两花岗岩体接触带铀系核素迁移的初步模拟

随着世界各国大力发展核电，放射性废料的安全处置已成为当今研究热点和前沿学科。高放废物深地质处置的安全性主要取决于处置库内放射性核素向生物圈的迁移程度。在侵入岩中，放射性核素主要是通过地下水沿岩石孔隙从处置库向生物圈迁移的。为了理解放射性核素在花岗岩体接触带的迁移行为，本文根据两花岗岩体接触带中样品的铀系核素放射性活度比值（^234U/^238U,^230Th/^234U,^226Ra/^230Th,^230Th/^238U)，利用 α-反冲（弹射）作用引起的放射性不平衡理论，计算了铀系核素子体^234U,^230Th,^226Ra在后期地下水的作用下在花岗岩体接触带及其裂隙内的迁出率、迁入率、并进行了质量平衡的计算。结果表明，经α-反冲作用进入流体的核素的迁出率要远大于因核素自然衰变的消亡率；裂隙充填物及裂隙能阻滞大量核素的迁移，其沉淀核素来自接触带花岗岩；花岗岩能强烈阻滞核素的迁移，可作为阻止放射性核素从核废料地下处置库向外迁移的有利天然屏障。     

高放废物地质处置与岩石力学研究

高放废物处置库是一个特殊的深部地下工程,涉及大量的岩石力学问题。笔者简述了我国高放废物处置的技术路线和主要进展,探讨了处置库选址、设计、建造、性能评价中的主要岩石力学问题。     

高放废物地质处置黏土岩处置库围岩研究现状

世界上很多国家都对处置库的可能围岩进行了详细研究。通过对比,认为花岗岩、黏土岩、岩盐比较适合作为处置库围岩,而黏土岩由于具有自封闭性、渗透率低等其他岩石类型不可比拟的优点,因而将黏土岩作为高放废物地质处置库围岩越来越受到各国的关注。文章同时介绍了瑞士、法国、比利时等国家在黏土岩中所进行的大量研究,均认为在黏土岩中处置高放废物和乏燃料是安全的。文章还对黏土岩处置库概念设计、黏土岩处置库围岩地下实验室研究,以及我国开展黏土岩处置库研究的意义等进行了综述。     

类似物研究和矿物学问题

本文叙述了核废物地质处置研究领域中涉及天然和人为类似物研究中的一些矿物学问题。在自然界的天然玻璃、膨润土、晶质铀矿等分别作为高放废物玻璃固化体、高放废物处置库的缓冲／回填材料和乏燃料的天然类似物，考古遗址中的玻璃和青铜器文物作为人为类似物。通过这些天然非晶质结晶物质和人造制品的稳定性研究来预测未来10000－100000a间处置库中废物和缓冲／回填物质的变化，放射性核素迁移规律，为高放废物处置库的设计和建造提供重要科学依据，提高公众对高放废物安全处置的信心。     

放射性核素有机迁移形式与性能评价

人们在以往的性能评价中大多注意地下水中放射性核素的无机迁移形式,而对其有机迁移形式则关注不够,这无疑会影响处置库系统性能评价的置信度。本文重点讨论了天然有机质在地下水中的分布及其对高放废物处置库系统性能评价的可能影响。最近研究结果表明：黏土岩一般为不透水层,DOC、HA和FA在黏土岩孔隙水中的质量浓度要远比在花岗岩地下水中的高。因此,对黏土岩中的预选场址要十分关注放射性核素有机迁移形式及其对性能评价的影响。花岗岩地下水中虽然DOC甚低,但是否可完全不考虑放射性核素有机迁移形式对性能评价的影响,现在未作定论,尚在进一步研究之中。     

加拿大陈田博士介绍SYVAC_3模式

放废物处置库性能评价是处置库选址乃至废物安全处置中的重要研究内容。针对这一研究内容,核工业北京地质研究院于1998年5月11日邀请了加拿大多年从事高放废物处置的专家——陈田博士来院交流。他详细介绍了加拿大高放废物处置的研究进展,特别是关于处置库系统性能评价模式方面。目前,加拿大所采用的评价模式是SYVAC。,该模式应用概率系统变量分析方法对关闭后的处置库系统特征、事件和过程进行评价。该模式由3个子模式构成,即：处置库子模式,岩石圈子模式和生物圈子模式。处置库子模式模拟废物罐的腐蚀、核素从废物体中的释放以及…     

高放废物地质处置库的特点及其结构型式

总结了高放废物地质处置库在系统组成、经费投入、时间跨度、功能要求、评价目标、作用营力、影响范围、工程数量、工程布局、工程逆转和社会影响等方面有别于一般深部岩石地下工程的特点.以美国、瑞典、日本、比利时、法国的处置库概念设计为例,介绍了各国处置库的结构型式,比较了其异同点,并对我国的处置库概念设计提出了初步建议.     

An In-situ Experimental Study of Fractures Network Identification within Bedrock by High-density Electrical Resistivity Tomography

对于以低渗透性基岩为处置围岩的核废物地质处置库来说,基岩中的裂隙网络是地下水进入处置库和放射性核素从处置库向外界环境迁移的主要通道.因此,研究基岩内裂隙网络的空间分布特征,对核废物的地质处置是否安全具有十分重要的意义.本文以花岗岩为例通过野外试验,分析研究了利用高密度电阻率成像法(ERT),对处于不同状态条件下的基岩中裂隙网络进行三维原位识别的效果及能力.结果表明在以高阻值为主要电特性的基岩中,利用ERT对基岩中三维裂隙网络进行原位识别是可行的,并且裂隙的电阻率特征能较好的反映出裂隙的空间分布位置和形态,但对裂隙网络识别的效果与测线方向有关.     

基于高密度电阻率成像法的基岩裂隙网络原位识别试验研究

对于以低渗透性基岩为处置围岩的核废物地质处置库来说,基岩中的裂隙网络是地下水进入处置库和放射性核素从处置库向外界环境迁移的主要通道。因此,研究基岩内裂隙网络的空间分布特征,对核废物的地质处置是否安全具有十分重要的意义。本文以花岗岩为例通过野外试验,分析研究了利用高密度电阻率成像法（ERT）,对处于不同状态条件下的基岩中裂隙网络进行三维原位识别的效果及能力。结果表明在以高阻值为主要电特性的基岩中,利用ERT对基岩中三维裂隙网络进行原位识别是可行的,并且裂隙的电阻率特征能较好的反映出裂隙的空间分布位置和形态,但对裂隙网络识别的效果与测线方向有关。     

极低放废物处置方法分析

对于放射性活度浓度很低,但又不得不管理的极低放废物,目前国际上对此并没有明确的可操作性定义,对极低放废物的处置方式也还在探索中。由于极低放废物含有一定量具有物理性和生物性的放射性核素,考虑到政治、社会及公众接受心理等因素,在参考低中废物管理模式基础上,按危险废物处置标准处置建造专门的处置库处置极低放废物是可行的。     

祁连山云和空中水汽资源的季节分布与演变

祁连山云和空中水汽资源具有明显的季节变化特征：总云量春季最多，夏季次之，低云量夏季最多，春季次之。近45年中的春季和夏季，总云量在减少，低云量在增加，对应降水也在增加；秋季三者都为减少趋势；冬季总云量和降水在增加，但低云却呈减少趋势。相关分析表明，总云和降水在夏季、秋季呈显著正相关，低云和降水在春季、夏季及秋季呈正相关；值得注意的是冬季低云和降水在祁连山的中东段呈负相关，但通不过信度检验。空中水汽主要沿两条路径输送到祁连山，平均状况下祁连山存在较强的水汽辐合，且东段辐合（-0.1～-0.05 kg/(m2·s）)强于中西段（-0.05～0 kg/(m2·s））。地中海、黑海、里海、咸海、阿拉伯海和孟加拉湾是祁连山的水汽输送源地，但各个季节又有所不同。祁连山区域的水汽收支表明，春季净水汽通量在1979年以后一直为正且呈增加趋势，夏季整个区域基本上是个“水汽汇”，秋季和冬季则一直为负。分析认为祁连山春、夏两季空中云水资源具有较好的开发潜力。     

南盘江盆地古油藏沥青地球化学特征及成因

南盘江地区生物礁古油藏的储层沥青主要分布在上二叠统和中上泥盆统。古油藏的储集层均为生物礁滩灰岩,沥青的主要储集空间以洞、缝为主,其次为基质孔隙和生物体腔内。南盘江古油藏沥青的成熟度很高, H／C原子比小于0．4,主要由残碳构成,这是沥青的非极性和极性抽提无抽提物的直接原因。在古油藏沥青地球化学特征研究的基础上,综合分析认为南盘江古油藏沥青主要源自泥盆系烃源岩,其次可能与下二叠统烃源岩有关。南盘江古油藏沥青与生物降解沥青和沉淀沥青质有很大的区别,其成因是油藏深埋时在高温、高压的作用下原油裂解成气后的焦沥青。     

自强水库库区工程地质评价与坝线选址研究

自强水库位于陕南秦巴山地中低山地貌区,水库为镇巴县备用水源地及旅游观光风景区,属小(1型水库。通过对库坝区地质构造、地层岩性、岩溶发育等工程地质条件分析可知,对工程建设及坝线选址有影响的工程地质问题主要为库区内发育逆冲叠瓦小断裂以及岩溶发育可能导致水库渗漏等。库区内无大型活动性断裂构造,构造较为稳定,且库区蓄水范围小,蓄水量不大,不易诱发地震。而拟选坝址位于自强河段,沟谷对称顺直,综合水库坝址区地形地貌、工程地质等条件进行坝线比选,推荐下游坝线为较为理想的坝线位置,可满足工程建设要求。     

用于除硅的铝盐改性膨润土的制备与表征

改变了传统制备铝盐改性膨润土工艺中原料的添加顺序,增强了膨润土的膨胀性能。对制备的铝盐改性膨润土进行SEM、XRD、粒径分布以及红外光谱表征,并与原料-钠基膨润土进行了对比,得到了改性的机理。最后,利用钠基膨润土和铝盐改性膨润土吸附硅酸盐的现象以及性能对铝盐改性膨润土进行了评估。结果表明：铝盐改性膨润土的制备方法较为简单,省去了传统工艺中加碱调节pH值,采用先将水浴钠基膨润土混合,再加改性剂的添加顺序,得到的铝盐改性的膨润土有很好的除硅效果,最高可达99%。     

新疆降水特征及其对水资源和生态环境的影响

新疆位于欧亚大陆腹地,空中水汽来源少,水资源匮乏,生态环境脆弱,降水有其独特的时空分布特征,且对水资源形成和生态环境有着十分重要的影响和作用.利用全疆106处水文、气象站1956-2005年的降水资料以及相关分析研究成果,从水资源的角度对新疆降水的形成条件、时空分布特征和对水资源、生态环境的影响进行了分析.结果表明:多年平均年降水总量为2588×10⁸m³,折合降水深157.4 mm;90%以上的站点年降水量变差系数在0.2～0.7之间;连续最大4个月降水量在40%以上,平均降水产流系数为34%.新疆降水的稀少导致了其生态环境的极端脆弱,绿洲面积仅占全疆总面积的9%,而沙漠面积却达全疆的25.7%.未来新疆地区仍然是干旱、半干旱地区,大气降水资源有限,必须通过其它途径来解决新疆水资源短缺问题.     

云南岩溶区As、Cd元素异常特征

云南岩溶区水系沉积物中As、Cd元素含量分别为6.7~14.9ppm和0.14~0.21ppm,普遍高于省内其它地区。云南不同岩溶区As、Cd元素含量高异常还有较大的差异。As、Cd元素的高异常以滇东南岩溶区最为明显,异常幅度最大;其次为滇东岩溶区、滇西北以及滇西保山—沧源岩溶区;滇东北地区Cd异常较为突出,而As异常较弱。一般从岩石到土壤As、Cd元素呈富集态势,富集约4~5倍。通过对小江流域泸西As、Cd元素高异常区的地球化学和地质环境分析,发现农作物对As吸收量不大,超标率为14.8%;但对Cd元素吸收远高于As元素,超标率高达74.1%。通过对比分析,认为岩溶区碳酸盐岩As、Cd元素的高背景含量(As含量12.89~28.86ppm、Cd含量0.031~0.314ppm)是其风化形成的土壤中As、Cd元素含量高异常的根本来源,As、Cd元素主要通过粘土矿物和有机质的吸附累积而富集。      

不同尺度喀斯特地区土地利用变化研究

以贵州典型喀斯特地区贞丰县、北盘江镇、花江示范区作为研究样区,讨论了不同尺度喀斯特地区土地利用动态变化过程。结果发现: 研究样区土地利用的数量变化主要表现在农用地与未利用地之间的增减变化, 而且1997— 2000年的土地利用变化速度比2001- 2003年的快。在土地利用的结构变化上,北盘江镇园地所占比例增长、未利用地所占比例减少和贞丰县林地面积所占比例变化最大,花江示范区同北盘江镇的结构变化相似。在土地利用的程度变化上,三个研究区土地利用程度综合指数都有所提高,整体趋于平衡。县级尺度的土地利用程度综合指数大于镇级尺度,村级尺度的土地利用综合指数最小。三个研究区的景观偏离度呈有规律的缓慢增长趋势,表明人类活动对土地利用的影响逐渐加强。      

乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应研究

对乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应分析可知,以硒含量大于等于0.4 mg/kg标准圈定富硒土壤面积约52.89 km^2,硒含量均值为0.78 mg/kg;富硒土壤中重金属元素含量较低,养分元素含量适量丰富,农作物富硒效应较好,安全性较高。通过对土壤中硒元素赋存状态分析,发现区内土壤中存在大量土壤缓效硒,潜在供硒能力较强,且对植物吸收有利的有效硒占比达4.02%;土壤中硒的有效性不仅取决于总硒的含量,还与土壤pH、有机质等有一定关系;农作物中硒的含量水平可能受土壤中有效硒、总硒、有机质、pH等多个因素综合影响。     

CMIP5多模式对中国及各分区气温和降水时空特征的预估

利用7个参加耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的全球气候模式模拟数据,在RCP4.5、RCP8.5两种排放情景下,从年、季、月尺度上对中国以及中国的7个区域的气温和降水进行未来情景预估分析。分析结果表明:2010~2099年,两种情景下中国的气温增加明显,并呈现出春弱秋冬(尤其是一、八、九、十一、十二月)强的特征,北部(N)、西北东部(ENW)、西北西部(WNW)、西藏(Tibet)的升温趋势高于其他地区。RCP8.5情景下的气温线性趋势值大部分都高于RCP4.5情景下的值。在RCP4.5情景下,2060~2099年东北部(NE)呈现降温。两种情景下,全国降水量也呈增加趋势,呈现由东南向西北递减的地理分布,并表现出冬弱春夏强的季节变化特征。西北西部(WNW)在全年降水偏少,春夏季黄河以北降水趋势较小,降水大值中心在长江以南地区,尤其是在五、六、七、八月份。秋季,在RCP4.5、RCP8.5情景下SE降水线性趋势分别低于或等于全国平均水平,东北部(NE)、北部(N)、西北东部(ENW)的降水线性趋势略高。在2010~2039年,在RCP8.5情景下西南(SW)的降水减少。     

黄河水下三角洲粉质土扰动土层特征及成因探析

黄河水下三角洲上分布着大量的扰动土层,其性质与周围未扰动土相比有很大的差异。在老黄河口区选择扰动土层的典型分布区,利用工程地质钻探取样、原位静力触探试验和浅地层剖面探测对海底扰动土层的厚度及工程地质特征进行了调查分析。结果表明,与未扰动土相比,扰动土的重度较大、孔隙比较小、含水率较低、强度有一定程度的提高。同时,分别对风暴潮作用下黄河水下三角洲粉质土的瞬时液化极限深度和残余液化极限深度进行了计算。计算结果表明,残余液化极限深度较大。将残余液化极限深度、通过浅地层剖面探测结果所得的扰动土层厚度以及通过土工试验统计结果所得的扰动土层厚度进行了对比,发现三者对应很好。对黄河水下三角洲粉质土中扰动土层的形成机制进行了探讨,认为风暴潮作用过程中产生的土体液化是其主要诱因。