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基于微服务架构的城市土壤污染物联网监测及可视化系统研发

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地学前缘 2024年第4期31卷 165-174页

作者：王汉雨周永章许娅婷王维曦曹伟刘永强贺炬翔陆可飞中山大学地球科学与工程学院广东珠海519000 中山大学地球环境与地球资源研究中心广东珠海519000 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东珠海519000

土壤污染具有累积性、隐蔽性、潜在性和不可逆性,对城市土壤污染进行预防和科学系统的监测至关重要。传统监测方法存在时效性差、数据处理能力有限等问题,无法满足城市土壤污染预防和科学系统监测的需求。本研究旨在开发一套能够实时在... 详细信息

土壤污染具有累积性、隐蔽性、潜在性和不可逆性,对城市土壤污染进行预防和科学系统的监测至关重要。传统监测方法存在时效性差、数据处理能力有限等问题,无法满足城市土壤污染预防和科学系统监测的需求。本研究旨在开发一套能够实时在线监测、处理和分析城市土壤污染数据的系统,以提高预测和预警的时效性。基于微服务框架Spring Cloud Alibaba,整合开发基于EMQX平台的订阅端,实现土壤数据的采集和入库。同时,开发与Geoserver服务器对接的WebGIS功能模块,利用OpenLayers渲染地图和土壤元素浓度图,实现对土壤状态的监控和可视化分析,进而实现对土壤污染的预测和预警。突破相关监测元素的传感器技术,可以实现城市土壤污染的物联网实时在线监测,处理和分析土壤污染数据,显著提高土壤污染预测和预警的时效性。

关键词：城市土壤污染物联网监测微服务架构 Spring Cloud Alibaba Docker 可视化系统大数据

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土壤施硒量对杂交狼尾草生长和硒积累的影响

草地学报 2024年第3期32卷 838-847页

作者：陈钟佃邱水玲冯德庆黄秀声黄小云周柳婷福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所/福建省丘陵地区循环农业工程技术研究中心福建福州350013 福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福建福州350002

为探讨杂交狼尾草(***×***)产能对富硒强化措施的响应,本研究采用盆栽试验,研究不同土壤施硒量(0,0.50,1.00,2.00,5.00,10.00,20.00,30.00,40.00和50.00 mg·kg^(-1))处理对杂交狼尾草幼苗成活率、产能和硒积累的影响。结果显示,土壤... 详细信息

为探讨杂交狼尾草(***×***)产能对富硒强化措施的响应,本研究采用盆栽试验,研究不同土壤施硒量(0,0.50,1.00,2.00,5.00,10.00,20.00,30.00,40.00和50.00 mg·kg^(-1))处理对杂交狼尾草幼苗成活率、产能和硒积累的影响。结果显示,土壤施硒量1.00 mg·kg^(-1)对杂交狼尾草的生长有促进作用;20.00 mg·kg^(-1)显著抑制幼苗的成活率和分蘖期的生长,对拔节期和成熟期植株影响不显著;40.00 mg·kg^(-1)抑制拔节期的生长。土壤施硒量≤5.00 mg·kg^(-1)时,杂交狼尾草地上部和根系对硒有较强的富集能力,富集能力强于紫云英、黑麦草和紫花苜蓿等;通过杂交狼尾草的生物转化,大量无机硒可转化为有机硒,而在≤5.00 mg·kg^(-1)施硒量下有机硒转化率最高,为56.19%~73.91%。研究表明,杂交狼尾草是一种富硒能力强的饲草,在土壤施硒量≤5.00 mg·kg^(-1)(土壤硒本底值为0.07 mg·kg^(-1))时对硒的富集效果最佳,有机硒转化率高,具备作为高硒、高值化饲料添加剂材料的开发潜力。

关键词：硒杂交狼尾草生产积累

鄂尔多斯盆地北部直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式

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煤炭学报 2024年第2期49卷 917-928页

作者：范立民孙魁马万超胡俭马雄德王建文吴立群苗彦平荣辉中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 陕西省地质环境监测总站自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054 陕煤集团神木张家峁矿业公司陕西神木719300 长安大学水利与环境学院陕西西安710054 陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司陕西神木719300 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074 陕煤集团神木红柳林矿业公司陕西神木719300

近十几年来,鄂尔多斯盆地北部煤矿开采频频受到了直罗组地下水的威胁,甚至出现了突水事故。区内以直罗组地下水为充水水源的大水矿井连片分布,且与直罗组古河道砂体关系密切。为阐释神府南区直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式,在直罗... 详细信息

近十几年来,鄂尔多斯盆地北部煤矿开采频频受到了直罗组地下水的威胁,甚至出现了突水事故。区内以直罗组地下水为充水水源的大水矿井连片分布,且与直罗组古河道砂体关系密切。为阐释神府南区直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式,在直罗组古河道砂体空间分布及其对地下水赋存控制作用研究的基础上,从研究区尺度、井田尺度和工作面尺度,分析了直罗组古河道砂体与矿井涌水的关系,提出了直罗组古河道砂体下矿井涌水模式。结果表明:神府南区直罗组古河道冲刷带沿红碱淖—尔林兔—锦界一线发育,冲刷带内延安组第5段几乎被冲刷剥蚀殆尽,在局部地区延安组第4段也遭受了冲刷。根据砂分散体系分析和隔水岩组发育特征,将冲刷带内充填沉积的古河道砂体分为3级。直罗组古河道砂体富水性的强弱主要受控于砂体规模、物性特征和风化作用,一级砂体(主河道)区域富水性强于二级砂体(分支河道)及三级砂体(三角洲间湾、分流间湾)区域,当砂体遭受风化后,其富水性将进一步增强。基于不同尺度下砂体分级、风化砂体厚度与矿井涌水关系的分析,提出了研究区东部现阶段古河道砂体下生产矿井的3种涌水模式。强涌水模式,主要位于一级砂体分布区,风化砂体厚度一般≥30 m。中等涌水模式,主要位于一级砂体的边缘或二级砂体区域,风化砂体厚度一般10~30 m。弱涌水模式,主要位于三级砂体区域,风化砂体厚度一般<10 m。

关键词：直罗组含水层古河道砂体矿井涌水模式水资源保护(保水采煤) 鄂尔多斯盆地北部

基于油气运移最小能耗率原理的成藏期地层倾角窗口研究——以鄂尔多斯盆地上古生界致密气藏为例

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天然气地球科学 2024年第1期35卷 30-40页

作者：王任一许彪李江涛张登辉陈之龙浙江海洋大学石油化工与环境学院浙江舟山316022 中国石油青海油田分公司甘肃敦煌736202

对于成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间关系的研究,国内外学者多局限在勘探实践案例统计分析及简化物理模拟实验研究方面,缺少对成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间理论关系的研究。从油气运移最小能耗率原理出发,在理论上严格证明... 详细信息

对于成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间关系的研究,国内外学者多局限在勘探实践案例统计分析及简化物理模拟实验研究方面,缺少对成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间理论关系的研究。从油气运移最小能耗率原理出发,在理论上严格证明了油气运聚系统成藏期地层倾角窗口的存在。处于成藏期地层倾角窗口,油气运移有效驱动功率最弱,油气运聚系统能耗率最小,油气运聚效率最高,赋存发育油气资源量最大。回答了成藏期地层倾角到底是较大还是较小时有利于成藏的问题,揭开了侯连华等(2021)对国内已投入商业开发的44个天然气有效区带和49个石油有效区带的油气资源量,与其主成藏期平均地层倾角二者间呈一“开口向下抛物线”统计特征之谜。同时,利用该理论对鄂尔多斯盆地上古生界致密气藏地层倾角窗口演化变迁进行研究。上古生界高压致密古气藏由净浮力梯度、剩余压力梯度和排驱压力梯度三者之和为其油气运移有效驱动力,缓慢减小到由净浮力梯度与排驱压力梯度二者之和为其油气运移有效驱动力的现今低压致密气藏。与之相对应,高压致密古气藏由较小成藏期地层倾角窗口(0.2°~0.3°)缓慢变为现今低压致密气藏相对较大成藏期地层倾角窗口(0.35°~0.45°)。

关键词：油气运移最小能耗率原理成藏期地层倾角窗口鄂尔多斯盆地低压致密气藏气藏调整

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高分辨率遥感在震害监测中的应用综述

遥感信息 2024年第4期39卷 1-10页

作者：张锐王福涛陈生中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 中国科学院空天信息创新研究院北京100094

随着卫星、有人机、无人机等遥感平台的快速发展,高分辨率遥感技术在震害灾前预警、灾中应急监测、灾后恢复重建监测等全生命周期中发挥了重要作用。文章首先分析了震害监测的需求、挑战以及面临的主要问题,然后介绍了高分辨率遥感技术... 详细信息

随着卫星、有人机、无人机等遥感平台的快速发展,高分辨率遥感技术在震害灾前预警、灾中应急监测、灾后恢复重建监测等全生命周期中发挥了重要作用。文章首先分析了震害监测的需求、挑战以及面临的主要问题,然后介绍了高分辨率遥感技术的基本原理和数据获取、处理、分析等关键技术,最后详细讨论了高分辨率遥感在震害灾前、灾中和灾后监测中的具体应用案例,总结了遥感技术在震害不同阶段的实际应用效果,并提出未来研究的发展方向。结果表明,高分辨率遥感技术能够提供准确、详细的地表信息,帮助评估灾害范围和破坏程度,还可以对灾后恢复重建规划实施监测,对震害的预警、救援和灾后重建具有明显优势,能够克服传统调查手段的不足,有助于提高灾害应对效率和减轻灾损。未来应加强空天高分辨率遥感的协同监测,提升遥感时空分辨率、数据集成、智能分析、决策支持等技术,以提供更全面、更精准的信息支持。

关键词：遥感监测地震全生命周期灾损评估风险

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颗粒状碳酸氧镧去除水体中氟的性能

应用化学 2024年第2期41卷 297-307页

作者：张涛李思莹李俊乐邵思羽吴传栋凌梅吕东伟王威哈尔滨工业大学环境学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司哈尔滨150090 广东粤海水务投资有限公司深圳518021

针对传统吸附剂对氟吸附能力不高的问题,采用氧化镧(La_(2)O_(3))活化制备颗粒状碳酸氧镧(La_(2)O_(2)CO_(3))材料。La_(2)O_(2)CO_(3)对氟离子具有很强的吸附性能,在一个较宽的pH值区间(3.0~10.0)内,具有较好的除氟性能,氟离子去除率在... 详细信息

针对传统吸附剂对氟吸附能力不高的问题,采用氧化镧(La_(2)O_(3))活化制备颗粒状碳酸氧镧(La_(2)O_(2)CO_(3))材料。La_(2)O_(2)CO_(3)对氟离子具有很强的吸附性能,在一个较宽的pH值区间(3.0~10.0)内,具有较好的除氟性能,氟离子去除率在94.5%~98.0%。吸附结果表明,La_(2)O_(2)CO_(3)对氟离子的吸附行为遵循Langmuir模型,是吸热过程。25℃时,其饱和吸附容量达到了22.47 mg/g,相较于传统La_(2)O_(3)材料吸附容量提升约5倍。吸附动力学遵循准二级动力学模型,主要为化学吸附。通过NaOH水溶液对La_(2)O_(2)CO_(3)实现了再生,当NaOH浓度为1.0 mol/L时,脱附率可以达到90.3%,实现了吸附剂的重复利用。

关键词： La_(2)O_(2)CO_(3) 吸附剂水中除氟热力学动力学再生

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旋转环境下的磁耦合双稳态能量俘获机理研究

振动工程学报 2024年第6期37卷 964-975页

作者：伍芷娴王锁李支援梅旭涛周生喜西北工业大学航空学院陕西西安710072 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057 东京大学工学院日本东京153-8505

环境中存在大量的旋转运动能量,可以使用能量俘获技术将其转换为可用的电能,进而为嵌入式设备和无线传感器提供持续稳定的电能,以解决传统化学电池供电带来的环境污染和维护成本高等问题。为了提高能量俘获系统在超低频(低于3 Hz)旋转... 详细信息

环境中存在大量的旋转运动能量,可以使用能量俘获技术将其转换为可用的电能,进而为嵌入式设备和无线传感器提供持续稳定的电能,以解决传统化学电池供电带来的环境污染和维护成本高等问题。为了提高能量俘获系统在超低频(低于3 Hz)旋转环境中的能量俘获性能,本文提出一种具有低势垒特性的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统。在充分考虑了离心效应影响的前提下,基于能量法和拉格朗日方程在旋转坐标系下推导了该系统的分布式参数机电耦合方程。通过建立该系统的磁力计算模型以分析磁间距和离心效应对系统势能阱及能量俘获特性的影响。数值仿真结果和实验结果均验证了与传统线性能量俘获系统相比,本文提出的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统具有更宽的工作频率范围(0~2.67 Hz)和更高的输出电压(大于2 V)。

关键词：旋转能量俘获超低频双稳态时变势阱低势垒

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复合干热胁迫下黄土高原夏季植被脆弱性评估

农业工程学报 2024年第6期40卷 339-346页

作者：张更喜王慧敏粟晓玲方红远章数语黄金柏冯凯扬州大学水利科学与工程学院扬州225009 西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055 华北水利水电大学水利学院郑州450046

随着气候变化的加剧,高温干旱事件频发,对植被健康生长造成了严重影响。针对相关性方法难以准确刻画复合干热胁迫下植被脆弱性的问题,利用1982—2015年去趋势和标准化的归一化植被指数(detrended and standardized normalized differenc... 详细信息

随着气候变化的加剧,高温干旱事件频发,对植被健康生长造成了严重影响。针对相关性方法难以准确刻画复合干热胁迫下植被脆弱性的问题,利用1982—2015年去趋势和标准化的归一化植被指数(detrended and standardized normalized difference vegetation index,SNDVI)、标准化降水蒸散发指数(standardized precipitation and evapotranspiration index,SPEI)和标准化气温指数(standardized temperature index,STI),构建基于Vine Copula的复合干热胁迫下植被脆弱性评估模型,量化黄土高原不同土地利用类型和气候区植被对高温干旱的响应关系。结果表明:1)黄土高原大部分区域SNDVI与SPEI呈正相关关系,与STI呈负相关关系,草地SNDVI与SPEI、STI的相关性最高,其次为耕地,林地最低;2)相对于单一干旱或高温事件,复合干热事件进一步加剧了植被脆弱性,复合干热胁迫下黄土高原6、7、8月植被损失概率分别为0.51、0.57和0.55,较高的区域集中在陕西北部、宁夏、甘肃东部和内蒙古等地区;3)黄土高原地区不同植被类型对复合干热的脆弱性各异,脆弱性从大到小依次为草地、耕地、灌木、林地。研究结果有助于深入了解植被对气候极端事件的响应,支持应对气候变化的陆地生态系统风险管理。

关键词：复合干热 NDVI 脆弱性评估 Vine Copula 黄土高原

基于InVEST模型的新疆1990—2018年产水服务时空变化及驱动因素分析

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现代地质 2024年第3期38卷 636-647页

作者：陈武迪刘晓煌李洪宇雒新萍王然邢莉圆白亚楠王超赵宏慧中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430074 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心新疆乌鲁木齐830057 自然资源要素耦合过程与效应重点实验室北京100055 中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心北京100055

产水服务是重要的生态系统服务功能之一,评估产水服务空间分异特征、明确不同自然资源分区的关键驱动因子,是维系新疆生态安全和可持续发展的关键。本研究利用InVEST模型模拟新疆1990—2018年产水服务时空变化,选择气候、土壤、地形、... 详细信息

产水服务是重要的生态系统服务功能之一,评估产水服务空间分异特征、明确不同自然资源分区的关键驱动因子,是维系新疆生态安全和可持续发展的关键。本研究利用InVEST模型模拟新疆1990—2018年产水服务时空变化,选择气候、土壤、地形、土地利用等因子,采用地理探测器开展产水服务空间异质性归因分析。结果表明:(1)1990—2018年新疆产水总量变化为524.39×10^(8)~683.42×10^(8)m^(3),高值区集中在阿尔泰山、准噶尔盆地西部山地及天山山地等地区。(2)研究区不同地类的产水能力不同,其中荒漠和林地的产水能力最高,草地和水体与湿地其次,耕地和建设用地产水能力最差。(3)在新疆全域,气候类因子的解释能力最强,尤其是年总降水量因子,解释能力达到0.9以上;不同自然资源分区,产水服务空间分异的主要驱动因子存在明显差异,但年总降水量因子仍为第一主导因子。(4)因子的交互作用对产水服务的空间分布解释能力大于单个因子的解释能力,气候因子与地形因子的交互作用解释能力最强,其次是气候因子与土地利用因子的交互。因此,新疆产水服务的维持与保护工作应充分考虑气候、地形、土地利用等因素,制定合理的水资源管理和保护措施。

关键词：产水服务 InVEST模型地理探测器归因分析新疆