基于遗传算法的东湖水质参数反演方法探讨

引入了叶绿素浓度的对数和浊度的对数作为变量,建立了前向光学模型和遗传算法的目标函数,实现了较高的反演精度。     

柴达木盆地盐湖资源管理信息系统的设计与实现

建立基于GIS技术的柴达木盆地盐湖资源管理信息系统,可以为盐湖资源开发管理与高效利用提供信息化的决策咨询平台。文章在分析盐湖资源循环利用管理需求的基础上,讨论了柴达木盐湖资源管理软件系统的构架和功能目标,分析了系统设计流程和实现技术。通过运用C#语言和ArcGIS Engine组件技术,基于.NET框架的Microsoft Visual Studio 2008集成开发环境,实现了柴达木盆地盐湖资源分布的三维场景浏览、盐湖企业及其生产经营状况的查询分析和盐湖资源开发的动态管理,为循环经济区盐湖资源的可持续利用提供了技术支持。     

Sediment heavy metal record in Lake Baikal: natural and antrhopogenic sources

Geochemical analysis of six radiometrically dated short cores of recent sediment from Lake Baikal shows clear evidence of enhanced Pb supply. However, the sediment concentration increases are very small; the average Pb concentration rises from a baseline value of 10.9 g g^-1 to a peak value of only 14.8 g g^-1. In contrast to the more polluted lakes commonly studied in Europe and North America, variation in Pb concentration is far more strongly influenced by natural variation than by pollution. In sediment deposited over the last 150–200 years 73% of the variance in the sediment Pb concentration can be accounted for by variation in bulk composition of the sediment, and by atmospheric pollution. Factors influencing Pb concentrations over this time period are, in order of decreasing average importance (fraction of total variance explained), catchment supply (indicated by ²²⁶Ra activity variation) (43%), anthropogenic Pb emissions (24%), and dilution by ferromanganese hydroxides (6%). On longer (1000s of years) time scales dilution by biogenic silica is probably more important.The recent enhanced supply of catchment Pb correlates with accelerating accumulation rates, indicating a link with enhanced erosion. Anthropogenic sources dominate only in the southern basin, where local fossil-fuel burning industry is situated. The evidence for a local industrial source for the Pb pollution is strengthened by the high correlation between the inventories for Pb and for spheroidal carbonaceous particles. The absence of detectable anthropogenic Pb enrichment in the northern part of the lake suggests that long-distance Pb pollution is small compared with the local natural supply.     

新疆137Cs定年时标解析

¹³⁷Cs在年代测定和土壤流失等领域得到了广泛的应用。在认定¹³⁷Cs时标前,需要消除粘土和有机质（TOC）对¹³⁷Cs 的富集作用。通过对比新疆多个湖芯钻孔¹³⁷Cs 序列,发现它们异于北半球¹³⁷Cs 沉降模式,即出现了1954、1963、1975 和1986 这四种时标且1986 年的¹³⁷Cs 比活度可能异常的高。通过分析艾里克湖钻孔的¹³⁷Cs序列,并结合新疆其他地区多个钻孔的¹³⁷Cs序列,与北半球¹³⁷Cs沉降特征以及靠近北疆的Belukha冰芯²⁴⁰Pu²³⁹Pu沉降记录进行对比,分析了新疆¹³⁷Cs时标的可靠性以及1986年¹³⁷Cs比活度异常高的原因。在新疆¹³⁷Cs多个时标中,仅1963年的时标是高信度的（即北半球¹³⁷Cs最大沉积年）。1954年¹³⁷Cs蓄积峰代表其全球初始显著沉降,距今已有2个¹³⁷Cs半衰期,当年沉积通量低且可能发生¹³⁷Cs垂直迁移,仅能作为次要时标。1975年的时标反映了1960s- 1970s的中国核试验,但距离罗布泊～300 km的博斯腾湖对中国核试验有截然相反的记录,表明中国核试验不是稳定信号,其核沉降范围以及对湖芯的影响作用还需进一步评估,不能作为可信的时标。1986年蓄积峰对应切尔诺贝利核事故,因核尘埃未大量进入平流层且距离新疆较远（～4 000 km）,但同时考虑到新疆位于核事故的西风环流下风区,所以该事故对新疆有影响但影响不大。1986年的¹³⁷Cs时标可作为次要时标。新疆湖芯1986年的异常高蓄积峰可能是由新疆最近几十年的人类活动（如过牧、耕种等）加上1987/1988年的高降水导致的地表侵蚀增强引起的。增强的地表侵蚀导致含有高¹³⁷Cs含量的表层土壤颗粒被冲刷进入湖泊,叠加在切尔诺贝利核事故¹³⁷Cs沉降之上,进而导致了湖芯沉积物记录到显著的1986年¹³⁷Cs蓄积峰。     

贵州百花湖分层晚期有机质降解过程与溶解N2O循环

百花湖是一个具有季节性分层的富营养小型湖泊,在秋季湖水倒转期经常发生水质恶化事件,碳氮循环出现异常。文章研究特选择在秋初,湖泊分层开始消失时,测定了湖水中不同深度的N₂O,CH₄,CO₂,有机和无机碳同位素以及其他化学参数变化。结果发现:采样时百花湖在约6m和16m深度附近出现了两个温度不连续层(SDL和PDL),并影响到有机颗粒的沉降和分解。相对而言,有较多的有机质在这两个层内发生降解,但降解的途径有所不同,上部主要是有氧降解,下部则主要是无氧降解过程。N₂O的产生和消耗与有机质的降解过程完全对应:PDL层以上,ΔN₂O与AOU的线性关系反映了N₂O主要形成于硝化作用;PDL层以下反硝化作用导致N₂O严重不饱和;PDL内位于硝化作用和反硝化作用过渡带的N₂O峰,显然是硝化与反硝化联合作用的结果。PDL层内较大的CH₄浓度变化梯度,说明嗜甲烷细菌可能通过氧化NH+4贡献了部分N₂O。百花湖秋、冬季表层湖水N₂O都是过饱和的,都是大气N₂O的源,依据分子扩散模型计算湖泊N₂O的释放通量在12～14μmol/m·day之间,秋、冬季没有明显的差别。秋季底层湖水的反硝化作用是湖泊N₂O的汇,其消耗通量与表层的释放通量基本相当。     

中国湖相碳酸盐岩时空分布与碳氧同位素特征*

湖相碳酸盐岩产状多样,多以夹层形式分布在碎屑岩剖面中,也见以结核或钙质微体化石等薄层赋存于泥岩、页岩等碎屑岩中,具有层数多、单层薄、呈韵律性变化等特点。受构造背景、物源输入和古环境等因素控制,中国湖相碳酸盐沉积最早出现于二叠纪,主要发育时段为古近纪,具有沉积时间跨度大、分布面积广的特征。湖相碳酸盐岩按成因可分为原生沉积型、成岩改造型和热液喷流型3类。中国湖相碳酸盐岩的碳氧同位素特征可揭示原生和成岩过程中水介质环境的差异性: (1)δ¹³C和 δ¹⁸O 密切相关,且δ¹³C多正偏,指示封闭型咸水、半咸水湖泊环境;(2)δ¹³C和 δ¹⁸O 无相关性,且δ¹³C多负偏,指示开放型湖泊环境;(3)δ¹³C严重正偏,指示成岩作用时发酵带的环境受到古细菌参与的甲烷生成作用的影响。     

The unique environment of the most acidified permanently meromictic lake in the Czech Republic

Changes in the water properties and biological characteristics of the highly acidic Hromnice Lake (Western Bohemia) were investigated. This 110-year-old lake, formed as a consequence of the mining of pyritic shales, is permanently meromictic. Two chemoclines separate an extremely acidic (pH ～ 2.6) mixolimnion from a metal-rich anoxic monimolimnion. The absence of spring mixolimnetic turnover due to ice melting and very slow heat propagation through the chemocline with a 6-month delay were observed. Extreme mixolimnetic oxygen maxima (up to 31 mg l^?1) in phosphorus-rich lake (PO₄^3? up to 1.6 mg l^?1) well correlated with outbursts of phytoplankton. Phytoplankton consist of several acido-tolerant species of the genera Coccomyxa, Lepocinclis, Chlamydomonas and Chromulina. Surface phytoplankton biomass expressed as chlorophyll-a varies from 2 to 140 μg l^?1. Multicellular zooplankton are almost absent with the exception of Cephalodella acidophila, a small rotifer occurring in low numbers. Large red larvae of the midge Chironomus gr. plumosus were found at the bottom close to the shore, with larvulae in the open water. Developmental stages (protonemata) of a moss, resembling filamentous algae, dwell in the otherwise plant-free littoral zone.     

基于集合卡尔曼滤波的湖泊富营养化模型Delft3D-BLOOM数据同化

富营养化模型是进行湖泊水环境质量预测和管理的重要工具,然而模型客观存在的误差一直是应用者关心的重要问题.数据同化作为连接观测数据与数值模型的重要方法,可以有效提高模型的准确性.集合卡尔曼滤波(En KF)是众多数据同化算法中应用最为广泛的一种,可进行非线性系统的数据同化,并能有效降低数据同化的计算量.本研究以太湖作为具体实例,选择Delft3D-BLOOM作为富营养化模型,在数值实验确定En KF集合数为100、观测误差方差为1%、模拟误差方差为10%的基础上分别进行模型状态变量同化以及状态变量与关键参数同步同化.结果显示,仅同化状态变量时,模型预测精度有所增加;同时同化状态变量和关键参数时,可显著提升模型在湖泊水环境质量预测中的精度.该研究为应用集合卡尔曼滤波以提高复杂的湖库富营养化模型模拟精度提供了有效的方法.     

盐湖沉积物的穆斯堡尔效应研究

对青海柴达木盆地察尔汗、昆特依盐湖以及新疆罗布泊盐湖一系列沉积物样品进行了穆斯堡尔效应的研究。对全部样品做了常温下的穆斯堡尔谱学测量,并对部分样品做了低温下的测量。从穆斯堡尔谱的解析结果可知,盐湖沉积物黏土矿中含二价铁的主要矿物是绿泥石,在察尔汗盐湖样品中有少量菱铁矿;三价铁存在于多种矿物和非晶态的氢氧化物中;某些样品中含有少量的赤铁矿,它在常温下即出现磁有序。不同盐湖的沉积物样品和同一盐湖不同深度样品的含铁矿物组成及相对含量不同,Fe2+/Fe3+的比值也不同。这些结果可以反映出盐湖沉积过程中地球化学和环境及气候的变化。     

东濮凹陷盐湖准层序发育特征研究

层序地层学理论是在研究海相地层的基础上发展起来的,它注重的是地层的沉积成因和周期性的旋回变化。准层序是层序的基本组成单元,代表一个水体向上变浅的沉积过程,在开展层序地层学研究工作时加强对准层序的分析非常重要。通过应用岩心、测井等资料开展高分辨层序地层学研究发现,陆相地层中准层序的发育特征与海相明显不同,表现为以向上变细的正韵律为主。通过深入分析影响陆相地层层序发育的主要控制因素,指出构造是决定湖盆有无的先决条件,气候和沉积物供给是层序发育的决定性因素。研究成果进一步丰富了陆相层序地层学理论,使得层序边界的划分和识别更趋合理和可操作性,使等时性地层对比和岩性对比趋于统一,从而也可以更好地开展沉积相和沉积微相描述。通过实际应用,进一步明确了东濮凹陷深水成盐观点,指出砂岩与盐岩属于夹在稳定泥页岩中的同时异相的沉积体,这种认识为东濮凹陷深层低渗透储层地震预测提供了新的思路。