渤海湾北岸TZ02孔晚新生代沉积环境演化过程

渤海湾北岸晚新生代沉积环境和沉积体系不仅是区域水文地质、工程地质的基础,也为古近纪沉积模式提供“将今论古”的依据。本文依据沉积物色度和粒度,以及沉积物岩性、结构和构造等,将渤海湾北岸TZ02孔划分了6个沉积组合、4个沉积阶段：1）2.10~3.22Ma,沉积组合Ⅰ和Ⅱ,湖盆填充期,发育湖相-泛滥平原相或湖相-曲流河相,该时期处于构造稳定期,干冷气候时期发育河流相、泛滥平原相,湿润气候时期发育湖泊相。2）1.33~2.10Ma,沉积组合Ⅲ,湖盆开始发育期,主要为浅湖相,仅有少量砂体,下部多有机质,上部多钙质淀积结核,指示了盆山之间的构造分异后,湖泊初始发育的特征。3）0.62~1.33Ma,沉积组合Ⅳ,湖盆扩张期,以湖相为主,多砂体,且有短期湖泊水位变浅和成陆过程;指示了盆山构造分异后,盆地加速沉降,湖盆扩张;山体隆起、河流下切,盆地中湖相砂体增多;此时TZ02孔附近为湖相中心,BG10孔为湖泊边缘。4）0~0.62Ma,沉积组合Ⅴ和Ⅵ,湖泊填充期,BG10孔为湖相的沉积中心,而TZ02孔为湖泊的边缘,接受滦河迁移摆动后的沉积物;中更新世后,构造沉降形成湖相,而间冰期发育海相,埋深0~22.5m的海相-河流相更直接地反映了末次冰消期海平面变化过程。

     

基于热力耦合数值模拟的膨胀土深基坑变形特性研究

膨胀土的胀缩特性、裂隙性、超固结性常对膨胀土地层中的工程建设造成不良影响,以热-力耦合数值模拟为基础对膨胀土深基坑开挖过程中的受力变形特性进行研究。首先由室内试验测定原状膨胀土的膨胀力,然后以FLAC3D热-力耦合模块模拟一环刀土样推导目标膨胀力下的膨胀系数,最后以扬州某膨胀土深基坑为例,计算上述膨胀系数下深基坑在开挖过程中的受力变形特性,并与基坑实测数据进行了对比。结果表明：（1）围护结构侧向变形轮廓线为鱼腹型,最大侧向变形位置发生在开挖面以上一定范围内,最大侧向变形值大致为（0.15%～0.30%）H;（2）立柱隆沉曲线平缓,数值大致处于（-0.04%～0.14%）H;（3）墙后地表沉降槽呈型,影响范围达到了2.5He以外,最大地表沉降值为vm=（0.05%～0.15%）H,最大地表沉降与最大围护结构侧向变形的关系约为vm=（0.33～0.56）hm;（4）土压力值均处于视土压力包络线范围以内,大致为1.07He。     

深海6000 m拖曳式瞬变电磁系统及其应用

针对我国西南印度洋合同区热液硫化物矿快速、有效以及便捷地质勘探装备的要求,研发了由甲板控制系统、万米光电复合缆、仪器舱拖体和天线拖体组成的深海6000 m拖曳式瞬变电磁系统.为了便于拖体布放和快速发现异常,选择重叠回线收发装置类型;采用理论数值计算确定了在拖曳高度不大于50 m的前提下,观测1~100 ms窗范围内的二次场响应,可以发现近海底深海热液硫化物矿堆;另外,通过不同拖延深度海上试验,研究了拖曳深度对瞬变电磁的影响规律及仪器性能.大洋第30航次第二航段在西南印度洋脊热液区,应用该系统发现了明显的瞬变电磁异常.印证了系统的有效性.

     

土壤中硒的生物有效性表征方法及影响因素研究进展

硒是人体必需的微量元素之一。土壤-植物体系是人体摄入硒的主要途径,但尚缺乏准确评价土壤中硒生物有效性的通用方法,且影响因素也复杂多样, 这些问题制约了富硒土地资源的利用。本文通过追踪近年来国内外研究成果,系统地总结及比较了化学提取法、梯度扩散薄膜法、区域尺度硒生物有效性评价方法的优缺点。传统的化学提取法如单一提取和顺序提取在一定程度上能够表征土壤中生物有效性硒,但提取过程中存在影响因素多和提取不完全等问题。梯度扩散薄膜技术(DGT)能够模拟植物的根系吸收过程,相比顺序提取能更好地表征硒的生物有效性,但由于复杂的自然体系和不同元素结合相的差异,野外原位表征技术上仍存在难度。通过大规模的农作物-根系土样本,建立土壤-农作物硒元素评价模型,模型参数为影响土壤硒有效性的理化指标(如土壤酸碱度、有机质含量、土壤硒总量等),能较好地预测区域尺度上硒生物有效性。本文还总结了影响植物吸收土壤中硒的因素如地形、土壤类型、硒的存在形态、土壤理化性质、植物种类、土壤老化等,认为地形和土壤类型、硒的存在形态、酸碱度和有机质是影响有效硒的主要因素,植物种类与土壤老化为次要因素。完善DGT等原位分析检测技术、改进元素形态分析方法是未来发展的重要方向。     

东昆仑东段到木提岩体成因及构造意义：来自年代学及地球化学的约束

到木提岩体位于东昆仑造山带东段,主要岩性有二长花岗岩、花岗闪长岩及闪长岩。笔者对新发现的闪长岩进行了锆石U–Pb测年和岩石地球化学测试,以确定其形成时代及岩石成因,结合二长花岗岩和花岗闪长岩的岩石地球化学特征,综合探讨到木提岩体的侵位时代、岩石成因及构造演化程。LA–ICP–MS锆石U–Pb测年获得的闪长岩206Pb/238U年龄为（244.6±1.8）Ma,到木提闪长岩体结晶时代为早三叠世。二长花岗岩和花岗闪长岩的地球化学特征显示：里特曼指数小于3.3,具钙碱性–高钾钙碱性特征;铝饱和指数A/CNK值均小于1.1;岩石中P2O5含量普遍较低,且与SiO2含量呈负相关性;富集K、Rb、La等LILE,亏损Nb、Ta、Ti、P等HFSE。地球化学特征表明,到木提岩体属于I型花岗岩。综合分析认为,东昆仑东段到木提岩体是下地壳岩石发生部分熔融形成的火山弧花岗岩,阿尼玛卿洋俯冲作用可以持续到早—中三叠世,俯冲过程中形成区域性的地幔岩浆底侵就是导致下地壳熔融的热源,且幔源岩浆不同程度混入到到木提岩浆演化中,岩浆演化中伴有一定的结晶分异发生。     

均方误差意义下的正则化参数二次优化方法

Tikhonov正则化法是大地测量中应用最为广泛的病态问题解算方法之一。影响正则化法解算效果的重要因素是正则化参数,然而,最优正则化参数的确定一直是正则化解算的难题,如L曲线法确定的正则化参数具有稳定性好、可靠性高的优点,但存在过度平滑问题,导致正则化法对模型参数估值精度改善较小。本文从均方误差角度分析了正则化参数对模型参数估计质量的影响。基于奇异值分解技术,提出了由模型参数投影值分块计算均方误差的方法,避免了均方误差迭代计算,并基于均方误差最小准则给出了正则化参数优化方法,实现了对L曲线正则化参数的优化。数值模拟试验与PolInSAR植被高反演试验结果表明,正则化参数优化方法有效改善了正则化法解算效果,提高了模型参数估计精度。     

末次冰盛期与全新世青藏高原松属植被分布及其演变

史前人类与其生存环境,特别是与植被之间的相互作用一直是人们关注的焦点。气候变化与人类活动对植被覆盖格局的塑造均有重要影响,厘清植被分布及其植被变化背后的气候或人为因素,有助于更好地认识人类活动对植被环境的影响程度与范围。本研究对青藏高原松属（Pinus spp.）植被适生区分布动态历史进行了物种分布模型模拟,并结合环境考古学、古生态学等多学科方法,探究青藏高原松属植被分布变化历史及其驱动因素。结果表明,基于最大熵（MaxEnt）算法并结合R语言包ENMeval来优化参数设置的模型性能表现良好且稳健,较为准确模拟松属在青藏高原地区不同时期的适生区分布动态。高原上松属适生区在末次冰盛期（LGM）分布最小,仅在东缘的河谷局地;在全新世早、中期分布达到最大值,到全新世晚期部分区域分布缩小,高原东北部高度适生区向2500 m a. s. l.上下的低海拔谷地收缩,整体上与高原气候变化趋势大体一致。结合化石花粉、木炭等证据表明,全新世中晚期以前,人类对高原松属植被影响总体尚不显著;进入全新世晚期,农业技术的进步促使高原东北部人口快速增加,高原上现已发现的古遗址也高度集中在此。结合多项考古证据表明,人类对松属为代表的林木资源规模化开发行为开始显著干扰了当地植被,人类对松属等针叶林木材资源的利用可能是该地区树种向阔叶林树种演替的重要驱动因素之一。

     

近海地下石油储备库海水入侵风险研究

地下石油储备库于近海处建立,可降低石油运输成本,同时有较强的军事意义。但是临近海岸线,海水易入侵库区,导致库区内金属结构腐蚀,使储备库的使用年限降低。以某近海地下石油储备库工程为背景,构建了综合断层、节理密集带、导水通道等15种地质结构的精细化三维水文地质模型,研究了库区自然状态下和运行期的地下水渗流场及溶质运移场,模拟海水入侵风险。研究表明：（1）自然状态下地下石油储备库无海水入侵。（2）运行期只在洞库顶部以上25 m处设置四周超出洞室50 m、水幕孔间距为10 m、孔径0.11 m的水平水幕时,不能有效防治海水入侵。（3）洞库运行9 a时,3#洞室东南侧Cl−物质的量浓度超过7 mol/m3,海水开始入侵洞室群;运行22~23 a时,海水入侵速率最快;运行41 a 时,3#洞室东南侧Cl−物质的量浓度超过143 mol/m3,海水入侵达到对钢筋的强腐蚀程度;运行50 a时,除1#洞室外其余所有洞室均受到海水入侵,3#、4#洞室有部分区域达到强腐蚀程度,海水入侵最严重。建议增设垂直水幕等设施,以增强对海水入侵的防治。研究成果可为近海地区地下石油储备库抑制海水入侵提供借鉴。     

青岛地区太阳紫外线辐射研究

通过对青岛地区2004年全年紫外线观测数据的分析,在预设局地纬度、海拔高度、大气中臭氧量及其分布、空气质量状况、地表反照率等因素基本不变的情况下,总结了青岛地区紫外辐射随与太阳天顶角相关的不同季节和时段、天气状况(云况)的统计性变化规律,以服务于该地区人们日常生活中对紫外线的防护,尤其是为调光生态膜的研制及改善提供参考。     

基于GIS的水环境价值模糊综合评价研究

将GIS技术引入水环境价值经济评价研究中,基于环境价值理论,探讨在GIS支持下水环境价值评价的原理、方法及其实现途径,构建相应的模糊综合评价数学模型,并将该模型与GIS集成,借助GIS有效的空间管理平台,从价值观角度定量探讨水环境与社会经济系统的关系。