高放废物处置库选址中低渗透介质地质研究的几个问题

低渗透介质是阻碍有害物质在地下迁移良好的天然屏障, 因此成为高放废物处置库围岩类型的首选。本文通过对高放废物处置库选址中地质研究的回顾, 阐述了低渗透介质地质研究的特点, 对地质参数测定、取样、水流模拟、地球化学模拟进行了重点介绍。     

密封舱光学玻璃对航空成像光谱仪光谱辐射影响的研究

航空高光谱遥感通常工作高度在海拔4000m以下,对于高海拔地区则需要采用密封舱飞机作为平台,而密封舱飞机底部玻璃窗口会对航空成像光谱仪光谱辐射产生影响,如何确定并消除该影响则成为航空高光谱遥感能否应用于高海拔地区的关键。我们研究小组提出了一种利用密封舱光学玻璃进行实验室定标的方法来进行研究,这种方法可以确定光学玻璃对航空成像光谱仪光谱偏移和辐射强度的影响。研究表明,光学玻璃对光谱仪的光谱偏移影响较小,在1%以内;而对光谱仪的辐射强度影响较大,在10%至50%之间,尤其是对短波红外波段影响较大。通过实验我们可以生成新的光谱定标文件和辐射定标文件来消除该光学玻璃的影响,从而使机载高光谱遥感能应用于更广泛的地区。     

裂隙岩体渗透系数确定方法研究

裂隙岩体渗透系数以及渗透主方向的确定对研究岩体渗透性大小及各向异性具有重要意义。高放废物地质处置库介质岩体的渗透性能将直接影响其使用安全性。本文运用离散裂隙网络模拟的方法对我国高放废物处置库甘肃北山预选区3#钻孔附近裂隙岩体进行了渗透性质分析。通过对3#钻孔1715～1780m段压水试验数据的反演,标定了离散裂隙网络渗流模型中的裂隙渗透参数(导水系数T)。利用标定的离散裂隙网络模型对场区裂隙岩体进行了渗流模拟,确定了该区域裂隙岩体的渗流表征单元体(REV)的尺寸大小以及渗透主值和主渗透方向。运用离散裂隙网络模型计算得出的渗透主值的几何均值与现场压水试验计算结果较接近,证明了计算结果的有效性。     

基于航空高光谱的黑土地硒含量反演研究

硒元素是人体必需的微量元素,研究土壤硒含量对区域土地质量和农作物经济价值均有重要意义。为了快速、准确地评价土壤硒含量分布状态,引入航空高光谱技术开展土壤硒元素含量反演。选择黑龙江省建三江地区作为研究区,采用CASI/SASI航空高光谱数据、ASD地面光谱数据和土壤样品硒含量数据,基于硒含量与光谱反射率的相关性和定量关系,采用偏最小二乘法构建了回归模型并开展研究区土壤硒含量遥感反演,模型决定系数达到0.721。利用地球化学数据进行反演结果的验证,对比结果表明反演数据可靠。     

一种间接从高光谱数据中提取黑土硒含量的新方法

我国东北黑土富含养分,随着土壤数字制图、精确农业和土壤资源调查等研究的深入,引入航空高光谱数据并提供科学的预测结果成为研究热点。硒元素相对于黑土土壤的主要成分属于微量元素,但其对作物的正常生长的作用与大量元素是同等重要的,亦是人体健康所必要的营养元素。针对硒含量反演,建立了一个基于主要成分的间接提取模型,该模型能够显著提升硒含量回归系数,降低实测值与预测值的误差。数据源自CASI-1500航空高光谱成像系统,光谱范围380~1 050 nm,空间分辨率1.5 m。在黑龙江建三江地区采集60个土壤样本,化验获得硒、有机质、全铁、pH和氧化钙含量数据,选择BP神经网络,建立光谱与含量的反演模型。分析不同含量的黑土成分在可见-近红波段范围内光谱变换规律,掌握了硒元素随着含量升高,光谱反射率会逐步升高的规律。但当硒含量较低时,在其他成分的干扰下,这一规律会逐渐减弱,直至不显著。有机质的光谱特征与硒元素相反,总体上随着含量的增高,反射率整体下降,这与有机质的光谱特性紧密相关。全铁光谱呈现出与有机质光谱类似的规律,说明二者具有较高的相关性。不同pH值和氧化钙含量的光谱特征与检测值没有呈现出明显的特征规律,反射规律不明显。对60个采样点不同养分含量进行逐波段求反射率对养分的相关系数。结果表明,pH值各个波段相关系数最高,均值达到0.63;其次是全铁的相关系数,为0.54;有机质和氧化钙的相关系数接近,分别为0.42和0.47;而硒元素含量与逐波段的平均相关系数最低,为0.38。选取相关系数较高的前5个波段,作为建模波段。硒特征波段为447,437,456,466和475 nm;有机质特征波段为447,456,466,437和475 nm;全铁特征波段为752,695,800,762和733 nm;pH特征波段为905,752,800,943和695 nm;氧化钙特征波段为752,695,800,523和762 nm。通过计算样本点硒含量与其他成分的相关系数,硒与有机质呈正相关,相关系数为0.79;与全铁、pH、氧化钙呈负相关,相关系数分别为-0.80,-0.94和-0.69。针对有机质、全铁、pH和氧化钙反演精度较高,而硒元素含量较低,直接反演精度不足的问题,设计了一种先提取4种成分含量,再根据其提取结果建立硒元素函数关系,间接反演硒元素含量的方法。首先将五种成分与特征光谱进行神经网络分析,计算每种成分的回归系数R2和RMSE。显示全铁和pH具有较高的反演精度,有机质和氧化钙归系数虽低于0.8,但也显著高于硒元素的反演精度。建立硒元素与其他4种成分含量的回归模型,得出Se=0.522 9+0.041 8Som-0.016 6Fe₂O₃-0.035 6pH-0.005CaO,进行硒元素间接提取,回归系数从0.516增长到0.724,均方根误差从0.182降低到0.136,显著改进了反演硒含量的精度,为硒元素大范围精确制图提供了一种新技术。     

一维空洞卷积神经网络的矿物光谱分类

矿物光谱综合反映了岩矿的物理化学特性、组分和内部结构特征,已被应用于岩矿识别研究。传统的矿物光谱分类方法需要先对矿物光谱进行预处理,再采用不同方法分析光谱特征,从而实现分类目的。但同时也会造成部分光谱信息丢失,导致最终分类精度不高且操作过程繁琐、效率低下,难以应对日益增长的大数据处理需求。因此,建立一个准确、高效的矿物光谱自动分类模型意义重大。卷积神经网络是应用最广泛的深度学习模型之一,它通过逐层抽取数据特征并组合形成高层语义信息,具有极强的模型表达能力,在光谱数据分析方面应用潜力巨大。针对矿物光谱数据的特点,提出了基于一维空洞卷积神经网络（1D-DCNN）的矿物光谱分类方法,利用空洞卷积神经网络提取光谱特征,采用反向传播算法结合随机梯度下降优化器调整模型参数,输出光谱分类结果,实现了矿物类别的端到端检测。该网络包含1个输入层、3个空洞卷积层、2个池化层、2个全连接层和1个输出层,采用交叉熵为损失函数,引入空洞卷积扩大滤波器感受野,有效避免光谱细节特征丢失。实验采集了白云母、白云石、方解石、高岭石四种矿物光谱,并通过添加噪声的方式进行数据增强,构建数量充足的矿物光谱样本用于神经网络模型训练与测试;探讨了卷积类型、迭代次数对模型分类结果的影响,并与多种传统矿物光谱分类方法进行对比,评价模型性能。实验结果表明,提出的1D-DCNN模型可实现矿物光谱快速准确分类,分类准确率达到99.32%,优于反向传播算法（BP）和支持向量机（SVM）,说明所提方法能够充分学习矿物光谱特征并有效分类,且模型具有良好的鲁棒性和可扩展性。该方法也可推广到煤炭、油气、月壤等其他领域光谱分类应用中。     

火焰原子吸收光谱法测定地质样品中的砷

微量砷的测定方法主要是原子荧光光谱法;含砷量较高的样品测定,一般采用容量法和分光光度法,但这两种方法相对来说流程长,过程繁琐。实验对样品中中等含量砷的测定进行了研究,样品经酸溶后,在硝酸(1%)介质中,用火焰原子吸收光谱法在波长193.7nm处测其吸光度,结果表明吸光度与其质量浓度在0~100μg/mL呈线性关系。方法的测定相对标准偏差(RSD)为0.8%,检出限为10.5μg/g,实验操作简便,适合样品中较高含量砷的分析测定。     

ODA_H_2O_2-HRP偶合反应伏安酶联免疫分析检测植物病毒GFV、TAV和PVY

将邻联茴香胺（ＯＤＡ）＿Ｈ２Ｏ２＿辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）偶合反应伏安酶联免疫分析新体系，应用于植物病毒葡萄扇叶病毒（ｇｒａｐｅｖｉｎｅｆａｎｌｅａｆｖｉｒｕｓ，ＧＦＶ）、番茄不孕病毒（ｔｏｍａｔｏａｓｐｅｒｍｙｖｉｒｕｓ，ＴＡＶ）和马铃薯Ｙ病毒（ｐｏｔａｔｏｖｉｒｕｓＹ，ＰＶＹ）的测定。该法对以上各种植物病毒叶澄清液的测定的稀释比均高于酶联免疫吸附分析（ＥＬＩＳＡ）法，检测范围均宽于ＥＬＩＳＡ法。     

铝-邻苯二酚紫-四元鎓盐离子对在胶束体系中的分配平衡的研究——分光光度法测定铝

以分光光度法研究了在表面活性剂胶束溶液中铝-邻苯二酚紫络合物与氯化十四烷基二甲基苄基铵(zeph),溴化十六烷基三甲铵(溴化HTA)或氯化四苯基磷(氯化TPP)所形成的离子对的分配平衡。在胶束中离子对的溶解引起光谱的紫移。测定铝选择了TPP体系,因为TPP离子对在水和曲拉通X-100之间的分配,比HTA或zeph离子对的少。在0.1%曲拉通X-100溶液中,波长为710纳米处,摩尔吸收系数为64000升/摩尔·厘米。本方法曾用于测定海藻中的铝。     

以水作载流的氢化物发生原子荧光光谱法测定畜禽养殖场土壤中的砷

为监测畜禽养殖场对周围土壤环境的污染程度,选择重庆市50个养殖场作为样本,对其附近的土壤进行采样分析.将新鲜的土壤样品加入适量的硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸高温消解后赶酸,最后定容至50 mL,利用以水作载流的氢化物发生-原子荧光光谱仪(WC-HG-AFS)测定了其中的砷(As)含量.结果表明,在5.000～100.00...