土壤重金属连续提取方法的优化

重金属在污染土壤中的形态分布决定着重金属的迁移性和危害的程度。土壤重金属形态分析应用最多的是Tessier和BCR连续提取法。Tessier和BCR连续提取法没有考虑土壤样品的特征。美国环保署危险废物浸出毒性鉴别标准法虽然考虑土壤pH值,但没有划分形态。采集不同pH土样,结合Tessier、BCR和毒性浸出鉴别方法的特征,优化出针对不同pH值土壤的连续提取方法,将土壤中重金属划分为活性态、次生碳酸盐结合态、次稳定态和稳定态。用优化的连续提取方法对土样进行连续提取,重金属回收率为85%~115%。优化连续提取方法的结果与Tessier和BCR结果对比显示优化连续提取方法克服了Tessier连续提取法对非石灰质土壤提取过量BCR连续提取法对石灰质土壤提取不足的缺点。优化后的连续提取方法数据稳定可靠,可作为重金属形态分析方法使用。     

临夏黄土记录的26万年来季风快速变化

黄土高原西部高分辨率黄土序列开展的多代用指标研究,有助于揭示轨道-亚轨道尺度上东亚冬、夏季风的变化特征及动力机制。但针对同一地质记录提取冬、夏季风多代用指标进行对比和敏感性分析的工作尚不多见,因此制约了对季风快速变化特征和机理的理解。本文利用甘肃临夏85 m黄土岩芯开展高分辨率的粒度、磁化率和元素扫描分析,发现在轨道尺度上粒度和Zr/Rb比值显示的大幅冰期-间冰期波动与深海氧同位素记录有很好的对应关系,表明东亚冬季风的波动响应于北半球高纬冰量的变化。但在千年尺度上,粒度能更敏感地响应冬季风的快速变化;Rb/Sr比值和磁化率均能很好记录轨道尺度上的东亚夏季风波动,但在亚轨道尺度上Rb/Sr的敏感性明显高于磁化率。粒度、Zr/Rb和Rb/Sr所指示的东亚季风快速变化表现出较强的岁差信号,与石笋和北纬65°夏季太阳辐射有较好的对应关系,表明东亚季风变化也受到岁差直接驱动的夏季太阳辐射变的控制。在最后两个冰期-间冰期旋回中(即末期冰期旋回和倒数第二次冰期旋回)Rb/Sr及Zr/Rb比值和粒度记录分别可以辨别出与石笋相同数量级的变暖事件,但粒度记录的暖事件明显要多于Rb/Sr及Zr/Rb比值,且这些暖事件并不能一一对应。粒度及元素比值记录显著变冷的千年尺度的Heinrich(H)事件与石笋记录的夏季风明显减弱的事件有很好的对应关系,但其发生频率明显高于海洋记录。这些指标记录的千年尺度上波动信号的不一致性主要归因指标对不同气候要素敏感性的差异。未来需要进一步开展高分辨率多代用指标敏感性分析,选取对季风快速变化的敏感指标,有助于我们理解季风快速变化的特征(如周期和幅度等)和分析季风快速变化的时空差异性。     

地震波频散效应与反Q滤波相位补偿

本文以Futterman提出的地震波振幅衰减和相速度频散表达式为基础,从井震匹配的角度出发,推导了不进行反Q滤波、仅反Q滤波振幅补偿、仅反Q滤波相位补偿,以及反Q滤波相位与振幅同时补偿四种情况下,地震波速度频散与相速度及地震记录振幅谱间的表达式,并从理论上说明了反Q滤波相位补偿的必要性.通过相同观测系统,炸药震源和可控震源分别激发采集的零偏移距VSP资料实例,验证了本文所推导的速度频散表达式的合理性;通过井震标定实例,进一步说明了反Q滤波相位补偿,可有效消除地震子波速度频散,提升地面地震资料与零偏移距VSP走廊叠加剖面的匹配度,最终提高地震资料成果的可信度.     

南极罗斯海沉积物中可培养菌株的分离及胞外水解酶活性检测

研究了南极罗斯海地区沉积物中可培养微生物多样性,并检测了菌株胞外酶活性,为开发利用南极资源奠定基础。采用Zobell2216E培养基、土豆培养基(PDA)及稀释平板划线法分离并获得纯培养的细菌和真菌,分别通过16SrDNA、18S/ITS序列鉴定分析了可培养微生物的多样性和系统发育。从南极罗斯海沉积物样品中获得78株细菌和54株真菌,细菌、真菌的优势菌株分别为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、枝孢属(Cladosporium);78株细菌菌株中有2株与模式菌株的16SrDNA基因序列相似性小于97%,可能是潜在的细菌新物种。细菌API20NE生理生化和真菌产胞外酶活性结果表明,获得的细菌和真菌大多数可检测到胞外水解酶活性。本研究丰富了南极可培养微生物资源,为南极罗斯海地区可培养微生物的多样性研究以及南极微生物资源的应用研究奠定了基础。     

黄河流域多尺度水系统结构变化特征

大河流域的水系统是支撑社会-生态系统的基础,理解水系统的结构变化是深入揭示区域系统演化的关键。基于自然-社会水系统视角,从黄河全流域和二级水资源分区尺度,利用1998—2018年降水、蒸发、径流、社会经济耗水等水系统变量,通过Mann-Kendall趋势检验和线性回归分析方法,分析了水系统要素的变化趋势及结构演变特征。结果表明：在全流域尺度,降水、蒸发分别以4.25 mm·a^-1、4.09 mm·a^-1的速率上升,但蒸发在空间上的变化更显著;径流量呈现先减少再上升后急剧下降的趋势,且与降水量显著正相关。社会系统耗水量呈现增速减缓的特征,农业灌溉占耗水结构的比例以0.50%的速率逐年下降;城镇公共、居民生活和生态环境耗水比例分别以0.07%、0.29%、0.11%的速率上升。在二级水资源分区尺度,各水系统分异特征明显,兰州至头道拐段及花园口以下区域水系统所支撑社会经济发展的功能已经出现了超载。各水系统要素间具有不同程度的协同演变趋势,在湿润区域,蒸发相较于降水具有明显的滞后现象,但在干旱区域两者变化趋势基本一致。黄河流域水系统要素在时空上均存在明显的异质性,未来人口和经济的进一步发展可能会使区域的水资源压力加剧。     

GALILEO系统仿真与分析

本文着重阐述了GALILEO仿真系统星座和误差模型的构建过程,利用该系统进行DOP值分析并通过定位解算验证了GALILEO系统的性能指标。通过与GPS系统性能指标进行比较,得出GALILEO系统的星座设计具有较好的DOP值分布特性,定位精度优于GPS定位精度。在进行差分定位时,其误差贡献比较大的是接收机噪声和卫星钟差,因此提高差分定位的关键是降低接收机的噪声水平和提高卫星钟差预报精度。     

不同初始饱和度红砂岩冻融后物理力学性质研究

对不同初始饱和度红砂岩冻融循环前后进行物理及力学试验研究,探讨初始饱和度对红砂岩冻融损伤的影响。本文设定红砂岩试样初始饱和度为20%、40%、60%、80%、100%,冻融次数设定为20次,对冻融前后试样分别测定质量、纵波波速以及进行单轴压缩试验。试验结果表明：1）冻融后不同初始饱和度红砂岩的物理性质发生变化,纵波波速降低、质量减小,但变化程度不同;2）随饱和度的增大,试样经冻融后峰值强度和弹性模量均呈降低趋势,但只有饱和度大于60%时,降低趋势较明显。本文研究为寒区隧道及地下工程建设以及岩土地质灾害监测与治理提供理论依据和试验基础。     

长江口咸潮入侵变化特征及成因分析

本文基于海洋站潮位观测数据、海平面变化影响调查信息以及长江口水文站径流量数据等,重点分析了2009−2018年长江口咸潮入侵的变化特征及其影响因素,分析结果表明：(1)长江口咸潮入侵季节变化特征明显。咸潮一般从每年的9−10月开始入侵,翌年4−5月结束。3月咸潮入侵次数最多,达12次。2009−2018年,长江口咸潮入侵次数和咸潮持续时间均呈下降趋势,2009年长江口咸潮入侵次数最多,达13次,时间均发生在10月至翌年的4月;咸潮持续时间年际变化较大,2011年咸潮入侵持续时间最长,累计为55 d。2015−2018年,咸潮入侵次数和入侵持续时间均明显减少,2018年没有监测到咸潮入侵过程。(2) 1−4月,长江口处于季节性低海平面期,且同期径流量少,但是受东亚季风影响,持续的增水过程使得增减水−径流量综合影响指数明显偏高,其中1月、2月、3月的影响指数分别为1.5、1.9和1.6,该时段长江口的咸潮入侵过程主要受增减水的影响。5−7月,长江口径流量明显增加,海平面−径流量综合影响指数均小于0,径流的作用强于海水上溯。8月,长江口径流量开始下降,虽然季节海平面较高,但是长江口呈现明显的减水过程,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数分别为0.1和−1.6,基本不会发生咸潮入侵。9月,长江口处于季节高海平面期,并且以增水为主,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数较大,分别为1.2和1.0,易发生咸潮入侵。10月、11月长江口海平面−径流量的综合影响指数分别为1.5和0.8,径流影响弱于海水上溯,易发生咸潮入侵。(3) 2009−2018年发生的48次咸潮入侵过程有2/3恰逢天文大潮。在某些年份长江口沿海基础海平面偏高,若持续增水恰逢天文大潮,则加剧咸潮入侵的影响程度。     

冰川槽谷横剖面定量化研究方法及其影响因素

冰川槽谷(“U”形谷)是冰川与下伏基岩相互作用的结果, 是典型的冰蚀地形, 对其定量化研究是了解冰川作用过程以及冰川槽谷演化过程的重要途径. 二次多项式(y=A+Bx+Cx²)和幂函数(y=ax^b)是定量描述冰川槽谷形态的两种较普遍的方法, 二次多项式可以描述冰川槽谷的整体形态且不需要考虑高程基准面的选择, 但是该方法不能用于槽谷间的比较且其只能较准确地描述接近抛物线的横剖面; 幂函数不但可以反映不同作用过程形成的谷地, 还能在不同横剖面间进行比较, 但幂函数在应用过程过会受到坐标原点选取、 对数变化、 后期堆积以及横剖面不对称的影响, 其运用过程更加复杂. 此外, 相同的幂函数指数b可能指示不同的槽谷形态, 形态比率FR的引入并与指数b结合起来使对槽谷形态的描述更加全面. 从冰川动力和外部环境方面出发, 影响槽谷形态的因素主要有冰川作用时间、 基岩的抗侵蚀能力、 岩性的分布以及裂隙、 冰量、 气候、 构造和冰川性质, 后三者对槽谷形态的定量化影响需要进一步进行探讨. 运用不同地区槽谷形态参数所做b~FR图探讨了山地冰川槽谷的发育模式, 发现山地冰川槽谷存在对应于两种不同冰川性质的相反的发育模式, 但是由于岩性、 气候等其他因素的影响, 造成了冰川槽谷发育模式有时出现了不对应的情况.     

A distributed parameter model of a frame pin‐supported wall structure

Many reinforced‐concrete frames collapse via a soft‐story mechanism during severe earthquakes. Such collapses are mainly attributed to concentrated deformation in a soft story. Deformation control is thus important in preventing collapse. The frame pin‐supported wall structure is a type of rocking structure that releases constraints at the bottom of the wall. Previous research has obtained good results for the deformation control of this type of structure. However, the interior forces and strength demands of the pin‐supported wall have not been systematically explored. In this paper, a distributed parameter model is developed to investigate the strength demand of the wall in a frame pin‐supported wall structure. In the model, the pin‐supported wall is simplified as a bending beam and the frame is simplified as a shear beam. The two beams are joined by distributed shear connectors, so that the shear force can be transferred at any location on the interface. The model can be solved using differential equations based on equilibrium and compatibility. The accuracy of the model is verified using SAP2000 (Computers and Structures Inc., Berkeley, CA, USA). Displacement distribution of the structure and distributions of the moment and shear force within the pin‐supported wall are obtained for two typical external force profiles. It is found that the pin‐supported wall can effectively reduce the drift concentration factor. Distributions of the displacement, moment, and shear force are closely correlated with the relative stiffness of the wall and frame. Finally, recommendations on the stiffness and strength of a pin‐supported wall are made. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.