铅污染对黄土宏观持水性能和微观结构演化的影响研究

垃圾填埋场渗滤液中的重金属与土体发生物理化学反应,可能导致土体微观结构的改变,重金属等有毒物质得以扩散、运移,威胁人体健康和周边环境。为探究重金属污染对黄土宏观持水性及微观结构的影响,采用轴平移技术测得铅污染黄土的土-水特征曲线。通过扫描电子显微镜（SEM）、压汞（MIP）、X射线衍射（XRD）和Zeta电位试验,阐明细观结构变化特征。结果表明：铅污染黄土的进气值随铅离子浓度的增加而减小,当铅污染浓度由0 mg/kg增加至2 000 mg/kg时,进气值从19.18 kPa下降至12.12 kPa;铅污染导致持水性能降低,渗透系数随铅离子浓度的增加而增加,饱和渗透系数从7.92×10–8 m/s增加到3.73×10–7 m/s;铅污染引起的物理化学反应及Zeta电位的降低导致絮凝结构形成,小孔隙占比减小,中孔隙占比增加;铅污染引起的微观结构演化与宏观持水性和渗透性具有良好的对应关系。该研究结果可为重金属污染场地非饱和渗流及溶质运移等问题的研究提供重要参数。     

光纤阵列太阳光学望远镜偏振分析器设计

给出了满足光纤阵列太阳光学望远镜(FASOT,Fibre Arrayed Solar Optical Telescope)观测目标的偏振分析器的理论设计.它具有以下特点:(1)具备偏振光学开关功能,使得高偏振测量成为可能;(2)在750nm宽度范围内,对各Stokes偏振参量都具有50%以上的理论偏振测量效率,且总的偏振测量效率高于86.6%.使得观测者在如此宽波长范围内可对多条磁敏谱线同时进行偏振测量;(3)根据所选光球和色球线侧重于对线偏振或圆偏振的测量;(4)对偏振元件的制作工艺以及安装误差等具有相当好的容忍度.以上特性使该偏振分析器成为高性能的偏振测量设备.     

基于元数据的遥感数据自动入库系统设计与实现

随着遥感技术的发展和应用水平的提升,遥感数据的管理需求日益强烈,传统遥感数据入库方法自动化程度低。本文从遥感数据特点和遥感数据加工部门实际需求出发,对传统遥感数据入库流程进行了改进,提出了一套基于元数据的遥感数据自动入库解决方案,并自主开发了系统。该研究成果在北京、天津、广州等地项目中实际应用,大大提高了数据加工部门工作效率。     

电接风向风速自记纸数字化处理系统的设计与实现

纸质记录曲线的识别和数字化是图像处理和模式识别领域的一项重要内容, 是对气象档案馆保存的气象纸质曲线资料数字化的有效方法。该文研究并构建了电接风向风速自记纸数字化处理系统, 该系统主要包括4个处理阶段:自记纸图像的输入、图像预处理、自记曲线的分割、曲线的跟踪和识别。其中, 自记纸图像的输入应用TWAIN (Toolkit Without An Interesting Name, 无注名工具包协议) 标准来设计, 对记录曲线的跟踪识别, 该文提出的基于灰度积分投影的分段线性插值算法, 取得了很好的识别效果。     

塔里木盆地柯坪地区上震旦统藻白云岩特征及其成因机理

本文报道了塔里木盆地柯坪地区上震旦统奇格布拉克组藻白云岩岩石学与地球化学特征,并对其形成机理进行了探讨。从岩石学特征上看,藻白云岩可分为基质白云石、刃状白云石胶结物与菱形白云石胶结物。基质白云石为微晶自形白云石,晶体大小在2～5μm之间,未见任何灰质前驱物,发育球形与片状白云石;刃状白云石胶结物垂直藻颗粒边缘向孔隙中心生长,长度在几十到100μm之间,由一系列超微晶自形白云石沿c轴平行堆积而成;菱形白云石胶结物分布在孔隙中心,一般小于50μm。从地球化学特征上看,基质白云石具有最高的Na2O含量(380×10-6),FeO、MnO含量中等(727×10-6、175×10-6);刃状白云石胶结物Na2O含量中等(290×10-6),FeO含量最低(200×10-6),MnO含量低于检测限;菱形白云石胶结物具有最低的Na2O含量(200×10-6),最高的FeO、MnO含量(750×10-6、550×10-6)。样品碳同位素组成与前人报道结果一致(2.1‰～3.0‰,PDB),氧同位素组成较古生代碳酸盐岩高(28.1‰～31.9‰,SMOW),说明震旦纪海水具有较高的δ18O值。笔者认为基质白云石为微生物调制作用下原生沉淀的结果;刃状白云石形成于准同生环境下大气水-海水混合流体等体积交代文石胶结物的过程;而菱形白云石胶结物则形成于埋藏环境。     

南极中山站附近地表大风的统计特征研究

利用近20 a的ERA5再分析资料研究了南极中山站附近的大风和极端大风事件的统计与环流特征。结果表明，春季大风事件的发生频次最高，夏季最少；冬季大风事件的平均持续时间最长，夏季最短；但大风事件的平均强度无明显季节变化。极端大风事件的发生频次具有显著的季节差异，冬季发生频次约为夏季的6倍、春秋的2倍，但平均持续时间和强度无明显季节变化。大风发生期间，南极对流层上层为单一极涡控制。在对流层中层，中低纬暖湿气流的向极入侵使得极涡破碎分裂，在中山站东侧产生高压脊，脊前冷空气下沉在地表堆积形成冷高压反气旋，其偏东气流在地形下坡风的作用下产生大风事件。上述环流特征在冬季最强、夏季最弱，从而导致大风事件的季节变化。     

三峡地区极浅源地震振动波的近场地表效应

通过对三峡地区小台网地震观测和资料研究，认识到该区弹性波地动位移振幅随震中距增加而衰减的变化偏大，地震数字记录的Ｓ波波谱分析表明其拐角频率高达２１．９Ｈｚ，功率谱极大区在０．５～２６Ｈｚ间，该地区的地震烈度、震中烈度和等震线长轴长度分布具有一定的离散性。上述现象属于极浅源地震波的近场地表效应。研究这些效应特点，可为国家经济建设提供防震、抗震依据     

岩石摩擦滑动中声发射的多普勒效应

在双剪摩擦滑动实验中可观测到声发射的多普勒效应。对于单个声发射事件，顺断裂扩展方向上的探头可记录到较短周期的初动波半周期，而在断裂扩展反方向上的探头记录则反之，在扩展过程中，声发射前续波由初始破裂引起的前激波、声源破裂扩展的扩展相和停止相组成，显示出声源破裂有一由静到动的加速过程。而在时间序列上，声发射事件存在着３个阶段：较强声发射事件发生初期，前激波时间超前较长，停止相不明显，声发射源的破裂速度较慢；第二阶段停止相突出，扩展速度加快，前激波到时超前量减小；最后，在原初始半周期处叠加了较大振幅的高频波     

斜角坐标系中心组合图形软件的算法设计

本文对斜角坐标系中心组合图形进行了全面设计和实验。实现了统计图的多样化与复杂化，突破了传统的直角坐标系的局限性，使统计图形成为多功能大信息量高表现力的全新图形。     

甲烷被黑云母氧化形成二氧化碳的实验研究与意义

CH4和CO2是岩浆热液系统中的重要挥发组分，两者之间的转换机制是一个重要的科学问题，在碳循环和流体作用等诸多方面都具有重要意义。例如在成矿过程中，CH4和CO2的加入会改变成矿流体性质，CO2还能缓冲流体pH，对成矿元素的迁移和沉淀富集有重要影响。前人通过研究瑞士阿尔卑斯山中部石炭纪、二叠纪、三叠纪地层裂隙石英中的流体包裹体发现，在较高温度条件下，黑云母的绿泥石化能将CH4氧化生成CO2，然而缺少相关的实验地球化学证据。因此，本项研究选择黑云母作为氧化剂开展了CH4的氧化实验研究。通过对黑云母- 甲烷- 水体系、黑云母- 碳化铝- 水体系以及甲烷- 水体系的实验研究发现，证实了黑云母能够将CH4氧化为CO2，起始反应温度约150℃，远低于地质研究结果。对于黑云母- 甲烷- 水体系和甲烷- 水体系实验，采用熔融毛细硅管作为反应腔，而对于黑云母- 碳化铝- 水体系实验，则采用粗石英管作为反应腔。对反应后黑云母残片的能谱分析表明，变价元素Fe含量大量降低，表明黑云母中三价Fe作为氧化剂参与了反应。这一结果为地质系统中黑云母等铁锰暗色矿物在中低温条件下氧化CH4形成CO2提供了实验和理论支撑。而CH4向CO2的转变过程，将改变热液流体的性质，有利于富CO2成矿流体的形成，对金属矿床形成具有重要意义。