江苏农田土壤生态环境调查与评价

运用地球科学的原理和方法研究农田土壤的生态环境已成为新时期地质工作的重要内容之一。依据江苏省1∶25万土壤地球化学调查的资料,报道了江苏耕作层土壤的部分环境质量现状和有关农产品重金属元素含量超标的初步研究结果。认为深入开展江苏农田土壤环境调查与评价的意义重大,指出苏南部分地区存在重金属的显著相对富集与土壤酸化、有些地区农田土壤的营养结构欠合理、主要农田土壤中有关元素含量的有效量与总量的关系未准确把握、局部受污染农田土壤的修复调控及生态预警未真正解决、评价方法与标准及其科学指标体系急待建立等是开展农田土壤环境调查评价中必须重视或解决的关键问题。     

黑河下游水土理化性质变化及生态环境意义

对黑河下游不同类型沙漠化土地土壤的盐分进行了调查和分析. 结果表明: 潜在沙漠化土地土壤水化学类型为Cl--SO2--4-Na -Mg2 离子型土,正在发展的沙漠化土地为SO2--4-Cl--Mg2 -Na 离子型土, 强烈发展的沙漠化土地为HCO--3-Cl--Ca2 -Na 离子型土, 严重沙漠化土地为Cl--SO2--4-Mg2 -Na 离子型土. 不同土壤中全N、全P、全K、 PH值和有机质含量差异较小, 而速效N、速效P和速效K养分含量差异较大;主成分分析显示, 全N、全P、 有机质和速效N含量总贡献累计达76.24%. 黑河下游地区随着上中游水量的减少, 在强蒸发作用下, 地表水与浅层地下水的矿化度显著升高. 水文过程的改变, 使维系绿洲的水资源由平衡到失衡, 在水环境的恶化过程中, 周期性积盐作用, 使绿洲内的非盐渍化土壤向轻盐土发展、 轻盐土向重盐土方向发展, 盐碱化土地不断扩展导致土地沙漠化程度增加. 上述各过程共同构成绿洲沙漠化复杂的地表动力学过程.     

土垫旱耕人为土中磷的分布特征及其土壤发生学意义

本研究以我国半干旱地区的土垫旱耕人为土为对象,分析在自然土壤发生过程和人类活动影响下,不同形成阶段内土壤中总磷（TP）、速效磷（AP）、有机磷（OP）和无机磷（IP）的含量和分布特征。同时也探讨现代土壤利用方式的影响。结果表明,与半干润淋溶土层相比,堆垫层总磷、速效磷、有机磷和无机磷平均分别增加0.29,4.67,0.20和0.30倍;堆垫层段内,现代耕作层（Aup1）中各形态磷含量最高,向下至亚耕层（Aup2）迅速降低,而由亚耕层（Aup2）至埋藏耕作层（Aupb）和半干润淋溶土表层（2A）总磷和无机磷逐渐降低,反映了不同历史时期人类活动强度不同;半干润淋溶土层段内,土壤中的磷主要来自于黄土母质,其变化以受自然成土因素影响为主,总磷、速效磷、有机磷、无机磷含量较低且层间变化不大。菜地土壤中堆垫层内各形态磷的含量显著大于农田土壤。土壤利用方式对磷的影响大于堆垫厚度。各形态磷在剖面中的分布模式与磷素自身的迁移、淋失到下层的钙等因素有关,同时也受根系的吸收、人为灌溉施肥等因素影响。剖面中OP与OP/IP之间以及各形态磷与其他土壤理化性质的关系可以指示自然条件和人为影响的差异。     

关中娄土剖面中重金属元素的垂直分布规律研究

通过对关中平原西安污灌区、宝鸡峡灌区、交口灌区关中娄土剖面土壤样品的采集、监测,重点分析了对土壤环境及人体危害较大的Cd、Pb、As、Cr等重金属元素在土壤剖面中的垂直分布和淋失迁移的特征.结果表明:在长期污灌的条件下,关中娄土剖面中的Cd、Pb、As、Cr含量具有在土壤耕作层富集的特征,关中娄土剖面中的Cd、Pb含量具有从耕作层向土壤下层递减的趋势,As、Cr含量从耕作层向土壤下层递减的趋势不明显.关中娄土剖面中的Cd、Pb、As、Cr含量在80～100 cm土壤粘化层中均具有明显增高的趋势,为土壤剖面中重金属元素垂直分布的转折层.关中娄土剖面中重金属元素的淋失率具有CA>Cr>As>Pb的特征,且土壤剖面中重金属的淋失率具有从耕作层、犁底层、老耕层、古耕层、粘化层垂直递增的趋势.当污灌区土层中的重金属含量高时,土壤剖面中的重金属元素Cd、Cr、As、Pb均可向土壤下包气带土层淋虑迁移,对地下水的安全构成威胁.     

浙江省瑞安市耕作层土壤养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素

综合采用地统计学、GIS和传统统计分析方法,研究了瑞安市耕作层土壤9种养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素。结果显示,研究区耕作层土壤碱解氮呈西高东低的分布趋势,速效钾、有效硼、有效锰、有效钼、有效铜和有效锌呈西低东高的分布趋势,有效磷呈东西高、中间低的分布趋势,有效铁分布均匀;研究区中西部耕作层有效硼较缺乏,东部碱解氮较缺乏,中部有效磷较缺乏,其他地区9种养分元素有效态含量均达到中等以上;半方差函数分析显示有效锰和有效铁为强空间相关性,碱解氮、速效钾、有效磷、有效钼、有效铜和有效锌为中等空间相关性,有效硼为弱空间相关性。研究认为,中性或是弱碱性、含盐量较高且阳离子较活跃的土壤环境有利于速效钾和有效硼富集,酸性或弱酸性和有机质含量较高的土壤有利于碱解氮和有效铁富集;速效钾、有效钼、有效硼、有效铜和有效锌含量的控制因素相似,主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素和施肥、耕作等随机性因素的双重影响,而碱解氮、有效铁、有效磷和有效锰的含量分布主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素的影响。     

某冶炼厂附近农田镉污染调查与对策

对遭受某铜矿冶炼厂镉污染的湖北省某镇约30km^2的农田土壤进行了调查,对土壤耕作层与亚耕层以及污染源(废气、废水和炉渣)中全量Cd和有效态Cd含量的系统测定结果表明：未受Cd污染、受轻度污染及受中度污染的土壤面积分别占3．6％,82．1％,14．3％;土壤中全量Cd及有效态Cd含量的分布规律均表现为西灌区＞东灌区＞灌间区;土壤耕作层与亚耕层中全量Cd含量的差异不大,而有效态Cd则主要富集于土壤耕作层中;受土壤pH值的影响,Cd在污染区土壤中的活化率低于远离冶炼厂未受污染的农田对照区。该镇农田的Cd污染主要来源于某铜矿冶炼厂的废气和废水,而炉渣的污染相对较小。运用生态方法治理该镇农田的Cd污染具有一定的可行性和适用性,值得研究利用。     

浙江省龙游县北部土壤中植物营养元素动态变化研究

土壤中植物营养元素含量及其平衡状况对作物生长有重要影响。识别判断土壤中营养元素的时空变化趋势是土地质量地球化学监测的重要任务。利用浙江省龙游县北部地区2008年与2014年两期区域土壤地球化学调查数据,在对分析测试系统误差进行校正之后,采用统计分析与空间分析的方法,研究土壤中重要营养元素含量与空间分布的变化特征。结果表明,整体上大量营养元素N、K2O的含量有所降低,其净相对累积率分别为-4.40%和-13.81%;营养元素B和P的含量变化幅度很小;土壤中植物营养元素累积变化受土壤类型和土地利用类型的影响,不同土壤类型和土地利用现状下,营养元素相对累积率存在差异。如水田土壤N呈明显的富集趋势,林地、菜地、旱地等土地利用方式下土壤N呈贫化趋势;菜地、园地、旱地土壤P具有较明显的富集趋势,而水田土壤P呈贫化趋势。     

青藏高原东缘高寒草甸退化过程中植物群落物种多样性、生产力与土壤特性的关系

为了阐明高寒草甸退化过程中植物群落物种多样性、生产力与土壤特性的关系, 在青藏高原东缘的玛曲县沿着高寒草甸退化梯度选取了轻度退化草甸、中度退化草甸、重度退化草甸和沙化草甸, 测定了高寒草甸退化过程中植物群落物种多样性、生产力与土壤理化性状. 结果表明: 从轻度退化到中度、重度和沙化草甸, 植被地下生物量分别降低了36%、48%和91%, 总生物量分别降低了34%、47%和91%, 土壤有机碳分别下降了18%、81%和97%, 全N分别下降了25%、82%和95%, 全P含量分别下降了14%、33%和41%. 随着高寒草甸的退化, 植被群落的生物多样性和地上生物量呈先稳定后降低的趋势, 土壤砂粒含量、pH值和全K含量呈增加趋势, 黏粉粒呈降低趋势, 速效N、速效P和速效K呈先增加后降低的趋势. 相关分析表明, 群落物种多样性和生产力与土壤有机碳、全N、全P、速效N、速效P、速效K、黏粒含量、粉粒含量、水分含量均呈显著正相关(P<0.01), 而与土壤砂粒、全K和pH值均呈显著负相关(P<0.05). 因此, 高寒草甸退化过程中, 土壤质地、养分和水分等的复杂变化及其相互关系共同决定着高寒草甸群落物种多样性和生产力的变化. 同时, 植被生产力和土壤碳、氮的降低产生明显的正反馈效应, 导致在重度退化阶段和沙化阶段, 植被生产力和土壤碳氮的急剧下降.     

我国主要农耕区水稻土有机碳含量分布及影响因素研究

水稻土是我国主要的耕作土壤之一,水稻土有机碳变化与全球气候变化息息相关,因此研究我国主要农耕区水稻土有机碳含量分布特征及影响因素具有重要的现实意义。本文基于全国多目标地球化学调查1：250000土壤数据库,以行政区划分析了水稻土有机碳分布规律,从土壤pH值、年均气温、年均降雨量、耕作方式等角度探讨了其对水稻土有机碳含量...     

我国不同区域农田养分平衡对土壤肥力时空演变的影响

区域农田养分盈亏是驱动农田土壤肥力时空变化的主要因素。对我国6个农业生态试验站（海伦、沈阳、 栾城、长武、常熟、鹰潭）站区农田土壤肥力在近年来时空演变的研究表明,除了海伦站黑土和常熟站水稻土的有机质和全氮平均含量下降外,其他站区均呈现增加趋势,主要原因是黑土和乌栅土有机质和全氮含量较高,目前农田有机C和N投入水平无法维持其平衡;6个站区土壤速效磷有增有减,而土壤速效钾除了栾城和鹰潭站区域外均呈降低趋势。从站区农田养分的年平衡与土壤养分的年变化量关系看,农田氮、磷、钾的盈亏量决定了土壤养分的变化方向。土壤有机碳和全氮的初始含量过高（分别超过15.1 g/kg和1.60 g/kg）时,也会导致其年际间的变化方向从增加变为降低。农田氮素盈亏量与土壤全氮变化量之间相关不显著,主要是由于化肥投入和作物籽粒输出的农田氮平衡不能完全代表土壤氮素的真实盈亏情况;而农田磷素和钾素的盈亏量与土壤速效磷和速效钾的年变化量的显著相关。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

黄土路基沉降曲线特征分析

在分析郑西客运专线试验段路基沉降实测资料的基础上,提出沉降变形常规预测方法受观测时间及单次观测结果的影响比较大,不利于用来预测最终沉降。通过分析现场沉降变形与时间关系曲线,提出路基沉降的发展主要受固结的影响,其发展是一个从沉降增加到趋缓的过程,可以明显分为固结变形及流变变形,并用非饱和土等效固结理论加以解释,提出了一种利用s- 曲线特征预测最终沉降量的方法,经检验对比发现其预测结果受观测时间及单次观测结果的影响比较小,优于其它常规预测方法     

沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响的数值仿真分析

结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求,基于圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用。结果表明,等效施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

Structure of sediments of kaolinite

In an assembly of clay particles placed in a fluid, each particle is typically subjected to: (1) double-layer repulsive forces; (2) van der Waals attractive forces; and (3) contact mechanical forces. The study presented here concerns an approximate, quantitative analysis of clay suspensions, with considerations to the first two - the physico-chemical forces. Using recent theories to calculate the physico-chemical forces between two clay particles in an approximate model of an assembly, the equilibrium void ratio of a clay suspension is computed. The mechanical forces are ignored in the analysis. The results serve to verify the validity of physico-chemical theories employed and help interpret experimental data more fundamentally in terms of the system variables.     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。