建设生态文明保障新型城镇群环境安全与可持续发展

党的十八大报告上提出生态文明建设应融入经济建设、政治建设、文化建设与社会建设之中,成为"五位一体"。这项发展战略将对我国今后的科学发展,有着重要的指导意义。论文以生态文明建设为基本出发点,根据自然条件及其发展效应概括了八种不同的城镇群发展类型,指出了现阶段因地制宜发展城镇群的必要性;并针对发展过程中的一些地质环境问题进行讨论,重点针对普遍存在的水、土资源安全与可持续发展问题、极端自然灾害问题、大型工程建设与发展的综合环境不良效应问题,环境污染的危害问题进行了探讨。基于以上分析讨论,作者对城镇建设划分为五个级别,并分别探讨了不同层次城镇的功能,强调了城乡一体化以及协调发展的重要性。     

五台山蒋村地区四集庄组——对滹沱群时代的再限定

滹沱群是华北最典型的古元古界地层之一,限定其时代对建立早期地层年代格架和探讨华北早前寒武纪地质演化过程意义重大。本文对五台山地区蒋村镇附近的滹沱群地层进行了详细研究,从与蒋村砾岩中石英斑岩砾石相同的基岩中选取了2件石英斑岩样品,并获得其锆石U-Pb年龄结果分别为(2166±17)Ma和(2138±17)Ma。据此,限定蒋村地区碎屑沉积岩时代应小于2138 Ma。结合四集庄组底部发育厚层的砾岩和区域内2.2~2.1 Ga岩浆事件,我们进一步认为滹沱群底界年龄为~2.2 Ga。由于滹沱群豆村亚群和东冶亚群经历了同期褶皱变形作用,而侵入于蒋村四集庄组未变形正长花岗岩脉的锆石U-Pb年龄结果为(1816±18)Ma。因此,本文限定豆村亚群、东冶亚群的时代为2.2~1.82 Ga。石英斑岩中锆石Lu-Hf同位素分析结果为176Lu/177Hf为0.000717~0.002239,176Hf/177Hf为0.281399~0.281563,其176Hf/177Hfi为0.281315~0.281496和εHf(t)为–3.37~4.11,变化范围较大,初步认为其源自于新太古代早期上地壳的部分熔融并有地幔物质添加。     

基于Clementine热红外数据的Apollo17登月点区域氧化钙含量反演

为了研究利用Clementine热红外数据反演月球表面岩石的氧化钙(Ca O)含量,论文选取了两景覆盖Apollo17登月点的Clementine热红外影像,将其覆盖的区域选为研究区。利用月球表面温度物理模型模拟月表温度,结合普朗克函数,完成发射率反演。在此基础上,对LPI中35个除Apollo17登月计划外所采集的样品Ca O含量与其热红外发射率特征做回归统计分析,发现存在很好的线性关系(R2=0.661)。由此,基于Clementine热红外发射率实现了研究区Ca O含量反演。通过利用LPI Apollo17月岩(壤)样品实际Ca O含量分析数据对反演结果进行精度评价,发现8组反演值与实际值的相对误差最小为1.77%,最大为9.29%,均方根误差为0.767。研究结果表明,使用发射率进行Ca O含量反演方法可行,为利用Clementine热红外数据对月表矿物成分含量定量反演提供一种新的思路。     

贵州施秉白云岩溶蚀特性及孔隙特征实验研究

以贵州施秉白云岩为研究对象,从宏观和微观角度分析白云岩的溶蚀特性及孔隙特征,结果显示:(1)在众多影响施秉喀斯特发育的因素中,矿物成分是最基本的内因,水是最关键的外因,孔隙结构起辅助作用。(2)极细晶白云岩的单位表面积溶蚀量一般大于细晶白云岩的,在晶粒相同的情况下,白云岩的溶蚀量与Ca O和Mg O的含量分别成正比,且Mg O的含量影响较Ca O大。(3)施秉白云岩溶蚀速率不仅受岩石矿物颗粒粒径大小的控制,还受岩石内部孔隙结构特征的影响,颗粒粒径越大,孔隙度越高,连通性越好,越有利于水溶液进入,溶蚀量也就越大。(4)施秉白云岩的溶蚀特性是多种因素综合作用的结果,必须把各个因素分离开来,从宏观和微观角度逐个作详细的分析研究,然后综合起来,才能对喀斯特发育规律有更深入的了解。     

徐州地区新元古界下部具臼齿构造碳酸盐岩事件成因探讨

徐州地区新元古界贾园组-赵圩组发育陆棚-缓坡-台地边缘的碳酸盐沉积,记录有广泛的风暴事件,并在其中发现 大量具“臼齿构造”碳酸盐岩。依据野外剖面系统观察与室内综合分析,将臼齿碳酸盐岩划分为原地型：条带状M1（平直 条带状M1-a、分叉条带状M1-b）、蠕虫状M2（短小蠕虫状M2-a及长条蠕虫状M2-b）、丝状M3、悬针状M4;异地型：碎屑 状M5等五种形态类型,主要发育于缓斜坡下部到潮坪环境。以水体深度及水动力条件下的七种代表性风暴序列为背景,将 臼齿碳酸盐岩的形态及分布与瞬时高能事件沉积做关联分析。研究发现,臼齿构造与风暴事件有密切联系,表征晴好天气 下的块状层中以M3为主,风暴期动荡水体序列层段以M1,M2为主,而在表征风暴高潮期序列层段以异地型的M4, M5为 主。风暴的强弱及水深变化控制了风暴序列的分布,进一步控制了臼齿构造的形态与规模。由此推断,臼齿构造形成是在 中-新元古代特殊的古大气古海洋背景下,在风暴周期的不同阶段,经历具有裂缝形成与微亮晶充填的紧密联系的过程。 风暴前期和风暴高潮期,风暴浪对臼齿构造的形成主要体现在造缝阶段,而风暴后期则主要为微亮晶的填充阶段。最终形 成广泛分布的具臼齿构造碳酸盐岩这一地质历史内特殊的事件型碳酸盐岩类型。     

基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法的创建——以小秦岭金矿区农田土壤为例

Hakanson潜在生态风险指数法是土壤重金属潜在生态风险评价的一种常用方法,研究与实践证明其有效性的同时,也发现了其不足之处:忽略了土壤重金属不同形态之间潜在生态风险的差异,且只重视重金属含量高于参考值时的生态风险,而对低于参考值时的情况没有给予考虑,以致特定情况下的评价结果不能很好地反映实际生态风险,因而有必要创建适用性更广的Hakanson潜在生态风险指数法。为此,基于全过程控制优化的思想,引入了生物可利用性毒性系数,并将修正浓度与参考值差值引入计算公式,创建了基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法,实现了对重金属不同形态风险贡献的差异及重金属浓度低于参考值情况下潜在生态风险的准确把握。以小秦岭金矿区为典型区域,辅以对采集土样重金属总量及5种形态含量的分析,开展案例研究。结果表明,基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法能客观地揭示土壤重金属的潜在生态风险,具有更大的适应性,是一种有效的潜在生态风险评价方法。     

基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法

地铁施工、运营阶段的监控量测,可有效保障隧道结构的稳定与周围环境的安全。现有的收敛计、全站仪等变形监测手段,虽然可以得到高精度的观测数据,但获取的监测点位过于稀疏,难以全面反映隧道整体的形变特征。本文将三维激光扫描技术用于地铁隧道形变监测,提出了基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法,并对提取的两期断面进行了形变分析,试验结果表明该方法能够更直观地表现隧道整体变形,研究成果可为隧道形变动态监测提供借鉴。     

利用球体剖分瓦块构建真三维数字地球平台

全球离散网格是面向空间大数据的模型框架,常用于构建数字地球平台。基于球体的剖分瓦块不仅可以构建真三维的数字地球模型,而且可以实现天地一体化的空间数据集成、融合、表达和应用。本文详细论述了球体大圆弧QTM八叉树网格的剖分原理、网格几何特征分析和编解码方法等理论体系,并利用剖分瓦块实现了球体的任意分割以及地下、地表和空中实体的可视化建模。研究表明,球体QTM网格具有剖分规则简单、体系规整、几何特征明晰,适用性强等特点,尤其是可以推广到椭球。因而,该方案可用于天地一体化的空间数据的组织、管理与应用。     

航空重力测量厄特弗斯改正公式注记

针对当前国内外机构和学者在使用航空重力测量厄特弗斯改正公式中存在的不一致性问题,详细分析了不同时期、不同形式改正计算公式的来源及其相互关系,并比较了它们在数值上的差异,指出我国作业部门目前使用近似公式存在的误用问题和统一使用严密公式的必要性。     

基于GlobeLand30的全球城乡建设用地空间分布与变化统计分析

城乡建设用地分布与变化是人类活动的直观标志和生态足迹,在环境变化研究、地理国(世)情监测和可持续发展研究等方面发挥着重要作用。以往人们对一些城市、区域或国家的城乡建设用地分布与变化进行过较为深入系统的研究,但在全球尺度上,这方面研究尚为空白。本文是利用我国自主研制的世界上首套30m空间分辨率全球地表覆盖数据集GlobeLand30的人造地表数据层,首次开展了全球城乡建设用地的空间分布及变化的统计分析。它采用用地面积、构成占比和增量占比等主要指标,统计全球范围内城乡建设用地的空间分布及2000年至2010年10年间的变化,重点分析了2010年全球、各大洲及主要国家的城乡建设用地分布现状与地域差异,2000年至2010年全球、主要国家的建设用地变化以及其主要土地来源。研究结果表明,2010年全球城乡建设用地总面积为118.75×104km2,占全球陆表面积的0.88%;2000年至2010年全球城乡建设用地面积增加了5.74×104 km2,变化率为5.08%,其中,中国和美国新增城乡建设用地约占全球的一半;新增城乡建设用地占用最多的是耕地,占总量的50.26%。这些为研究全球陆表人类活动的空间分布特征与变化趋势提供了翔实的信息和知识。