Investigation of fractured rock aquifer in South China using electrical resistivity tomography and self-potential methods

Assessment of fractured rock aquifers in many parts of the world is complicated given their strong heterogeneity. Delineation of the subsurface geological formation in the weathered terrain is essential for groundwater exploration. To achieve this goal, 2D electrical resistivity tomography(ERT) and self-potential(SP) in combination with joint profile method(JPM) and boreholes have been carried out to delineate the subsurface geological units, detect the fracture/fault zones in hard rock, monitor the groundwater flow, and estimate the groundwater reserves contained within the weathered terrain at a complex heterogeneous site of Huangbu, South Guangdong of China. The integration of resistivity images with the borehole lithology along three profiles delineates three subsurface distinct layers namely topsoil cover, weathered and unweathered layers. The incorporation of ERT and SP with JPM reveal five fractures/faults, i.e., F_1, F_2, F_3, F_4 and F_5. 2D ERT models interpret the less resistive anomalies as the fractures/faults zones, and high resistive anomalies as the fresh bedrock. The inversion program based on the smoothness-constraint is used on the resistivity field data to get more realistic three layered model. SP measurements are obtained along the same electrical profiles which provide the negative anomalies clearly indicating the groundwater preferential flow pathways along the fracture/fault zones. Hydraulic parameters namely hydraulic conductivity and transmissivity were determined to estimate the groundwater resources contained within the fractures/faults. The integrated results suggest that the fractures/faults zones are most appropriate places of drilling for groundwater exploration in the investigated area. Geophysical methods coupled with the upfront borehole data provides better understanding about the conceptual model of the subsurface geological formations. The current investigation demonstrates the importance of the integrated geophysical methods as a complementary approach for groundwater assessment in the hard rock weathered areas.     

粒子群优化神经网络的土壤有机质高光谱估测

针对提高土壤有机质高光谱估测精度的问题,该文对山东省泰安市的92个棕壤样本进行光谱去噪,剔除异常样本处理后,对光谱反射率进行11种变换,发现一阶微分变换最佳;然后计算土壤有机质含量与变换后光谱反射率的相关系数,选取5个特征波段,分别利用多元线性回归、BP神经网络、支持向量机、粒子群优化神经网络4种方法建立土壤有机质含量高光谱估测模型并进行精度比较。实验结果表明,多元线性回归、BP神经网络、支持向量机和粒子群优化神经网络模型的决定系数R2分别为0.520 3、0.665 4、0.735 0和0.853 0,均方根误差分别为2.12、1.99、1.45和1.08。研究结果表明,粒子群优化神经网络的反演精度高、稳定性强,可有效提高土壤有机质的光谱估测能力。     

回顾与展望:关于有害藻华种类休眠体通过船舶压舱水底泥地理扩散的研究

船舶压舱水可引起外来生物入侵,国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)因此制定了具有约束力的压舱水公约,已于2019年1月对我国正式生效。大量研究证明船舶压舱泥是有害藻华种类特别是有害甲藻孢囊的携带者。另一方面,有害藻华在我国近三十年频发,尤其是新的种类不断出现。因此,这种态势是否与压舱泥带来的外来种入侵有关是一个具有重要科学和现实意义的问题。我们最近的工作表明,此前国内外通过形态学方法对压舱泥的检测都大大地低估了甲藻孢囊的种类多样性和样品间种类组成的异质性。因此,必须通过更深入全面的实证研究对外源有害藻华甲藻通过压舱泥入侵我国海域进行风险评估。本文从如下几个方面进行了综述与讨论：(1) 船舶压舱水(泥)与有害藻华地理扩散;(2) 国内外有关压舱泥中甲藻孢囊多样性的检测与溯源研究;(3) 我们对美国港口船舶压舱泥的检测发现压舱泥中甲藻孢囊具有很高的种类多样性和样品间的异质性。最后从我们最近的工作及与文献报道的工作比较获得了几个重要的科学问题。在评述国内外研究成果和前期研究结果基础上,提出有必要通过更大量、广泛的国际船舶压舱泥和中国全海域沉积物取样、高通量测序的分子鉴定与形态观察、单孢囊分子-形态鉴定、孢囊萌发、全面生信分析相结合的技术路线,实证性地评估有害藻华种类通过压舱泥入侵中国的风险,并以此建立对新出现藻华种类溯源或判断是否外来种入侵的基本依据,同时为海关职能部门的检验执法提供依据。     

基于PDA的边角测量数据采集系统开发与应用

掌上电脑功能强大、使用灵活,克服了传统便携式测量设备的局限性,尤其用于野外数据采集具有无法比拟的优越性。介绍了边、角测量数据采集系统ADCE3.0的基本结构和特点,并对该系统研究实施过程中的关键技术问题进行了分析探讨。     

冀北招素沟萤石矿地球化学特征及矿床成因探讨

招素沟萤石矿是冀北地区较为典型的萤石矿,矿床产于张家口组火山岩及早白垩世正长斑岩的断裂构造中,其矿体的产出严格受断裂控制.对萤石矿石及围岩的微量元素及稀土元素进行了系统分析.微量元素分析结果显示所有样品均表现出较高的Co、Cr、Cu、Ni含量,且变化较稳定,特别是Ni的含量明显偏高;U、Be、Mo含量较低,变化较大;萤...     

黄土花粉分析的筛析——重液综合法

高分辨黄土花粉研究可以揭示黄土高原植被演变规律,探讨古气候、古生态格局,提供人类活动及其环境效应信息。筛析-重液综合法以黄土花粉筛析法和重液法的实践为基础,是为满足高分辨率黄土花粉研究需要的新方法。该方法主要使用花粉筛析分析器过滤细粒物质,减轻30%的样品量,减少粘土等细粒物质的粘滞和吸附作用;采用不同类型重液分阶段提取花粉,增强花粉收集率,提高花粉的清晰度。与已有的黄土花粉分析法相比具有以下优点:(1)花粉获取率高,丢失少,花粉种类多,信息量丰富;(2)花粉底样清洁,花粉易鉴定;(3)样品需求量适中,分析流程短;(4)不使用有毒化学药品且分析成本低。     

兰州市西部地热资源大地电磁探测

甘肃与青海边界的民和盆地为中新生代盆地,其中含有油气和煤炭资源,随着开采资源枯竭,适合就近利用的地热资源的勘探评价具有重要的实际价值.通过4条大地电磁剖面(D5,D9,D13,D17)对民和盆地局部地壳电性结构、区域构造进行了探测,对本区地热资源进行初步评价.采用德国Geometrix公司GMS07e电磁系统,按64 ...     

线性化误差对于UWB系统定位精度影响分析

针对目前常用的超宽带算法,扩展卡尔曼滤波(EK F)在解算过程中产生的线性化误差,对定位结果产生影响,而无损卡尔曼滤波(UKF)算法可以不进行线性化过程进行解算,避免误差的产生.文中首先对UWB定位系统线性化误差进行分析,在此基础上提出UKF和TDOA相结合的定位模型,通过实验比较两种算法的定位精度.实验结果表明U K...     

大亚湾中微子地下实验室场地的工程地质条件评价

中微子实验目的是测定中微子混合角13,这是当前国际粒子物理、核物理、天体物理和宇宙学中一个急待解决的关键问题。目前研究中微子振荡一个国际前沿是利用反应堆中微子实验测量中微子混合角13。其地下实验室对场地工程地质条件和环境要求极高。大亚湾核电站的功率高,反应堆紧邻位于排牙山南麓实验预选场址;浑厚的花岗岩山体地下空间可屏蔽宇宙线本底,能提高混合角13量测精度。本文通过地形测绘、工程地质调查、综合地球物理勘探、钻探、孔内测试(地应力、钻孔电视和声波)和室内实验,系统分析研究了场址区工程地质条件,得出场区地层岩性和构造断裂不发育,燕山期花岗岩体完整,强度高,地应力不高,地下水主要赋存于裂隙中,岩体渗透系数很小的结论。拟选4个实验厅位置的岩体均属Ⅰ～Ⅱ类围岩,连接隧道的围岩81%属Ⅰ～Ⅲ类。工程地质条件评价结果说明,大亚湾中微子地下实验室可望成为世界上投资少精度最高的测量13理想场址。     

可用于边坡工程和地下工程排水的一种新技术

岩土工程中广泛采用的普通排水孔技术常常会出现泥砂堵孔现象,相应的排水孔随之也失去应有的排水功能。为此,作者提出了一种具有长期排水效果的新技术,即纤维束导渗排水孔技术。通过对比试验可以发现:即使发生泥砂堵孔的现象,利用该项新技术也可以实现长期有效排水的目的。与普通排水孔相比,新型排水孔的造价也不高,可望在岩土工程领域得到广泛应用。