化学与稳定同位素指纹示踪原油类污染:以广东南海两次小型溢油事件为例

化学和稳定同位素指纹是目前国际上用于示踪石油类污染来源及其环境命运的有效技术。通过气相色谱-质谱(GC—MS)分析可疑重油与被污染水体及植物表面污染物的饱和烃和芳烃分布以及生物标志化合物姥姣烷、植烷、“不可分辨的混合物”(UCM)等化学指纹特征,对比可疑重油与被污染水体表面漂浮重油的沥青质同位素组成,追踪了发生在广东省南海市的两次小型重油泄漏事件。结果揭示,2002年10月16日晚发生的污染事件源于某饲料公司锅炉房的重油泄漏;而2002年10月25日的泄漏事故则是某加油站重油渗漏所致。     

基于因子-聚类分析的泥石流危险性评价研究——以重庆市北碚区为例

重庆市北碚区是泥石流地质灾害主要高发区,其暴发受降雨条件、物源条件、地形地貌、地质构造、沟谷特征和植被等内外因素的制约。为有效评价各泥石流灾害暴发的危险性,依据重庆市北碚区泥石流灾害暴发的诸多影响因素,首先基于因子分析法对30条典型泥石流沟的大量数据进行了主因子判定,确定了地形地貌和物源条件、植被覆盖度、最大降雨量3个主因子,然后利用快速聚类法对各主因子综合得分进行聚类分析,进而根据聚类分析结果判定了各泥石流爆发的危险程度等级。危险性评价结果显示,重庆市北碚区30条泥石流沟中,暴发极度危险的有1条、高度危险的有3条、中度危险的有21条、低度危险的有5条,评价结果与各泥石流灾害爆发的实际情况相吻合。     

基于砂岩微观孔隙模型的水驱油效果研究——以张天渠油田长2油层为例

应用砂岩微观孔隙模型驱替实验技术,首次研究了张天渠油田长2油层在注水开发过程中的水驱油微观机理、孔隙结构与水驱油效率的关系。通过不同驱替压力、注入水倍数下的水驱油效率驱替实验证明油层孔隙结构的非均质性直接影响水驱油效果。分析了不同渗透率砂岩模型的驱替压力、注入倍数与驱油效率之间的相互关系以及残余水、残余油的分布特征,认为非活塞式驱油、绕流、卡断是残余油形成的主要原因。该实验研究为科学、合理地制定油田注采方案、提高水驱油效率提供了可借鉴的理论依据。     

基于InSAR监测的地面沉降时空演化特征研究：以连云港市为例

地面沉降的发生发展与人类社会经济活动息息相关,随着沿海大开发的持续推进,地面沉降中心由内陆向港口、海堤及围填海区域发生转移,沉降影响因素也由单一向混合型转变,而InSAR监测的区域全覆盖特性正好可以匹配如今不断变化的监测需求。文章以连云港地区为例,在简述基于InSAR的地面沉降监测成果的基础上,进行多源数据对比与验证,从而对InSAR监测成果进行验证与评价,最终结果一致性好、可信度高,满足目前地面沉降监测精度要求,为城市地面沉降监测技术体系的优化与完善提供数据支撑。     

基于单颗粒气溶胶质谱技术的典型污染过程研究:以浙江省淳安县为例

基于单颗粒气溶胶质谱技术,开展浙江省淳安县冬季典型时段大气颗粒物观测研究。基于人工神经网络算法,将本次采集到的颗粒物组分分为元素碳-有机碳(14.9%)、铵盐(13.7%)、硫酸盐-硝酸盐(13.6%)、地壳元素(13.1%)、老化元素碳(12.3%)、有机碳(11.6%)和元素碳(8.0%)等共计10种类别。观测期间,捕捉到3次典型的污染过程,分别为污染积累-爆发增长阶段(Case 1)和两次轻度污染过程(Case 2、Case 3)。不同污染过程显示出不同组分粒径增长率的差异性,其中小粒径段(小于0.7μm)组分构成差别不大,具有较好的一致性,而大粒径段(大于0.7μm)颗粒物类别构成在不同污染过程中差异较大。长距离输送时颗粒物老化严重,硝酸盐等二次组分增多,局地源排放为主时,一次颗粒物元素碳增加,同时铵盐也有增加。研究表明,不利气象条件及区域性外围传输是导致本次高污染的主要原因。高污染期间,颗粒物主要来自北方和西南方向,各占40.2%,其次为长江三角洲本地源贡献,占19.2%。污染爆发增长阶段(Case 1-2),元素碳、元素碳-有机碳和老化元素碳组分明显增多,分别为污染积累阶段...     

基于多特征信息的城市核心地物要素提取方法研究：以深圳市为例

为了解决由于空间分辨率低导致城市核心地物要素提取精度低的问题,笔者构建了适用于城市核心地物要素提取的卷积神经网络模型(convolutional neural network, CNNs),同时利用基于遥感影像提取的颜色、纹理和形状等多特征信息辅助城市地物要素提取。颜色、纹理和形状等多特征信息与CNNs模型提取的深层信息相结合,融合浅层与深层特征信息,充分挖掘影像数据中的高级语义信息,能够有效地提高结果精度。实验结果表明,CNNs模型减少了模型参数量与复杂度,模型收敛速度快,具有较高的提取精度、泛化能力和鲁棒性,总体精度为97.49%,Kappa系数为0.957 5。该研究可以为城市发展与规划提供技术支持。     

基于GF-5、Landsat8与GF-2遥感数据的蚀变信息提取研究 ——以四川宁南铅锌矿集区为例

四川宁南铅锌矿集区是中国重要的铅锌矿成矿区之一,区内铅锌矿床广泛分布,其围岩蚀变主要为白云岩化、方解石化、黏土矿化、硅化、黄铁矿化及赤铁矿化,是重要的找矿标志,同时也为遥感提取铁染、羟基、碳酸根离子蚀变信息提供了重要的理论依据。由于遥感卫星传感器类型的不同,同一研究区内不同种类影像所得到的数据会有所差异,且采用不同的提取方法所得到的蚀变信息结果也会有所不同,因此,对同一区域进行单一影像或单一提取方法的研究往往存在偶然性与不充分性。据此,文章基于对研究区内Landsat8与GF-5两种影像数据的详细解读,采用3种有效方法进行蚀变信息提取。①波段比值法,对影像数据采用波段比值计算,并对波段比值进行密度分割,从中突出铁染,羟基、碳酸根离子蚀变信息;②主成分分析法和主分量密度分割法对铁染蚀变信息,羟基、碳酸根离子蚀变信息进行提取并作分级处理,结合GF-2高空间分辨率影像以及依据同谱异物、同物异谱、混合像元等原理剔除伪异常,以得到有效的蚀变信息;③光谱角匹配法,通过提取GF-5高光谱影像数据的纯净端员,结合光谱角匹配技术提取有效的蚀变信息矿物。对2种影像数据分别用3种提取方法所得到的蚀变信息结果进行对比,讨论其差异性,并通过叠合已知矿产地信息的方法筛选出效果较好的蚀变信息,将选取出的结果进行综合比对,最终在宁南矿集区圈定出预测靶区,经过室内化探数据验证及野外实地工作验证,证实其真实性,同时也为该地区下一步工作提供真实可靠的资料。     

基于15N同位素技术的岩溶地下河硝酸盐污染变化特征研究——以重庆青木关地下河为例

根据2010年5月至2010年10月每月对青木关地下河河水的监测数据,利用15N同位素技术并结合水化学指标,分析地下河的水化学特征以及硝态氮来源的时空变化特征。结果表明,地下河出口丁家龙洞硝态氮浓度(5.077mg/L)比入口天池硝态氮浓度(0.842mg/L)高6倍多。入口天池处地下河河水硝态氮浓度比较低,δ15N浓度变化范围为-7.0475‰~+7.059‰,变化幅度不大,说明该点的氮污染较低,地下水受外界影响较小,污水和粪便不是主要的δ15N来源。出口丁家龙洞处的δ15N浓度变化范围在-21.453‰~+37.825‰,总体浓度高且变化幅度大,受上游养猪场粪便直接排入及降水影响较大。      

基于MATLAB工具箱的BP神经网络年径流量预测模型研究——以塔城地区乌拉斯台河为例

塔城地区独特的地形为西来水汽的输送提供了条件,从而形成了众多中小河流,而中低山带季节性积雪的消融又使河流呈现出春汛汛的特点,使得径流年内分配不均,对塔城地区水资源配置极为不利,开展径流量的预测研究,将为水资源的优化配置提供科学的理论基础.文章以塔城地区乌拉斯台河为例,根据其年径流量(1966-1995年)序列的长期变化特征,利用MATLAB的神经网络工具箱提供的许多有关神经网络设计、训练以及仿真的函数,实现BP网络对年径流量的预测研究.从模型的检验来看,所建模型具有较好的适应性和预报精度,并且拟合效果较好,说明这种预测方法有一定的实用性.     

基于分形理论的遥感蚀变信息和构造分析研究：以黑龙江多宝山地区为例

矿化蚀变信息提取和构造解译对于成矿预测具有重要意义,分形理论在遥感地质领域可用于揭示隐藏于复杂地形地物信息的精细结构,为遥感矿化蚀变信息提取和解译地质构造的定量分析提供理论基础和新方法。利用Landsat-8 OLI影像与相关的地质资料,基于分形理论研究黑龙江多宝山地区的蚀变信息与构造分形特征。采用“去干扰+波段比值+主成分分析+分形阈值分割”方法对蚀变异常信息进行提取,利用分形理论的盒维数法分别得到线性构造与蚀变信息分维等值线图,分析其空间展布及分形特征;并将构造和蚀变信息叠加与构造、蚀变分维高值区进行对比,同时与成矿地质背景进行比较。结果表明,遥感蚀变分维高值区与蚀变信息密集区一致,构造分形结果与成矿构造空间展布情况一致,叠加信息兼并了两者的优势信息,排除干扰缩小勘查范围,更为有效地突出了成矿有利部位。本文研究尝试了遥感蚀变异常与构造信息叠加的分形特征分析方法,不但可增加遥感信息利用度与精准性,同时分析结果反映其与实际成矿地质背景和勘查成果更加符合,可作为遥感信息综合找矿预测的一种新理论和新方法,也为研究区下一步勘查工作提供理论依据和找矿方向。     

基于分形模型的遥感灰度异常提取研究：以黑龙江多宝山地区铁染异常提取为例

分形的特征是标度不变性,即在一定的尺度范围内表现出统计的自相似性。在地质现象中,自相似性非常普遍,如：构造的形态、矿床的分布、岩石中元素的含量等。蚀变围岩在一定程度上反映或指示着矿床的分布,蚀变岩石与正常围岩在矿物组分、化学成分和岩石组合上都有所不同。在遥感图像上,上述蚀变特征表现为不同的色调和纹理等,即图像像元亮度的...     

基于短波红外技术的斑岩-矽卡岩型矿床中绿泥石蚀变分布特征研究：以西藏甲玛铜多金属矿为例

应用美国SVC HR1024便携式地物光谱仪对西藏甲玛斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床的44个钻孔及其外围7963件岩石样品进行了基于高光谱短波红外技术的测量与分析。研究发现,该矿床青磐岩化带中的主要蚀变矿物绿泥石在短波红外区间的波长呈规律性变化,该现象反映了绿泥石晶体结构中Fe、Mg离子含量的变化特征。甲玛斑岩-矽卡岩矿床的角岩矿体及其外围富集着大量绿泥石矿物,其中富镁绿泥石反映了较高温度环境下的区域性热液蚀变作用,而矿体中上部存在的少量富铁绿泥石则与广泛发育的裂隙系统相关,显示了后期温度降低、酸性减弱的蚀变环境。岩石样品中的绿泥石矿物出现了富镁→富铁的环带状分布特征,体现了岩浆活动的变化特征,并由此推断甲玛矿床外围仍然具有一定找矿潜力。