基于三维参数化方案的二元分布式水文模拟

分布式水文模型通过参数化方案处理参数空间异质性对水文模拟的影响。针对目前参数化方案对山区流域参数垂向差异考虑不足的问题,开展了三维参数化方案研究,建立了基于垂直地带性的三维参数化方案,针对性地改进了WEP-L模型,并以密云水库上游流域为例对方案效果进行了分析。结果表明：（1）和以往二维参数化方案相比,三维参数化方案可大幅提升分布式水文模拟精度,流域内主要控制站近60年逐月实测径流过程模拟效果得到有效改善;（2）模拟精度提高的主要原因是改进后方案同时考虑了植被类型垂直地带性及海拔高度对参数空间分布的影响。     

内蒙古白云鄂博上石炭—下二叠统阿木山组碎屑锆石年代学特征及其地质意义

内蒙古白云鄂博地区阿木山组砂岩的碎屑锆石LA—ICP—MS U—Pb同位素年代学分析结果显示,早二叠世阿木山组的碎屑锆石主要由古生代(354~479 Ma)和元古宙(934~1 941 Ma)及少量的古元古—新太古代(2 330~2 688 Ma)碎屑锆石组成。结合该组模式剖面的实测和?蜓化石再研究,笔者认为,阿木山组含934~1 941 Ma碎屑锆石的砂岩物源来自于佳蒙地块,而非华北板块;含有Sphaeroschwagerina化石带的阿木山组应当属于佳蒙地块的大陆边缘沉积。这一认识对于研究西拉木伦河缝合带和古亚洲洋的构造演化、以及将内蒙古草原—松花江地层区划归佳蒙地层大区等具有重要意义。     

Shewanella oneidensis MR-1还原铁帽过程中的矿物相转变和重金属的释放

本文以江西武山吴家山铜矿铁帽为研究对象、以合成针铁矿为对照,研究异化铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1还原铁帽过程中的矿物物相变化和重金属的释放。使用邻菲啰呤法、ICP-OES、SEM、TEM、XRD和FTIR等分析方法,系统表征了实验体系中矿物物相和溶液化学组成的变化。Fe的释放趋势表明MR-1菌株还原了铁帽中的高铁矿物,并导致铁帽中重金属元素的释放。由于菌体和次生矿物的影响,不同重金属元素的活动性存在差异,Mn和As多以次生矿物形式再次沉淀,而菌体对Zn和Cu、Pb的吸附能力较强。同时发现死菌组中亦有高铁矿物被还原的现象,可能与有机质的还原有关。     

基于WEP-L模型的寒区流域径流演变模拟及归因分析

寒区在我国分布广泛,且多为我国主要江河的源头区,其水循环演变会对地区乃至全国的水资源情势产生重要影响。针对寒区冻土作用下特殊的水文特性,研究选择松花江、黄河、黑河、长江、雅鲁藏布江流域内5个典型寒区流域,采用改进的WEP-L模型模拟分析了寒区径流在1960—2010年的时空变化规律。同时,基于水文模拟法,设计不同气候变化与土地利用情景对各寒区流域径流变化进行了归因分析。研究表明：WEP-L针对不同的寒区流域逐月径流过程,取得了较好的模拟效果,NSE（纳什效率系数）基本在0.7以上,相对误差控制在±15%内。5个流域的径流量变化趋势表现为弱显著性,但是黄河流域（唐乃亥以上）和黑河流域（莺落峡以上）的基流指数显著增加,说明这两个流域的河川基流占比不断增加,主要原因可能在于冰川融雪的增加。除了松花江流域（阿彦浅以上）外的四个寒区流域的气候变化对径流的影响较高,贡献率达到78%以上,是径流演变的主导作用。研究结果有助于增强对寒区水循环和水资源演变的认识,为应对未来变化环境下寒区水问题提供参考。     

右江褶皱带东南缘西大明山矿集区燕山期长英质岩浆锆石SHRIMP原位氧同位素组成与地质意义

右江褶皱带晚白垩世岩浆岩的物质来源和成因机制及其相关的大规模Sn-W多金属成矿作用是目前研究的热点和前沿问题之一。本文在已获得锆石U-Pb年龄及Hf同位素基础上,对广西西大明山地区酸性岩浆进行了锆石SHRIMP氧同位素研究。石英斑岩δ~(18)O_(Zrn)值为5.31‰~9.31‰(平均值为7.61±2.17‰)、绢英岩化黑云母花岗岩δ~(18)O_(Zrn)值为7.11‰~9.79‰(平均值为8.36±1.33‰)、细粒黑云母花岗岩δ~(18)O_(Zrn)值为5.06‰~9.27‰(平均值为7.73±2.23‰)、中粒黑云母花岗岩δ~(18)O_(Zrn)值为5.06‰~9.27‰(平均值为7.73±2.23‰)二长花岗岩δ~(18)O_(Zrn)值为5.48‰~10.99‰(平均值为7.55±2.77‰)。测试结果显示广西西大明山地区酸性岩浆锆石氧同位素普遍具有双峰式分布特征且Hf-O同位素组成构成负相关性,暗示地壳组份和富集地幔两端元混合的特征。Hf-O同位素特征指示酸性岩浆岩源主要来自古老的地壳,并混有部分幔源物质。地幔物质的存在暗示了同时期来自地幔的物质不仅参与右江褶皱带晚白垩世岩浆作用的形成,可能为的地壳部分熔融,花岗岩岩浆的形成提供了热能。西大明山地区酸性岩浆具有高δ~(18)O_(Zrn)值和低ε_(Hf)(t)值且低Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比值(即低氧逸度),显示出有利于形成大型以Pb-Zn为主的矽卡岩型矿床特征。本文研究结果表明,锆石O-Hf同位素综合研究能限定幔源岩浆参与花岗岩形成中的作用能帮助更加准确的限定岩浆源区。同时锆石氧同位素可以作为成矿规律研究的有效途径之一。     

扬子克拉通北缘神农架群碳、氧同位素特征及其对古环境和沉积时代的制约

对扬子克拉通北缘神农架地区神农架群（1.4~1.0 Ga）鹰窝洞组-石槽河组碳酸盐岩进行了系统的碳、氧同位素研究,共获得有效碳、氧同位素数据912组。神农架群岩石学特征、碳氧同位素组成特征对沉积环境具有良好的协同指示意义:神农架群δ13CV- PDB变化范围-2.20‰~+6.27‰,平均值为+0.93‰;δ18OV- PDB变化范围-9.95‰~-1.17‰,平均值为-4.95‰;总体属于环潮坪碳酸盐台地-台地边缘-台地前缘斜坡沉积。海水的相对深水期为大岩坪期,相对浅水期为乱石沟期和石槽河期。神农架群δ13CV- PDB主体变化范围-1.50‰~+5.00‰,下亚群变化范围大于上亚群,整体与华北克拉通北缘蓟县剖面中元古代地层的碳同位素特征差异较大。神农架群和蓟县中元古代地层可能分别对应南乌拉尔地区的中里菲系和下里菲系。通过与全球相关地层碳同位素演化曲线对比,神农架群下亚群最大沉积时限应该小于~1350Ma。神农架群上亚群与北美Bylot超群、西非Atar超群的δ13CV- PDB变化范围和趋势较为相似,均出现了介于1.2~1.1 Ga之间的碳同位素迅速负偏,可能是对Rodinia超大陆汇聚事件的响应。     

PseudomonasputidaMnB1氧化分解菱锰矿的实验研究

自然界中,菱锰矿氧化形成锰的氧化物矿物是非常普遍的现象,在菱锰矿被氧化分解发生物相转变的过程中,碳酸 盐溶解和锰的氧化往往同时发生,微生物可能起着催化作用。选取锰氧化模式菌株PseudomonasputidaMnB1和广西梧州菱 锰矿,通过菱锰矿在该细菌作用下发生转变的实验,利用场发射扫描电镜、扫描透射X射线显微成像等分析方法,研究了 矿石表面形貌变化以及锰元素在细胞上的分布特征。结果表明细菌显著促进的菱锰矿的溶解,在此基础上,进一步探讨了 细菌在菱锰矿氧化过程中的贡献,本实验结果丰富了次生锰矿床的微生物成因研究。     

基于不变矩理论的雷达回波图中超级单体识别

根据超级单体在反射率因子图中的强度信息、水平尺度、典型的钩状回波等特征,利用图像处理技术对多普勒天气雷达回波图中超级单体进行识别,从而更好地为天气预报服务.首先通过图像分割获取灰度图中超级单体的结构,然后结合轮廓跟踪法和贴标签的方法对目标进行区域分割,获取目标存在区域,最后基于不变矩具有对位移、尺度和旋转变换的不变性对目标进行识别.仿真结果表明该方案可行且具有良好的识别性能.     

珠江河口底边界层湍流特征量研究

通过高频流速仪ADV和脉冲相干声学多普勒剖面仪PC-ADP对珠江河口崖门底边界层进行了三个测次潮内(25 h)顶点连续观测,利用观测数据计算分析了潮流底边界层内的湍流特征量及其时空变化.结果表明:1)对于半日潮流占优的河口,各湍流特征量均具有明显的四分之一周日的变化规律;2)湍流强度、床底应力和摩阻流速在潮内的平均值以位于河口湾的测点所测值最大,依次向上游递减,而湍动能耗散率则沿河口湾至上游逐渐增大;3)三个测次边界层内涡动粘滞系数的平均值分别为2.42×10 -3 m 2/s、2.20×10 -4m 2/s和6.16×10 -4 m 2/s,拖曳系数的均值为7.89×10 -3、1.63×10 -3和1.99×10 -2,两者潮内的变化均非常显著,相差可达一到两个数量级;4)在充分混合的潮流底边界层内,湍动能生成与耗散基本处于局部平衡状态,三个测次湍动能耗散率均值在8.89×10 -5 W/kg～7.43×10 -6 W/kg之间.     

基于ADV声学泥沙反演与扩散机制分析

利用座底三脚架观测系统于2012年洪季对珠江黄茅海河口湾底边界层沉积动力过程进行了系统观测,建立了基于现场ADV探测的高频泥沙声学反演方法,分析了泥沙浓度、泥沙扩散通量及泥沙扩散系数随潮汐变化的特征,探讨了泥沙再悬浮的湍流猝发机制。泥沙浓度、泥沙扩散通量、涡动扩散系数及泥沙扩散系数具有明显的潮汐变化特征,主要表现为急流时较大、憩流时较小。泥沙沉降速度与泥沙浓度之间的幂函数关系可以很好地描述潮周期内沉降速度的变化。湍流猝发过程中,喷射和扫射事件是泥沙垂向扩散的主要动量来源,大振幅的猝发事件对泥沙垂向扩散具有决定性影响。