估算模型,估算的浮游植物初级生产力与实测值对比的平均相对误差小于25%.利用该模型估算2018—2020年非冰封期青海湖基于浮游植物初级生产力的鱼产潜力并分析其时空分布规律,结果显示青海湖鱼产潜力在5—10月呈现先增加后减少的季节波动规律,最大值出现在夏季(7—8月);空间分布上呈现湖心小,岸边及靠近入湖支流河口区域大的分布状态,全湖总鱼产潜力月均变化范围为2.5万~17.6万t.鱼产潜力的时空分布规律主要受气温、外源营养物质、裸鲤摄食等影响.研究表明青海湖非冰封期的鱼类资源承载力年累计值可达45.8万t,明显高于现有裸鲤资源的现存量和历史产量高峰值,表明青海湖仍然具备很大的鱼类资源承载力与增殖空间.本研究为同类型的大型高原湖泊基于卫星遥感的高效长期鱼产潜力监测估算提供了范例,为青海湖“封湖育鱼”政策制定和增殖放流保护决策提供参考.     

我国深地资源电磁探测新技术研究进展

诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500 m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为地球物理学的重要分支,电磁法是矿产资源探查的主体手段之一.在分析我国现阶段航空、地面及海洋电磁探测技术进展的基础上,本文重点说明了极低频电磁法（简称WEM法）,多通道瞬变电磁法（简称MTEM）和电性源短偏移瞬变电磁法（简称SOTEM）等电磁探测新技术.WEM法建立一套包括岩石层、大气层和电离层在内的全空间电磁传播理论,通过新研制的观测系统,获取地下10 km的地电信息;MTEM方法是地下埋深4 km目标体精细勘查的有效手段;SOTEM实现地下1.5 km深度范围内目标体的精细探测.通过多种电磁探测技术组合,可实现地下10 km深度范围内多尺度探测,达到"望远镜+放大镜+显微镜"探测效果.同时,本文指出进一步研发与新方法配套的装备、资料处理技术和大数据人工智能识别等将是我国电磁法未来的发展方向.     

面向全球变化探测的月基成像雷达概念研究

全球变化研究日益受到世界各国政府与科学界的高度关注．合成孔径成像雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）作为一种主动微波遥感成像手段,在对地观测中发挥着重要作用．为实现对地球的大尺度、连续性、长期性动态观测,更好满足全球变化科学问题研究的需要,并形成与星机载对地观测技术互补的能力,本文提出在月球上建立一个成像雷达系统,基于月球平台展开面向全球变化的观测的设想．月基成像雷达系统具有高分辨率、宽测绘带幅宽的特点,条带模式下测绘带幅宽可达数千公里,采用扫描模式一天可以覆盖地球表面的40％,其空间分辨率可达10m级甚至更高．通过简化的观测模型,本文定量分析了月基成像雷达的空间分辨率和覆盖范围,并通过模拟观测青藏高原和亚马逊平原的覆盖范围．结果表明,该系统大部分天数能完全覆盖青藏高原,而观测亚马逊平原的覆盖率在40％～70％之间．通过月基成像雷达可以提供大范围、长期而且稳定的时间序列数据,为全球变化研究提供有力的支持．     

基于数据分布域变换与贝叶斯神经网络的渗透率预测及不确定性估计

渗透率是储层评价和油气藏开发的关键参数.传统测井方法与常规机器学习方法估算的渗透率都是固定值.但由于测井数据本身存在噪声, 渗透率的预测结果可能受到噪声的影响出现测量性的随机误差(即任意不确定性); 同时, 当测试数据与训练数据存在差异时, 机器学习模型在预测渗透率时可能出现模型参数的不确定性(即认知不确定性).为实现渗透率的准确预测并量化两种不确定性对结果的影响, 本文提出基于数据分布域变换和贝叶斯神经网络同时实现渗透率预测及其不确定性的估计.提出方法主要包括两个部分: 一部分是不同域数据分布的相互转换, 另一部分是基于贝叶斯理论的神经网络渗透率建模预测和不确定性估计.由于贝叶斯神经网络存在数据分布的假设, 当标签的概率分布与网络的分布保持一致时, 贝叶斯神经网络可以更好的学习到数据之间的关系.因此通过寻找一个函数将一个原始域的渗透率标签转换为目标域的与渗透率有关的变量(我们称为目标域渗透率), 使得该变量符合贝叶斯神经网络的分布假设.我们使用贝叶斯神经网络预测目标域渗透率以及任意不确定性和认知不确定性.随后, 通过分布域的逆变换, 我们将目标域渗透率还原回原始域渗透率.应用本文方法到某油田的18口井的测井数据中, 使用16口井的数据进行训练, 2口井进行测试.测试井的预测渗透率与真实渗透率基本一致.同时, 任意不确定性的预测结果提供了渗透率预测值受到的测井数据噪声影响的位置.认知不确定的预测结果说明数据量少的位置具有更高的认知不确定性.我们提出的这一流程不仅显示了在储层表征方面的巨大潜力, 同时可以降低测井解释时的风险.