基于主成分分析和熵权法的新安江流域水质评价

【研究目的】新安江流域是华东地区重要的生态安全屏障,其治理具有长期性、艰巨性、复杂性和反复性。科学评价流域水环境质量状况,识别重点污染区域和主要污染因子,可为流域生态环境整治提供重要依据。【研究方法】以新安江流域88个监测点水质数据为基础,采用主成分分析法对水质评价指标体系进行优化,再运用熵权法计算各指标权重及各个监测点的水质综合指数,并结合GIS空间分析功能绘制了水质综合指数图。【研究结果】88个监测点的水质综合指数范围为0.02~1.313,流域地表水环境质量总体较好,以Ⅲ类水为主,且浙江段水质好于安徽段。重点污染区域分布在休宁—歙县—徽州区一带,形成了潜口镇、岩寺镇—三村镇两个污染中心。TN、TP和NH3-N为流域主要污染指标,其中TN为全局型污染物,TP和NH3-N为区域型污染物。【结论】主成分分析和熵权法结合的水质评价模型避免了评价指标的重复性以及权重赋值的主观性,能够有效评估复杂的水环境指标体系,具有较好的可行性和实用性。

新安江流域土壤元素地球化学特征:来自岩石建造类型的约束

成土母岩是土壤形成发育的物质基础,其岩石建造类型为土壤的元素地球化学特征提供重要约束。针对新安江流域各类岩石建造发育的土壤,以小流域为调查单元开展了生态地球化学调查,系统开展了不同地质背景下不同层位的土壤及相应母岩的对比研究,获取了该流域主要岩石建造土壤层、成土母质层以及成土母岩等介质中的主量元素、养分元素、重金属元素及其他有益元素的分布及分配特征。结果表明:各类元素在同一土壤-成土母质-成土母岩体系中的地球化学特征表现出一致性,除部分主量元素及pH值在不同岩石建造发育的土壤中存在较小差异外,大部分元素在新安江流域土壤中的组成及分布显著受其成土母岩的岩石建造类型控制。其中,黑色岩系及碳酸盐岩发育的土壤与全区背景差异最大,显著富集Cd、Cu、Se、Mo等亲硫元素,存在一定的环境质量风险;红层发育的土壤普遍缺乏N、P、有机质等养分元素,火山岩与侵入岩发育的土壤普遍富K元素,碎屑岩与变质岩发育的土壤元素地球化学特征与全流域背景差异较小。

多种物探方法组合在南昌城市地下空间探测中的有效性浅析

适度、合理、科学地开发利用城市地下空间资源,是解决城市病的重要途径。南昌地区是典型的滨湖冲积平原,第四纪厚度小、成因类型复杂、岩性岩相和厚度变化大,50m以浅的范围内存在着富水砂卵砾石层、软土和红层软岩等不良地质体以及基岩面起伏、隐伏断裂等问题,严重制约城市地下空间的开发利用,需要运用综合探测手段予以查明,但由于受到城市特殊的场地条件和强干扰的影响,对相关问题的探测存在着诸多的困难。

长江三角洲地区土壤地球化学基准值及其应用探讨

通过对基准值、背景值概念的进一步分析,确定了以沉积环境作为土壤地球化学基准值求取的基本单元,以各基本单元的面积加权法求取区域土壤地球化学基准值的方法。利用长江三角洲地区完成的多目标区域地球化学调查数据,求取了该区的土壤地球化学基准值,并对基准值特征进行了分析和应用探讨。结果表明:各沉积环境有其特征的指示元素或组合,F、Cl、Br、I、Ca和Mg元素组合可反映海相沉积物的新老和比例;N、S、OrgC组合,I、Hg组合和Y、Ce、La等稀土和稀有元素组合分别指示湖相、泻湖相和陆相沉积环境。Hg、Cd等为全区富集的污染元素;土壤中亲石元素、稀有和稀土元素稳定;I和CaO易流失。部分元素的土壤清洁级界限值采用X0+2S0能较好地反映土壤污染的分布。研究区土壤中养分Co、Na2O几乎全部为适宜区,K、N、Fe、B、Cu、Cl、Mg、S含量丰富,Zn、Mn和P、Mo、Si相对缺乏。

长江三角洲表层土壤Sn元素的空间分布特征及影响因素

对长江三角洲地区表层土壤Sn含量的空间分布特征进行分析,发现土壤平均含Sn量为8.35mg/kg,远远高于全国A层土壤Sn的背景值2.6mg/kg,表层土壤中Sn空间分布不均匀,呈现由苏锡常、宁镇扬、杭嘉湖、宁绍等经济带增高的趋势。各种沉积环境、土壤类型中Sn的含量也较全国类似或同类沉积环境、土壤类型中Sn的含量高,显示了高背景的特点。人类活动影响强烈区表层土壤中Sn元素富集明显,90.39%的面积区表现出富集的特征,富集系数大于2的强富集区面积占44.03%。另外,Ag、Bi、Hg、P、Pb、Sb、Se、TOC等也与土壤Sn呈相关性,可能与土壤Sn的富集有成因联系。

基于BP神经网络预测岩石导热系数

采用光学扫描仪测试了南昌地区出露的主要岩石样品的导热系数,并分析导热系数与孔隙率、含水率、密度、温度及压力之间的关系。在此基础上,提出基于BP神经网络的岩石热导率预测模型。结果表明,BP神经网络模型具有较高的预测精度,相关系数可达0.993 82,满足工程精度要求。

基于GIS的丹阳城镇工程建设适宜性评价

为了使城市地质调查成果更好地服务于新型城镇化建设,以正在开展的丹阳城市地质调查项目为依托,分析丹阳市地质环境条件并评价城镇工程建设的适宜性。选取地形地貌、水文、工程地质、水文地质、地质灾害、活动断裂和地震效应7个一级评价因子,地貌分区、水系水域、洪水淹没程度等11个二级评价因子,以500 m×500 m网格为评价单元,利用GIS软件对丹阳市进行工程建设适宜性评价。在此基础上,叠加了丹阳市生态红线管控区,将一级管控区划为工程建设不适宜区,二级管控区划为工程建设适宜性差区。结果表明,除生态管控区外,丹阳市工程建设适宜性总体良好,大部分地区为适宜区,适宜工程建设;城市开发建设不能突破生态保护红线。

华东地区矿山地质环境定量评价研究

根据华东地区各省矿山地质环境调查资料,从矿山区域条件、矿山开采对矿山地质环境的影响程度、矿山地质环境问题的发育程度、矿产资源开发规划、矿山生态环境恢复治理的难易程度等5个方面确定了影响矿山地质环境的指标体系,建立了矿山地质环境定量评价模型。该模型有16个评价指标,涵盖了影响矿山地质环境的各种因素。在GIS软件辅助与专家干预下,对16个评价指标逐一开展了评价工作,并在专家打分的基础上,运用层次分析法确定了各评价指标的权重值。根据各指标的评价结果及相应的权重值,计算得出总体评价的分值。在专家干预下利用MAPGIS软件编制了华东地区矿山地质环境评价图。经野外验证,评价结果与实际情况较为吻合。

基于环境地质问题分区的海峡西岸经济区环境地质图编图研究

在前人资料的基础上,全面总结了区内1999年地质大调查以来的水工环地质调查的最新成果,以环境地质问题分区作为普染色,运用GIS技术编制了海峡西岸经济区环境地质图,该图件能够反映海峡西岸经济区地质环境特征、地质资源、主要环境地质问题等内容。本文从编图的基本原则、编图范围、主要内容、图面表示方法等方面进行了阐述,研究发现,以环境地质问题分区作为环境地质图主要内容的编图方法,比以往采用环境地质背景分区的方式更能直观地反映区内的环境地质问题,可以更好地为国土资源规划、地质环境保护提供支撑。

基于GIS城市地质环境质量综合评价——以福州市为例

通过对福州市地质环境问题的分析和研究,选择地质灾害易发程度、地震烈度、工程地质条件、地下水防污性能、地形坡度、土壤质量六个指标体系,利用层次分析法确定其权重系数,构造了福州市地质环境质量评价模型,基于GIS理论和技术,对其地质环境质量进行了定量评价。根据评价结果将福州市地质环境质量分为好、较好、中等、较差、差五个级别,分析了各区主要存在的地质环境问题。

高密度电阻率法在无锡地区找水中的应用

为了查明无锡市西南地区地下水含、隔水层的埋藏深度及厚度,采用高密度电阻率法进行探测。本区地表水系发育,地势平坦,电性差异大,利用高密度电阻率法直观的得到了富水区域。经钻孔岩性分析,该方法推测的地下水埋藏深度结果正确,为同类工程问题提供了借鉴作用。

新型小城镇地质环境综合调查服务——以江苏丹阳2016年数据集为例

成果的有效应用服务是城市地质调查工作的核心驱动力,城市地质数据集作为城市地质调查工作的核心成果,是决定城市地质调查研究成果应用服务有效性的关键。中国地质调查局部署开展丹阳小城镇地质环境综合调查试点,本次共完成遥感解译1047 km^2(3期数据),调查点767个,钻探115个,累计钻探进尺8720 m(其中第四系孔915 m,水文孔2366 m,工程孔5439 m),采集第四纪地质样品2904组,地下水样品240组,原状土样1108组,土壤样2482组,地下水位统测点70个,抽水试验18组等。查清了丹阳市水文地质、工程地质、地质灾害等分布规律,并围绕丹阳市规划建设对地质工作的实际需求,对各类调查原始数据进行了专项加工,建立了数据集,为丹阳市规划建设提供了良好的支撑服务。文章对数据来源、数据收集方法、处理技术等方面进行了整理和归纳,形成了小城镇地质调查应用服务地质数据集的构建方法,为今后小城镇地质调查和数据集处理及应用提供参考。

江苏省地质环境管理改革发展的目标与路径

江苏省现阶段的主要地质环境问题是由自然因素和人为因素造成和引发的。多年来,江苏省地质环境管理取得了很大成绩,但也存在不少问题。新时期加强地质环境管理要根据江苏省的实际,不断深化认识,健全法制,明确责任,突出重点,拓宽地质环境管理思路;要从政府、企业和社会三方面着手,构建保障社会科学发展的地质环境管理新机制,全面推进地质环境管理改革,为江苏省现代化建设"两个率先"的宏伟目标服务。

安徽省矿山地质环境管理的主要问题

本文在广泛收集区域地质环境调查资料的基础上,结合典型矿山地质环境调查,初步总结了安徽省主要矿山地质环境问题的类型、特征和管理现状,讨论了新时期政府管理的基本思路与政策建议,提出了建设绿色矿山、保护矿山环境的对策措施。

南昌市中心城区地下空间开发地质适宜性评价

地下空间资源是未来城市发展的重要空间资源,也是可持续发展战略中不可缺少的部分。为了支撑南昌市地下空间的科学开发,基于地质调查成果,从地形地貌、工程地质条件、水文地质条件、活动断裂与地震效应、环境地质问题5个方面对南昌市地质环境影响因素进行识别,构建地下空间开发地质适宜性评价指标体系,采用层次分析法和灰色关联分析法建立数学模型,对不同深度地下空间的地质适宜性进行了评价。评价结果显示,研究区中层地下空间地质条件复杂,浅层和深层地下空间更适宜开发。该结果为南昌市地下空间专项规划的编制提供了技术支撑。

地下水开采引发的土体变形对污染物迁移影响研究

地下水开采引发的土体变形对污染物迁移具有重要影响。结合地下水渗流理论、太沙基一维固结理论和溶质运移对流-弥散理论,建立了变形土体中污染物迁移三维耦合数值模型,考虑了孔隙度、渗透系数和水动力弥散系数随有效应力的动态变化。通过对实际案例进行模拟,分析了地下水开采引发的土体变形对污染物迁移规律的影响。结果表明,地下水位下降,土体有效应力增加,土体骨架压缩变形,使得孔隙度、渗透系数减小,导致水动力弥散系数增幅减小,从而延缓了污染物迁移的对流扩散过程。

南昌平原区孔隙地下水水化学特征及成因分析

为阐明南昌平原区地下水的水化学特征及成因机制,通过统计分析、Piper三线图图示法、Gibbs图和离子比例系数,系统研究地下水化学的空间分布特征与及来源。研究结果表明:(1)孔隙地下水整体为微酸性淡水,阴离子以HCO3-为主,阳离子以Ca2+和Na+为主;(2)地下水的主要化学类型为HCO3-Ca及混合型,在空间上具有分带性;(3)地下水的主要控制因素是以溶滤作用为主导的水-岩作用;(4)地下水中的K+、Na+来源于硅酸盐的溶解,Ca2+、Mg2+的来源于碳酸盐、硅酸盐以及蒸发岩的溶解,主要阴离子来源于硫酸盐岩与碳酸盐的溶解。

南京市地面塌陷发育特征及防治对策

地面塌陷已成为南京市主要的地质灾害问题,从时空分布、影响因素、发生破坏机理等方面,论述南京市发育的岩溶塌陷、采空塌陷、工程塌陷的发育分布特征及其成因等。总结发现南京市工程地面塌陷发生率逐年上升,危害范围呈现由郊区向城市中心扩展的趋势;过量开采地下水和地下矿产资源、疏排地下水、人工加载和扰动等是诱发地面塌陷主要的因素。基于南京地面塌陷的分析和研究,提出相应的防治对策。

福建省泉州地区断裂带地壳形变PS-InSAR监测

PS-InSAR技术能够有效降低常规差分干涉雷达受时间失相干、空间失相干和大气效应的影响,在常规D-InSAR不能形成干涉条纹的情况下,可利用时间序列的雷达影像和相位稳定的永久散射体目标点获取离散的PS像素点形变速率。以福建省泉州地区的断裂带为研究对象,对1996-1999年的22景ERS SAR数据进行PS-InSAR处理,得出研究区主要断裂的视线向位移速率为3~5mm/a,表明该区断裂仍有一定的活动性,具有潜在的地震危险。

视电阻率垂向电测深在无锡市地质环境勘查中的应用

在城市中,存在着大量的多物理属性背景干扰,其中以地质发育,工业、民用电磁信号,城市噪声等为主要影响。视电阻率垂向电测深方法具有垂直方向分辨率高、装置简易、工作效率高的优点被广泛应用于城市地质环境勘查。本次在无锡市完成3条总长3160 m的测线E1、E2、E3,结合以往的勘查以及对异常区的钻探验证,结果显示在勘查区存在2条断层F1、F2,并且在垂向划分了岩层,确定了富水区域,取得了优良的应用效果,为无锡市地质环境评价提供了参考依据。