摘要：露天开采作为我国矿产资源的主要开发形式,其长期高强度人为扰动形成的传统“梯田式”内排土场面临占地面积大、景观破碎等问题。近自然地貌重塑作为矿区修复的重要手段,具有融合矿区内外景观的独特优势。为设计与周边自然地貌相融合的露天矿内排土场地貌,在现有开采工艺基础上,提出一种采排复一体下基于调整曲面的内排土场近自然地貌重塑模型;以新疆黑山露天矿为例,构建内排土场近自然设计地貌,及区域原始地貌和传统设计地貌2个对照组,结合CLiDE演化模型,模拟并评价10 a内近自然设计地貌的抗水蚀效果。结果表明:①地貌设计上,近自然地貌重塑模型在采排复一体化过程中可依据采复子区采前地表、矿层顶板及底板数字高程数据,自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程近自然设计结果;②土方调配上,近自然设计地貌土方平均运距较传统设计地貌高0.49 m/m^(3),较后者高约0.06%,两者土方平均运距极为接近;③视觉上,近自然设计地貌能够与周边自然景观相融合,相较传统“梯田式”地貌,其与周边自然地貌间无明显拼接痕迹;④土壤水蚀模拟上,近自然设计地貌较传统“梯田式”地貌10 a可减少约39.07%的土壤水蚀量,其可显著提高内排土场表土抗水蚀能力;⑤土壤运移演化上,近自然设计地貌表土流失及堆积区的空间位置与自然原始地貌重叠率达57.27%,较传统设计地貌高2.96%,其区域表土运移特征与采前自然地貌更为接近。

摘要：露天开采作为草原矿区开采的重要方式,采排复过程中形成的“梯田式”内排土场传统地貌面临占地面积大、景观破碎、水土侵蚀等问题。基于自然的解决方案(NbS)可以自然地貌为师,具有融合矿区原始景观的独特优势。为构建与周边自然地貌相融合的内排土场地貌,在现有工艺和团队已有成果上,提出一种采排复一体情景下,基于水文保留曲面(HPCS)的内排土场近自然地貌重塑模型,以新疆黑山露天矿内排土场为例,构建HPCS下近自然设计地貌(NNDL_HPCS)为实验组,地表调整曲面下近自然设计地貌(NNDL_SAS)、原始自然地貌(PNL)和传统设计地貌(TDL)3者为对照组,结合GIS空间分析软件与CLiDE演化模型,模拟并评价NNDL_HPCS在地貌融合、土方调配与土壤抗水蚀3方面的改良效果,结果表明:地貌设计上,基于HPCS的内排土场近自然地貌重塑模型可依据预设采复周期下采复子区采前地表、矿层顶板和矿层底板3者的数字高程数据(DEM),自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程设计结果;地貌融合上,NNDL_HPCS较NNDL_SAS和TDL视觉上更接近于PNL,其相对PNL的高程总方差较后两者分别低50.37%和37.92%,且其自然水文保留率较后两者分别高出2.85%和8.53%;土方调配上,NNDL_HPCS土方运移成本小幅增加,其土方平均运距分别较NNDL_SAS和TDL分别高出约4.99%和5.05%;土壤抗水蚀上,NNDL_HPCS较NNDL_SAS 10 a可减少约55%的表土水蚀总量,较TDL减少约72.6%,可显著提高内排土场表土抗水蚀能力。

摘要：草原露天煤矿内排土场地貌受采-排-复活动中塑形方式与土方量等因素影响,面临景观破碎、水土流失等生态环境问题。在现有工艺与团队已有成果上,为进一步实现矿区重塑地貌与周边水文相融,构建基于水文保留曲面(HPCS)的采复子区划定优化模型,以新疆黑山露天矿内排土场为例,构建优化后的HPCS下近自然设计地貌(MNNDL_HPCS)为实验组,NNDL_HPCS、原始自然地貌(PNL)和传统设计地貌(TDL)3者为对照组,结合空间叠加分析与地貌演化模拟技术,评价MNNDL_HPCS在水文融合、土方调配与土壤抗水蚀3方面的优化效果。结果表明:(1)采复子区划定上,MNNDL_HPCS内除开采子区位置划定调整外,其余区域位置保持不变;(2)水文融合上,以PNL为基准,MNNDL_HPCS视觉效果最优,并在水文沟道空间重叠率和水文融合率指标上,分别较NNDL_HPCS与TDL高52.84%和7.04%,与66.66%和18.11%;(3)土方调配上,MNNDL_HPCS土方平均运距较NNDL_HPCS缩减约0.98 m/m^(3),较TDL高约4.93%,土方运移成本较优化前略有降低;(4)土壤抗水蚀能力上,MNNDL_HPCS较PNL、NNDL_HPCS和TDL的10年可分别减少约31.65%、56.86%和80.59%的土壤水蚀总量,其中平均坡度缓和(0.28°)是MNNDL_HPCS土壤抗水蚀优于PNL的主因,其通过HPCS模型内坡度缓和优化模块实现。研究成果可助于恢复研究矿区内原径流通道和原地貌与景观,提高矿区生态修复稳定性。

摘要：【目的】采样密度与耕地土壤有机质(SOM)的空间预测精度密切相关,为提高耕地SOM空间预测精度,需要确定合理的采样密度。【方法】以湖南省岳阳县为例,用R语言设计了条件拉丁超立方体抽样(cLHS)方案,从7399个(采样密度为14.82个km^(−2))耕地土壤样本中独立抽取不同采样密度的8个训练集(采样密度分别为10.01、7.41、3.70、1.85、0.93、0.46、0.23、0.12个km^(−2)),为了兼顾样本特征空间与地理空间,地形部位、坡度、成土母质、土壤类型、乡镇和经纬度等信息被添加到了cLHS中。结合普通克里格方法,分析和探讨了不同采样密度的耕地SOM空间预测效果。【结果】不同采样密度训练集SOM均值高于湖南省平均水平,具有中等程度变异,描述性统计结果差异不大,各训练集对总体均具有较强的代表性;半方差函数模型均为指数模型,具有较好的半方差结构(结构性比例:87.5%~94.5%),空间相关性较强,变程与拟合优度呈现出正相关关系(相关系数r=0.96),与结构性比例则表现为负相关关系(相关系数r=−0.79);在采样密度为3.70个km^(−2)时,探测到的SOM变异结构中结构性组分最完整,精度最佳。当采样密度达到1.85个km^(−2)以上时可较稳健地揭示其空间结构特征,继续增加采样密度并不能大幅提升预测精度。【结论】考虑预测精度要求和工作成本,与研究区自然地理条件相似的地区将耕地土壤采样密度控制在1.85个km^(−2)以上可获得预期的效果。

摘要：经亿万年进化的生物已经具备了完善的结构、性状、原理和行为等生物特性,这些特性能为现实多种复杂问题提供有效解决机制。生物为产品设计尤其是仿生设计提供了原始素材,是创新的灵感之源。为充分利用已知的生物原型,进行系统化的产品仿生技术结构设计。建立多生物效应的描述模型,基于灰色聚类提出了生物—技术系统的特征聚类方法;研究生物功能技术实现的类比方法,提出了基于属性的生物-技术功能映射模型及多生物效应驱动的产品原理解构建过程,给出了基于特征聚类的多生物效应技术实现方式;集成上述研究成果形成了面向产品系统设计的多生物效应技术求解模型,并以纽扣电池扣圈装置创新设计为例,验证了本方法的有效性。

摘要：以同位素稀释质谱法测定奶粉中氯霉素为例,比较了近几年商品化的API5000、Q-trap5500、Agilent 6490、Waters XEVO TQS 4种高效液相色谱-串联三重四极杆质谱仪（LC-MS/MS）的关键指标,并重点研究了由于离子源设计导致的样品基质中残留化合物对氯霉素及其氘代同位素试剂测量的基质效应差异.通过比较测量氯霉素的线性、灵敏度和精密度等指标,发现这4种仪器测量氯霉素的线性和检测灵敏度差异不大.在0.2～1.0 ng/g痕量浓度范围分析时,在低浓度点时,不同仪器上两种化合物的离子化差异较大,测量精密度在1.0％～9.8％之间;在高浓度时,仪器对目标物响应的影响较小.考察了各仪器对不同基质溶液所产生的基质效应,发现在所有仪器上被测物与其同位素稀释剂的响应均存在差异,且随浓度增大差异越来越明显;不同预处理方法下得到的样品基质溶液,在不同仪器可能出现抑制或增强两种相反的基质效应现象,且强度差异也较大.表明基质中不同类型的干扰物在不同类型的离子源上的离子化模式与机理可能存在较大差异,从而导致同位素试剂之间响应的差异,在准确测量中必须分别进行基质效应的验证与确认.

摘要：在采矿活动中,由于传统的排土场边坡模型并不能很好的融入当地周围环境,导致排土场的水土流失现象十分严重,因此需要对边坡进行地形重塑,以减少土壤损失量,提高边坡保土能力,使排土场能与周围环境相协调。近自然地形重塑以未受扰动的地形作为参照,构建出符合当地侵蚀过程所形成的地形模型,在国内外地形重塑中有诸多应用。根据近自然地形重塑理论及统计学原理,以胜利矿区为研究区,提取并分析该地区自然边坡的特征参数,并以此构建了反S型边坡模型,利用WEPP模型对比分析反S型边坡模型和原排土场边坡模型,验证了反S型边坡模型的优势。研究发现:①提取胜利矿区的自然边坡剖面线进行分析,分析结果表明胜利矿区主要的边坡坡型为反S型边坡,在此基础上提出了凸面水平占比和凸面竖直占比两个新的边坡特征参数,并对反S型边坡的特征参数进行提取。②分别对胜利矿区陡坡部分和缓坡部分的边坡特征参数进行相关性分析和曲线拟合,在此基础上分别构建了陡坡部分和缓坡部分的反S型边坡模型,发现陡坡部分的反S型边坡模型中凸面和凹面在竖直方向上的分割点位于黄金分割点附近。③以陡坡部分的反S型边坡模型对胜利矿区排土场边坡的特征参数进行设计,向WEPP模型中输入胜利矿区气候、土壤、植被覆盖等数据后,在不同坡高和不同模拟年份的条件下对构建的边坡模型与原排土场边坡模型进行水蚀分析,结果表明随着坡高和模拟年份的增加,反S型边坡模型的保土能力和长期稳定性明显优于原排土场边坡模型,可以依据反S型边坡模型对排土场边坡进行设计。

摘要：本文介绍了国际上有关地应力环境研究与数据库建设的相关情况;重点阐述了“中国大陆地壳应力环境基础数据库”的构成,包括基本数据类型、数据来源以及数据覆盖范围等基本情况;阐述了本数据库管理系统的基本设计思想、主要功能及其特色;扼要介绍了以数据库资料为基础开展了中国大陆构造应力分区以及应力场的数值模拟研究成果.

摘要：分析了组合复杂性转换为周期复杂性的c/p过程,并将c/p过程与TR IZ理论集成,提出了一种组合复杂性消除过程模型。首先,判断系统中是否存在组合复杂性,绘制系统功能结构图,并确定导致系统出现时间相关组合复杂性的组合。其次,应用TR IZ理论分析系统功能,引入一个合理的功能周期消除系统的组合复杂性。最后,将抽象的功能周期描述转化为改进后的设计方案,并以工程实例加以验证。

摘要：近些年,位于中国生态安全“两屏三带”的东部草原煤电基地出现了景观破碎化、草场退化、水土流失等生态环境问题。本文旨在探讨如何利用景观生态学、恢复生态学原理,通过修复、创建或重组等手段调整景观组分与空间格局,实现草原煤电基地生态恢复从土壤重构、植被重建等传统单一生态环境要素修复,向生态系统结构及其生态功能恢复方向拓展,以维持区域生态系统的稳定性。以生态系统之间的结构、功能与过程恢复为核心的景观生态恢复则是煤电基地生态安全格局构建的关键途径。对当前矿区景观生态学的研究不足进行了分析;以我国东部草原煤电基地内的胜利矿区和宝日希勒矿区为例,通过现场调查、多源遥感监测与数值模拟等手段,分析了草原煤电基地由于大规模地形地貌以及土地利用变化导致的主要景观生态问题;提出了草原煤电基地景观生态恢复的关键技术策略,以及在矿区景观生态恢复技术实施过程中的设计与应用案例,为其他类似露天矿区的景观生态恢复提供新的技术方法参考。提出的主要技术策略包括:在宏观尺度上识别与构建草原煤电基地生态源地、生态网络等关键景观组分,结合地貌重塑与生态廊道构建露天矿区景观生态格局的立体优化策略;针对内外排土场景观斑块等重要部位,分别通过大型异构排土场的水土物质流途径识别,构建外排土场水土资源调控系统的策略,以缓解外排土场水土流失与地质稳定性问题;并构建内排土场全生命周期近自然地貌重塑策略,以提升大规模内排土场与周边自然草原景观基质及地表水文系统的融合度。