长江经济带土壤质量评价及产地适宜性初步研究

开展土壤质量评价对科学划定永久基本农田及统筹优化农业生产布局具有重要指导意义。本文采用内梅罗综合污染指数法、分级法、累积频率法和综合判定法,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(试行)(GB 15618—2018)和《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2013),对长江经济带土壤重金属污染、酸碱度、有益元素丰缺和绿色农产品产地适宜性进行评价。研究区土壤质量总体良好,清洁土壤面积34.84万km²,其重金属含量继承了自然背景特征; 三级及以下土壤面积6.94万km²,呈斑块及星点状分布于赣东北、赣南、湖南长沙—郴州一带、沿江及贵阳、昆明等地,其重金属为自然富集或受矿业开发、煤炭和石油的燃烧及工业“三废”排放的影响。酸性土壤面积33.56万km²,分布于江西、湖南、宁波—台州沿海和金华衢州盆地,碱性土壤面积15.69万km²,分布于苏北平原、环洞庭湖、成都平原以及沿长江一线,其土壤酸碱度与土壤类型有关。土壤有益元素丰缺与第四系沉积物成土母质有关,土壤有益元素适量及以上区域面积34.44万km²,分布于四川阿坝、成都盆地、环洞庭湖、环鄱阳湖、安徽沿江、苏北沿海和杭嘉湖平原; 土壤有益元素缺乏区面积13.89万km²,分布于赣南、江淮、鄂东北以及云南玉溪等地。绿色农产品产地最适宜区、适宜区和不适宜区面积分别为22.49万km²、18.78万km²和18.28万km²。依据区内绿色农产品产地适宜性、土壤环境质量和立地条件划分出7片永久农田保护建议区。     

重磁异常长方体线性组合分层反演方法

一 长方体等效源线性组合反演原理设以△X、△y为间距的矩形测区内,沿X、Y方向分别有I 1和J 1个测点,测点总数Np=(I 1)(J 1).又设场源赋存于测区下部一个大长方体Ω内,长方体最接近坐标原点的一个顶点的坐标为(X_0,y_0,Z_0).如图1所示,     

柴北缘布赫特山一带达肯大坂岩群变质岩变形特征、地球化学特征及地质意义

古元古代达肯大坂岩群为柴北缘构造带的变质结晶基底,是柴北缘造山带的重要组成部分。前人在德令哈以西的鱼卡河—锡铁山—沙柳河一带和大柴旦等地对达肯大坂岩群做了较深入的研究,但对于柴北缘东段的研究还相对薄弱,缺乏东西段的对比研究。通过对布赫特山一带达肯大坂岩群中片麻岩和斜长角闪片岩的岩石学、岩石地球化学、年代学研究和区域对比,认为研究区的岩性、矿物组合、变质程度与德令哈以西鱼卡河—锡铁山—沙柳河一带达肯大坂岩群具有较高的相似性。布赫特山一带达肯大坂岩群主要为一套碎屑岩夹火山岩的岩石组合,变形强烈,其形成环境为岛弧与活动性陆缘的过渡环境,且岩浆来源为壳幔混染。由采集的2件Sm-Nd同位素样品得到了2组等时线年龄分别为2085±14Ma和2027±19Ma。由此可知达肯大坂岩群为古元古代柴北缘地区的变质结晶基底,是柴北缘古元古代造山带的重要组成部分。     

基于人工降雨试验的淮北地区产流产沙差异性研究

针对淮北地区水土流失问题,利用野外人工模拟降雨试验,分析了不同雨强(40mm/h、60mm/h和80mm/h)和坡度(5°、10°和15°)条件下砂姜黑土和黄潮土产流产沙差异。结果表明:砂姜黑土初始产流时间长,产流总量小。坡面出现细沟时,砂姜黑土初始含沙量随时间变化有减小趋势,最终趋于稳定,而黄潮土含沙量呈波动变化;60mm/h、80mm/h雨强10°坡砂姜黑土产沙总量大于黄潮土,其他情况黄潮土产沙总量大于砂姜黑土,黄潮土土壤侵蚀严重。砂姜黑土表面细沟发育密度大,主要在坡面中下部,为相互连通的树枝状结构,而黄潮土表面细沟发育密度小,形成沟壑。两种土壤产流总量、产沙总量与坡度、雨强分别呈多元线性函数、多元幂函数关系,雨强对坡面产流产沙总量的影响大于坡度。     

覆盖层影响下典型地-井模型瞬变电磁法正演

地-井瞬变电磁法是用于地质找矿的有效方法之一,开展该方法的三维正演研究能对资料处理与解释提供帮助。在时间域有限差分算法的基础上,建立了三维地质模型和覆盖层模型,模拟了该模型下的地-井瞬变电磁响应;引入了参数EA,分析了方形低阻体和覆盖层的响应特征以及覆盖层影响因素。结果显示：低阻体位于发射场源下方时,其响应曲线呈现“双高一低”的极值特征,高峰值分别对应低阻体上下边界,低峰值对应低阻体中心;低阻体位于发射场源旁边时,其响应曲线呈现单极值特征,该特征与覆盖层响应特征相同。当覆盖层电阻率较低时,“趋肤效应”作用使覆盖层的响应强度强于低阻体;但当发射场源离钻孔足够远时,覆盖层影响可以忽略,低阻体响应强度更与覆盖层-低阻体电阻率的比值有关。孔中发射能有效降低覆盖层影响。     

基于格尔木河流域的SWAT模型水文特征情景模拟研究

以2008—2016年格尔木河流域实测径流量数据为基础,构建SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行参数率定、验证及不确定性分析,并设置不同的气候情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0),预测流域2022—2050年的径流变化趋势,分析了研究区未来降水、气温的变化趋势并探究了这些气候要素对格尔木河流域径流的影响。结果表明：(1)SWAT模型在格尔木河流域径流过程的模拟中具有较好的适用性,率定期R²和E_NS分别为0.84和0.73,验证期R²和E_NS分别为0.74和0.70;(2)径流预测不确定性较小;(3)未来流域降水呈现增加趋势而气温降低;(4)未来时段流域径流增加显著,且降水是控制流域径流的主要因素。     

环境磁学理论、方法和研究进展

环境磁学是一门介于地球科学、环境科学和磁学之间的边缘科学.环境磁学可提供大量有关区域或全球环境变化及人类活动对环境影响等的重要信息,其研究范围迅速扩大,已成为当今地学前沿学科之一.本文在简述了环境磁学的理论和方法的基础上,介绍了环境磁学中几个主要研究领域如古气候与古环境变化、土壤学和环境污染研究等方面所取得的进展,指出了环境磁学研究中存在的不足之处,并提出了近年来环境磁学的一些新的发展趋势:①加强磁信息与地质记录之间的定量研究;②利用磁信息加强应用研究;③环境磁学与地球化学方法密切相结合;④建立全球磁数据库.     

基于实例推理系统的滑坡预警判据研究

为研究滑坡预警预报指标,建立了31个典型岩质滑坡组成的滑坡数据库,基于滑坡数据库、工程类比和模糊综合评判方法开发了滑坡实例推理系统。首先将滑坡特征属性分为6大项:破坏模式、滑面倾角、滑面类型、边坡岩体结构、边坡倾角、滑坡的诱发因素(降雨、地下水、水库蓄水、开挖、爆破、地震),用11个特征值表示边坡的特征属性;其次采用比值法相似度计算理论在滑坡数据库中搜索与目标边坡最相似的滑坡,通过工程类比给出滑坡预警判据建议值;最后依据模糊综合评判模型修正建议值,得到预警判据确认值,形成滑坡实例推理系统。以锦屏一级水电站为例,通过计算找到了滑坡数据库中与锦屏一级水电站左岸边坡最为相似的5个滑坡实例;其中大冶铁矿狮子山滑坡和安家岭露天矿滑坡有较为完整的变形监测数据,深入分析类似边坡变形破坏过程,分4个阶段给出了锦屏一级水电站左岸边坡预警判据建议值;并建立边坡预警判据修正的模糊综合评判模型,修正相似边坡预警判据,给出锦屏一级水电站左岸边坡进入加速变形阶段的位移速率阀值的精确区间为1.0～1.2 mm/d。     

空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型研究

多维饱和-非饱和流方程离散后生成的系数矩阵中常存在零系数,这将影响求解过程中的存储空间和计算效率。合理的系数矩阵优化方法既能保证模拟精度,又能提高模型在大规模网格单元中的计算效率及通用性。文章在多维饱和-非饱和流有限差分法基础上,预先记录不同方向上有效单元间的连接关系,避免了零系数的计算和存储,并结合矩阵标识法建立了空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型。通过模拟地下水位起涨、渗流面排水等四个经典案例及田间三场长历时小雨入渗过程,验证了该模型的模拟精度及计算效率。对比结果表明：该模型在多维度、不同边界条件（包括天然降雨、渗流面等）下的模拟精度与Hydrus、VSF等成熟软件相当,计算效率略低于Hydrus软件。田间模拟结果表明：VG模型中的参数n敏感性最强,需优先率定;因模型中尚未考虑大孔隙流影响,各层土壤水分响应时间滞后于实测过程;三场降雨计算时段末期,超过80%的入渗水量仍滞蓄在表层40 cm的土壤中,仅有约4%~12%的水量已转化为潜水。本文模型有望成为传统多维饱和-非饱和流模型的重要补充。     

矿山人均保有储量:我国金属矿山合理经济开发的一个标量

文章分析对比了我国国有及非国有规模以上矿山企业的主要经济指标,认为矿业开发要走可持续发展的途径,促进矿产资源的充分、合理、有效开发,实现满足市场需求、兼顾环境保护和社会稳定的目标,就必须积极探索和慎重考虑矿山企业从业人数的合理控制问题;依据胶东大型金矿山实际资料的初步分析,明确提出"矿山人均保有储量"是制约矿山合理开发和矿业可持续发展的重要指标;矿山人均储量的合理配置和适度调控问题不仅值得进一步研究,而且应该引起有关部门的广泛注意和高度重视.