地下水流系统理论与研究方法的发展

地下水流系统理论的提出,推动了现代水文地质学的发展。以Tóth经典地下水流系统理论建立方法为基础,综述了基
于Tóth方法的地下水流系统的模拟成果,分析了Tóth方法得出的水流模式与控制因素的关系,以及地下水流系统理论从概念到
实际应用的发展。同时,对中国地质大学(武汉)提出的地下水流系统通量上边界模拟方法也进行了系统论述,在物理模拟实验与
数值模拟基础上,认为通量上边界分析方法是对Tóth方法的改进与完善,有利于对地下水流系统发育的物理机制理解;该方法能
够更全面认识地下水流系统模式及其转化,定量出各影响因素对地下水流模式的控制关系。最后指出地下水流系统理论是当代
水文地质学的核心概念框架,应该重视地下水流系统理论物理机制和数学模拟方法的研究,加强新技术方法的引入,拓宽其应用
领域的研究等。      

渤海海域辽中南洼渐新统湖平面变化及其油气勘探意义

湖平面变化研究是陆相层序地层学研究的难点,针对陆相断陷湖盆湖平面变化研究难点,选择渤海海域辽中南洼渐新
统为研究对象,采用古生物含量变化定性评价等多种方法对该区湖平面变化规律开展研究。研究结果表明:研究区渐新世时期湖
平面变化总体表现为完整的上升到下降的旋回趋势,内部发育多个次级湖平面升降旋回,其总体变化规律与区域地质规律相吻
合。通过研究区构造活动史及古气候研究认为,湖平面整体变化趋势受古气候影响,而构造活动控制其阶段性升降旋回。该研究
对渤海海域渐新统浊积扇体的储层评价可以起积极的作用,同时可以指导处于不同湖平面升降时期三角洲沉积体的形成机制及
储层发育程度的评价,对拓展渤海海域油气勘探具有较好的启示作用。      

牙轮钻头牙齿破岩机理研究进展

井眼形成是通过钻头牙齿破碎岩石形成岩屑来实现的,对钻头牙齿侵入破岩机理的认识有助于优化钻头结构,提高工
具破岩效率。阐述了钻头牙齿与岩石相互作用机理的复杂性,分别从弹性力学、裂纹扩展、数值模拟等几个方面,综述了钻头牙齿
与岩石相互作用机理的研究进展,指出了今后的研究重点。虽然前人开展了众多的物理实验与数值模拟研究,但是由于钻头牙齿
破岩过程及井底环境的复杂性,目前为止其机理并没有被完全认识清楚。理论与实验研究证明,井底压力是影响机械钻速的重要
因素之一,针对钻头牙齿与岩石相互作用机理的复杂性,建议采用先进实验和数值模拟技术,将物理实验和数值模拟结合开展研
究,揭示井底复杂应力环境下钻头牙齿的破岩机理将成为未来的研究重点。      

深层高压低渗透砂岩油藏储层敏感性研究

利用X-衍射、扫描电镜、敏感性流动实验等技术方法研究了东濮凹陷文东油田沙三中深层高压低渗透油藏储层敏感性,
主要分析了敏感性类型、敏感性伤害程度及储层敏感性的影响因素。研究结果表明,储层具有弱速敏、中等偏强水敏、弱酸敏、弱
-无盐敏特征。在油藏储层常规流动敏感性实验的基础上,提出了体积流量敏感性,研究区储层体积敏感为中等偏弱。影响储层
敏感性最直接的因素是储层物性、储层孔隙结构及黏土矿物等。注水开发中后期,地层压力下降明显,储层物性变差,储层敏感程
度增强,注水效果差。      

地表水与地下水相互作用的温度示踪与模拟研究进展

:刻画地表水与地下水的相互作用过程及精确计算二者的交换量始终是个挑战,而新兴的温度示踪方法对于这方面的研
究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数
据获取成本低且温度适宜密集与连续监测,可对地表水与地下水相互作用过程进行精细刻画;在进行地表水与地下水相互作用的
水-热耦合模拟时,温度数据可用于进一步校正模型,降低模型的不确定性,以提高交换量的计算精度。监测河水温度和河床沉
积物内的水温,运用温度示踪方法研究河水与地下水的相互作用过程,并将水流及热运移数值模型相耦合,利用多源数据进行模
型校正,可精细刻画地表水与地下水的交换量、相互作用带内的水流途径、流速及其变化趋势和控制因素,为地表水与地下水相互
作用研究提供新的模型与方法。      

棉花膜下滴灌水盐胁迫研究

为探寻干旱半干旱区棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度,在南疆地区开展了田间试验,对比分析了水分胁迫及盐分胁迫处
理棉花的产量及长势,探讨了膜下滴灌条件下棉花对水盐胁迫的响应。试验采用WDY-500A 微电子叶面积测量仪测定叶面积,
并进行人工测产,采用原子吸收仪和滴定法测定土壤盐分。结果表明,轮灌处理A(苗期灌淡水)产量最高,为5427kg/ha,其次是
处理C(花铃前期灌淡水),为4819.5kg/ha;棉花生育期对水分亏缺的敏感性为:花铃前期>蕾期>花铃后期;对盐分胁迫的敏感
性为:苗期>蕾期>花铃前期>花铃后期;灌水总量越大,棉花株高越高,叶面积指数也越大;某时段出现水分亏缺,该时段株高和
叶面积指数增长幅度减小;越早给棉花灌溉淡水,棉花株高越高,叶面积指数越大;膜下滴灌条件下,淡水灌溉可以有效淋洗棉花
根区土壤多余盐分,保证土壤环境安全,但是微咸水灌溉对棉花根区盐分淋洗效果不佳,且对土壤环境有一定的危险性,需在适当
时期(如非生长期)采用较大灌水定额洗盐。      

清江上游河流发展过程与袭夺模式

河流如何切开分水岭而实现袭夺过程一直是河流地貌学所关注的问题。清江上游河谷的发育过程提供了一个完整的
关于河流袭夺的新模式。清江袭夺模式即位于分水岭两侧的相邻盆地水系首先依靠地下水贯通形成地下通道,尔后伏流管道系
统不断扩大,最后随着洞穴顶板逐渐塌陷导致地下河出露完成地表水系的袭夺过程,并形成险峻的峡谷地貌。清江袭夺模式有助
于解释喀斯特地区河流在切过分水岭时留下的特殊河谷地貌形态,是一种新的河流袭夺方式。      

中巴公路泥石流灾害破坏及防治优化

中巴公路沿线活跃的地质构造运动、陡峭的地形地貌与冰川气候造成泥石流广泛发育,威胁中巴公路扩建与建成后的
运营。分布在中巴公路北段冰川泥石流对该公路的威胁最为严重。根据2008-2011年期间雨季前后泥石流的活动状况,采用沿
线普查与重点详查的研究方式,总结中巴公路沿线泥石流灾害的主要危害类型;并结合设计图纸,对2009年以前原中巴公路防治
工程进行简要的损毁评估;通过分析中巴公路的防治现状提出相应的防治对策,最终针对典型的病害提出具有代表性的改进措
施,以期为高海拔区公路灾害的防治提供一定的参考。研究表明:中巴公路泥石流的危害类型有5种,即淤积、侵蚀、冲击、漫流改
道与堵江;损毁评估结果显示原有小型泥石流防治工程基本失效;原大型桥梁工程配套防治工程需要新建或加固;而新建桥梁工
程运行良好;泥石流防治工程应考虑以下5个现状:援建工程的性质、不良工程地质条件、公路短期安全与灾害发展趋势的统一、
主动工程被动防治及建立灾害管理与公路养护机构;鉴于中巴公路防治工程所面临的“技术经济性”问题,典型防治工程应根据泥
石流的分布特征、性质特点与公路的交汇关系,采取因地制宜的防治方案。      

光释光测年技术在海洋沉积物研究中的应用现状与展望

海岸带地区沉积环境复杂,长期以来都较难获取其沉积物的准确年龄信息。而光释光测年技术独有的揭示砂粒级矿物
末次曝光年龄的特点,正好适用于复杂的海岸带沉积环境,并且不受限于宇宙成因核素年代学分析方法中核素污染等干扰因素的
影响。在回顾光释光测年技术发展历史的基础上,综述了该技术在澳大利亚、非洲、美洲、欧洲、亚洲以及中东和地中海等海岸地
区的海洋沉积物测年研究中的应用现状,分析了它目前所存在的主要问题和发展前景。随着近些年海岸演化及其与全球气候变
化关系等方面的研究日益受到学术界的关注,相信光释光测年技术在海平面变化、全球气候变化及区域海洋地质演化等研究领域
具有广阔的发展前景。      

铀储层结构与成矿流场研究:揭示东胜砂岩型铀矿床成矿机理的一把钥匙

以鄂尔多斯盆地北部的砂岩型铀矿为目标,在铀储层形成发育的沉积学背景研究基础上,重点通过砂分散体系、沉积物
粒度、隔挡层厚度和孔隙度的定量分析,精细地刻画了直罗组铀储层的外部几何形态和内部复杂结构,充分展示了铀储层的定量
非均质性。依据盆地构造充填演化阶段、铀成矿年代学和地学空间信息三维可视化平台,分别对5个演化阶段的古地貌进行了恢
复,并对不同演化时期的铀储层空间位置给予了准确定位,从而揭示了直罗组铀储层从沉积到接受铀成矿再到铀矿被改造期间的
空间形态演化历史。在盆地构造充填演化研究、古地貌恢复和铀储层定量非均质性分析的基础上,重建了5个不同时期古地下水
系统结构和参数的空间变化面貌,并运用地下水数值模拟方法再现了研究区5个演化阶段成矿古流场的特征及其演化规律。综
合分析认为,铀储层的空间演变和内部非均质性制约了成矿流场的基本格局,成矿流场又无疑控制着层间氧化带的发育和铀成
矿。当铀储层形成期的古水流方向与主成矿期地下水流场方向总体一致时有利于铀成矿,而当两者流向垂直时则成矿效率降低。      

水对上地幔电性结构的影响

上地幔可以存储大量的水,水能够极大地增强地幔矿物的电导率。在实验室高温高压条件下获得了含水和不含水矿物
电导率不同的结论,有必要广泛开展含水矿物电导率实验研究。基于最新实验结果,充分考虑上地幔热力学条件,矿物体积随深
度变化和矿物间水分配情况,对2个研究小组上地幔4种主要矿物实验室电导率结果采用平均方法建立随水含量变化的上地幔
电导率-深度曲线,并与实测地球物理模型进行了对比。研究表明,水能够极大地影响上地幔的电性结构,推测上地幔平均水质
量分数为0.01%,位于地球化学方法推断的上地幔水质量分数范围(50×10-6~200×10-6)。海洋上地幔软流圈高电导率异常
很可能是碳酸盐熔体、硅酸盐熔体及水共同作用的结果。      

周口北郊垃圾填埋场渗滤液的渗漏量及COD变化模拟分析

周口北郊垃圾填埋场为非卫生填埋,已对周围地下水环境造成了污染。在建立污染物溶出模式的基础上,分析了该非
卫生填埋场垃圾渗滤液中化学需氧量(COD)的变化规律,用WHIUnSatSuite软件HELP模块估计了停止填埋后的现状和采用
地表防渗措施情况下渗滤液的渗漏量。结果表明,周口北郊垃圾在10a垃圾填埋过程中每年有1000~5000m3 渗滤液进入含水
层,其COD质量浓度大致为2000mg/L。停止垃圾堆放后,在没有覆盖措施条件下,渗滤液渗漏量平均值为2500m3/a。在垃圾
表层铺设防渗措施可有效减少99%的渗漏量,但仍有12m3/a渗滤液渗漏进入含水层。      

低渗透砂岩储层贾敏效应实验评价及解除措施:以塔里木油田巴什托普东河塘组为例

塔里木油田巴什托普井区东河塘组整体属于低渗透砂岩储层,在注水开发的过程中,贾敏效应对油藏的开发影响很大。
针对这一情况在实验室条件下进行了贾敏效应评价实验设计和评价标准的设定,实验结果表明研究区域的贾敏效应程度为中-
强,鉴于此,依据贾敏效应机理,开展了减轻贾敏效应的方法探讨,实验结果显示,通过往注入水中加入0.01%双子表面活性剂来
降低油水界面张力的方法可显著削弱贾敏效应,改善开发环境。      

基于月壤物理力学特性的单齿破壤机理

单齿破壤机理的研究是太空取样钻头研发非常重要和迫切的任务,是实现中国三期探月工程的月表钻进取样要求的重
要研发基础。分析了反映月壤物理力学特性的主要参数及其之间的相关性及变化趋势,初步确定了2.5m深度内月壤物理力学
的参数范围;基于月壤物理力学特性和月表钻进的钻进工艺分析,得出表层钻进和浅层钻进时月壤的破坏形式不同于土的掘削失
效模型,主要是回转剪切破坏;提出了土的回转剪切力学模型,推导回转切削土阻力矩公式;得出阻力矩主要与钻头直径和切削刃
宽度、月壤的容重和钻进深度等相关,并对其相关性进行了分析说明。      

湖北宜昌香溪河流域环境同位素特征及其水循环意义

为研究鄂西南岩溶山区的水循环过程,以湖北宜昌香溪河流域为研究对象,通过现场调查并结合环境同位素,对香溪河
流域地表水和地下水进行了取样,通过测定其氢氧同位素组成,分析了同位素变化特征以及流域地下水和地表水的转换关系及其
水循环特征。流域水中δD、δ18O值组成分析表明:流域内各种水体主要分布在当地大气降水线的附近,构成斜率明显小于雨水线
的蒸发线,3个子流域δD、δ18O值的富集程度为:南阳河流域<古夫河流域<高岚河流域。南阳河流域上游受神农架山区地方性
大气降水控制。响水洞和响龙洞(暗河出口)水中氘过量参数(d)值分别反映出不同的地下径流途径与滞留时间、水岩反应强度。子
流域同位素沿程变化的特征反映出:在上游段,水来源不同以及地表水和地下水转换频繁是δD、δ18O值变化的主要影响因素;在中下
游段,流域内地下水流入河流,河水流量逐渐增大,不同的水源混合均匀,经过一定的蒸发作用,δD、δ18O值的变幅趋于稳定。      

唐山曹妃甸浅层水咸化机制及反向模拟

采集了唐海至渤海湾剖面的13组水样,分析了研究区浅层地下水的化学特征及成因机制。运用Phreeqc软件反向模拟
了地下水流路径上浅层微咸水(咸水)的补给机理及咸化过程。结果显示:浅层地下水由北向南,ρ(TDS)由0.36g/L逐渐上升到
39.2g/L,水化学类型从HCO3·Cl-Ca·Mg·Na型过渡为Cl·HCO3-Na型再转变为Cl-Na·Mg型。微咸水形成以咸淡混合
为主,期间伴随着岩盐、斜长石、CO2、高岭石、钾长石、石膏的溶解及钙蒙脱石、方解石的沉淀析出。咸水形成初期主要受海水入
侵影响,后期受蒸发作用影响又进一步咸化。      

尼日尔三角洲前缘重力流水道砂体的沉积构成特征

尼日尔三角洲油气资源丰富,是目前尼日利亚主要的油气勘探区。研究区K油田位于尼日尓三角洲前缘深水区,其A
油藏储集砂体为重力流水道及其伴生的天然堤和决口扇,其中重力流水道砂体储集物性最好,平均孔隙度可达24.21%,平均渗透
率可达1.413μm2。三角洲前缘深水区的重力流水道、天然堤及决口扇分别对应钟型-箱型、指状与漏斗型测井相,其地震几何形
态特征和成因标志典型,空间配置关系明确。重力流水道砂体在空间上具有侧向和沿古水流方向迁移特征,使得其平面上呈现出
弯曲的条带状;重力流水道复合体由多个正韵律水道砂层叠置而成,水道轴部主要由厚层砂岩夹薄层泥岩组成,水道边缘砂泥互
层。地震剖面上,水道下切较深,具有典型冲刷充填几何形态,其内部发育强振幅叠瓦状、波状反射构造;重力流水道两侧的天然
堤与决口扇呈楔状或丘状,地貌上略高于重力流水道。上述重力流水道及共生的成因相构成一个内部结构清晰且成因构成单元
完整的重力流水道体系,可以作为大陆边缘三角洲前缘深水区油气田勘探和开发研究的典型范例。      

马坑铁矿疏干条件下地下水温度场特征及其指示意义

在矿区长期疏干条件下,不仅地下水流场发生了重大改变,地下水的温度场也发生了明显变化,仔细研究这种地下水的
温度变化特征可以深化矿区水文地质条件及其变化的认识。在利用福建马坑铁矿长期监测的地下水温度数据的基础上,分析了
疏干条件下地下水温度场的平面分布以及变化特征,探讨了影响地下水温度平面分布以及动态变化的因素。结果表明,矿区地下
水的运动特征决定了矿区地下水温度的平面分布呈现西高东低的整体趋势,以及南侧南西高北东低,北侧北西高南东低的局部趋
势,受地下水循环深度的影响,副井附近出现高温异常;由于矿区接受温度较低的补给水源逐渐增大,近几年来矿区地下水温呈现
整体下降的趋势,且下降速率逐年增大,反映了矿区地下水的补给还在逐渐增加。      

基于低影响开发的城市非点源污染控制技术及其相关进展

低影响开发(lowimpactdevelopment,简称LID)技术与传统城市非点源控制技术相比,具有可持续、分散化、节省投
资、与场地开发和景观设计相结合等特点,近年来在国外城市雨洪控制利用和非点源污染控制中得到了迅速发展和广泛应用。首
先系统介绍了LID技术的内涵、特点以及与城市传统雨洪污染控制方法的区别,从理念上分析了LID和绿色建筑及绿色基础设施
建设体系的区别和联系;然后根据城市非点源污染的产生、迁移路径,将LID划分为单个技术—措施组合—控制体系3个层次,分
别介绍了其技术体系和评估方法;进而简要介绍了LID在国内外的相关实践;最后提出了我国开展基于LID的城市非点源污染控
制的相关建议。      

水平定向钻穿越电力管束时管道受力及安全分析

水平定向钻进技术(HDD)在市政电力排管施工中得到普遍应用,由于电力管道施工过程中的多管组合回拖和压密注浆
等施工特点,不仅使得回拖时的阻力增加,而且作用在管道外壁上的注浆压力同时会降低管道抗外压能力,与单根管道的回拖施
工有明显差别。考虑多管组合回拖效应,利用管束的等效半径和管束与孔壁的等效摩擦系数,对常用的ASTM 回拖力计算方法
进行改进,使其更适用电力管道回拖力计算;同时将注浆压力作为管道所受外压力,分析注浆时管道的应力,从而保证管道回拖和
注浆施工中的安全。