昆明盆地浅层孔隙水水位动态变化特征及其影响因素

根据盆地内地下水水位动态曲线特征及其影响条件,将孔隙水年内变化动态划分为灌溉型、开采型和降雨型等三种类型。在时程演变上,近20年来,除少数开采井点水位下降外,区内大多数富水块段地下水位一般变化不大或略有回升。盆地西部、北部地下水水位表现出一种缓慢抬升的过程。而盆地东部边缘和南部呈贡附近地下水受开采影响,水位呈下降趋势。受城市化发展的影响,昆明盆地地下水普遍遭受污染,浅层地下水开采强度在降低,同时,农业用水量也在减少,在一定程度上对区内孔隙水水位抬升有很大影响。然而90年代以来,昆明地区进入一个相对丰水期,降雨量的增加是盆地内孔隙水水位整体抬升的根本原因。     

鄂尔多斯盆地双山地区太原组砂岩次生孔隙形成机制

鄂尔多斯盆地双山地区太原组砂岩的储集空间存在多种类型的次生孔隙。为指导本区天然气的勘探开发,通过岩心观察和铸体薄片鉴定分析方法,探讨了该区太原组砂岩次生孔隙的形成机制。研究认为,双山地区太原组砂岩次生孔隙的形成机制主要受被溶蚀组分的物质基础、酸碱溶蚀性流体与被溶组分之间的溶解反应、溶蚀后自生矿物的充填以及构造压裂缝4个因素的影响。其中,酸性溶蚀方式及自生矿物的充填对次生孔隙的发育起到主导作用。      

鄂尔多斯盆地北部太原组海陆过渡相页岩孔缝特征及油气地质意义

鄂尔多斯盆地太原组海陆过渡相泥页岩是非常规天然气的储集层.通过采集太原组泥页岩样品,利用氩离子抛光-扫描电镜技术,观察抛光后泥页岩样品微孔隙、微裂缝的微观结构特征,分析其成因,认为沉积作用、成岩作用、有机质变质作用、干酪根生烃作用、溶蚀作用、构造应力作用是太原组页岩孔隙、裂缝发育的主控地质因素.同时参考国内外学术界对海相和陆相页岩的孔隙、裂缝类型的划分方案,将太原组海陆过渡相泥页岩孔隙、裂缝初步划分为有机孔、无机孔和微裂缝三大类.有机孔细分为化石孔、生烃孔;无机孔细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔;微裂缝细分为收缩缝、应力缝和黏土矿物层间缝.太原组页岩中发育的微孔隙、微裂缝,为页岩气（尤其是游离气）提供了良好的储集空间和渗流通道,有利于页岩气的成藏.为页岩气的压裂开采及高产稳产提供了有利条件.     

大型新生代断陷盆地的浅层地下水的脆弱性评价——以山西太原盆地为例

为开展山西太原盆地的地下水环境保护工作,在GIS平台上利用DRASTIC模型采用地下水位埋深、含水层净补给量、含水层介质、土壤介质、地形、包气带、水力传导系数7个指标评价了盆地浅层孔隙地下水的脆弱性.结果表明:太原市与介休市是盆地内地下水脆弱性最高的地区,同时也是山西省工农业最发达的地区.为解决工农业发展带来的高污染风险性与地下水环境脆弱性这一对明显的矛盾,应加强以上地区的地下水污染防治工作,在开展工作时应坚持"以预防为主,防、治结合"的原则.     

山西太原盆地全新世地貌演化及其对古人类聚落分布的影响*

人地关系是现代地理学重要的研究课题,其中地貌是影响古人类文化进程的重要因素。基于研究区野外地貌考察和沉积物的光释光年代测定,并利用地理信息系统分析技术,探讨山西省太原盆地全新世地貌演化过程、人类聚落分布变化规律及两者之间的关系。研究结果表明: 从仰韶到夏商时期,太原盆地平原区一直是不适宜人类居住的河流和湖泊环境,而在盆地边缘有一圈环绕盆地的黄土台地,所以人类文化遗址一直呈环状分布于太原盆地边缘。晚更新世,盆地边缘以洪积过程为主,盆地中部以河流过程为主,形成了盆地边缘高、中间低的地势;晚更新世末期到全新世早期,由于盆地中部构造下陷与气候转变为暖湿的共同影响,盆地边缘地带下切形成黄土丘陵或台地。此时,太原盆地的仰韶文化遗址就分布在环盆地边缘的黄土台地和黄土丘陵上。到了龙山早期,盆地东侧中部陷落平原边缘地势稍高的地区,由于河流进一步下切而高出洪水水位,龙山早期先民开始进入这些地势稍高的平原地区活动;盆地西侧清徐—文水一带也转为下切,形成低台地,开始有人类在此台地上活动。到了龙山晚期,盆地平原区及各河流均发生向上加积,导致盆地平原区水位上升,洪水影响扩大到平原边缘地区,太谷—介休一带,龙山晚期先民开始退出平原地区。夏商时期,先民也从清徐—文水一带低台地上退出。约距今3,ka之后,随着灵石隆起段汾河干流的下切,太原盆地边缘地带及中部平原区河流均有不同程度的下切,人类聚落才又开始向平原地区扩展。全新世太原盆地的地貌演化是影响古人类聚落分布的主要因素。     

大同盆地地下水流场、水化学场变化特征

通过对大同盆地开展水文地质环境调查和采取测试盆地浅层和中深层地下水样,进一步分析研究了大同盆地地下水流场现状和水化学场现状,在研究前人资料结果的基础上,对比分析了盆地地下水流场的变化,不同地区地下水位下降情况及水化学场的变化特征.认为盆地西部水位下降较东部多,南北较中部水位下降速率快:盆地补给、径流区的地下水位下降幅度较大,排泄区较小,地下水位下降幅度与本区地下水开采量基本成正比:浅层孔隙水化学类型较中深层孔隙水多,TDS相应较高.水化学场的分带性与水动力条件相吻合,浅层孔隙水化学类型较中深层孔隙水复杂.和1989年对比,大同盆地浅层地下水水化学类型及其水平分带性总体改变不大,局部略有变化,中深层孔隙水局部由于过度开采和人为污染,水质变差.     

山西太原盆地全新世地貌演化及其对古人类聚落分布的影响

人地关系是现代地理学重要的研究课题,其中地貌是影响古人类文化进程的重要因素。基于研究区野外地貌考察和沉积物的光释光年代测定,并利用地理信息系统分析技术,探讨山西省太原盆地全新世地貌演化过程、人类聚落分布变化规律及两者之间的关系。研究结果表明:从仰韶到夏商时期,太原盆地平原区一直是不适宜人类居住的河流和湖泊环境,而在盆地边缘有一圈环绕盆地的黄土台地,所以人类文化遗址一直呈环状分布于太原盆地边缘。晚更新世,盆地边缘以洪积过程为主,盆地中部以河流过程为主,形成了盆地边缘高、中间低的地势;晚更新世末期到全新世早期,由于盆地中部构造下陷与气候转变为暖湿的共同影响,盆地边缘地带下切形成黄土丘陵或台地。此时,太原盆地的仰韶文化遗址就分布在环盆地边缘的黄土台地和黄土丘陵上。到了龙山早期,盆地东侧中部陷落平原边缘地势稍高的地区,由于河流进一步下切而高出洪水水位,龙山早期先民开始进入这些地势稍高的平原地区活动;盆地西侧清徐—文水一带也转为下切,形成低台地,开始有人类在此台地上活动。到了龙山晚期,盆地平原区及各河流均发生向上加积,导致盆地平原区水位上升,洪水影响扩大到平原边缘地区,太谷—介休一带,龙山晚期先民开始退出平原地区。夏商时期,先民也从清徐—文水一带低台地上退出。约距今3ka之后,随着灵石隆起段汾河干流的下切,太原盆地边缘地带及中部平原区河流均有不同程度的下切,人类聚落才又开始向平原地区扩展。全新世太原盆地的地貌演化是影响古人类聚落分布的主要因素。     

鄂尔多斯盆地双山地区太原组致密砂岩成岩相分析

通过岩心观察和铸体薄片鉴定分析方法,分析鄂尔多斯盆地双山地区太原组孔隙组合特征,结合其成岩作用特征划分成岩相类型,在单井单砂层内展开单点分析,再对其平面展布趋势进行宏观对比分析,进而对比不同类型成岩相在横向上的变化趋势。研究表明:鄂尔多斯盆地双山地区太原组成岩—孔隙组合类型主要划分为3种类型:Ⅰ类硅质胶结+溶蚀孔隙相、Ⅱ类混合胶结+溶蚀孔隙相和Ⅲ类混合胶结致密相;岩性主要为岩屑石英砂岩,成岩作用表现为强烈的压实作用和胶结作用,Ⅰ类成岩相的分布范围较为局限,Ⅱ类成岩相集中在地区中部,相对较差的Ⅲ类主要分布在地区周边分流间湾和河漫滩。     

鄂尔多斯盆地东北部上古生界太原组及下石盒子组碎屑岩储集层特征

鄂尔多斯盆地东北部上古生界太原组及下石盒子组是该区天然气的主力储集层。应用偏光显微镜、环境扫描电镜、恒压压汞以及近几年来发展起来的恒速压汞技术,对该地区上古生界太原组及下石盒子组储集层进行了研究。研究区储集层岩性以粗粒、巨—粗粒岩屑石英砂岩为主,石英砂岩、岩屑砂岩为次。由于成岩作用强烈,残余原生粒间孔基本全部丧失。由于煤系地层提供的大量有机酸以及丰富的可溶性组分,太原组形成了以溶孔为主的储集空间类型,下石盒子组则主要以高岭石晶间微孔为主。太原组及下石盒子组储集层孔隙结构差别巨大,太原组储集层孔径大、孔喉比大,而下石盒子组储集层孔径小,孔喉比接近于1:1,属于较差的孔喉配置。     

鄂尔多斯盆地东部太原组页岩气吸附特征及影响因素

鄂尔多斯盆地东部太原组在绥德地区发育一套潜在的烃源岩,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量为0.75%~5.71%(平均2.75%); 镜质体反射率(R_o)为1.43%~2.12%(平均1.80%),处在高成熟—过成熟阶段,具有很好的生气潜力。为了探讨鄂尔多斯盆地东部太原组泥页岩的吸附特征,选取了研究区SSD1井10个泥页岩样品进行等温吸附、总有机碳含量、镜质体反射率、X-射线衍射和比表面积等测试分析,在此基础上探讨了盆地东部太原组富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素。结果表明: 研究区SSD1井太原组10个泥页岩样品的兰氏体积为1.11~2.41 m³/t,随着压力的增加,吸附能力迅速增加,当达到一定压力后达到饱和; 泥页岩的吸附能力与总有机碳含量和黏土矿物含量有正相关关系; 页岩比表面积与兰氏体积相关性不明显,推测样品孔隙大小及形态对气体的扩散和吸附有一定的影响。综合评价认为,总有机碳含量、黏土矿物含量是影响太原组泥页岩吸附能力的重要因素,这为盆地东部页岩气勘探提供参考。     

黑河日径流量混沌变化特性的研究——Ⅲ最大李雅普诺夫(Lyapunov)指数的确定

通过对黑河日径流量变化规律的探索,重点论述最大李雅普诺夫指数的确定方法,计算结果表明:黑河日径流量时间序列的最大李雅普诺夫指数为0.002012,大于零,可以判定黑河日径流量时间序列具有混沌特性.     

0-1测试方法的径流时间序列混沌特性应用

径流时间序列混沌特性识别的常用方法是基于相空间重构的关联维数法、最大Lyapunov指数法和Kolmogorov熵法。引入一种新的时间序列混沌特性识别方法:0-1混沌测试方法。该方法直接应用于时间序列不需要相空间重构,并且通过量化指标K_c是否接近于0或1来识别时间序列的混沌特性。以Logistic映射生成的序列、金沙江流域和美国Umpqua河多年日径流序列为研究对象,首先利用0-1混沌测试方法进行了混沌特性识别和判定;然后基于相空间重构,运用相空间重构、伪最近邻点法、关联维数方法、最大Lyapunov指数法和Kolmogorov熵5种非线性研究方法分析了这两列径流时间序列混沌特性。研究结果表明0-1混沌测试方法简单有效。以上方法交互验证了该两列径流时间序列存在低维混沌特性。     

基于混沌时间序列的地下水位多步预测模型

利用相空间重构技术，并借助G—P算法、C-C方法和Wolf方法从宁陵地区地下水位一维时间序列中提取Lyapunov指数，结果表明此时间序列具有混沌特征。计算了宁陵地区地下水位时间序列的关联维数、时间延迟和最大Lyapunov指数，将局域加权一阶多步预测模型应用于地下水位预测。预测表明，此模型可有效应用于地下水位时间序列的多步预测。     

相空间重构中时滞判定的功率谱分析法

从再现系统原始信息和确定混沌关键指标角度,论证了相空间重构中时滞判定的重要性。构建基于时滞的时间序列自相关系数和自相关函数式,提出了时滞判定的功率谱方法。通过实际应用效果的比较,时滞判定的功率谱方法具有数据处理量较小和判别过程较稳定的优点,在一定程度上解决了Wolf方法确定Lyapunov指数鲁棒性较差的问题。     

成矿元素巨量聚集的混沌机制——斑岩型和构造蚀变岩型矿床例析

成矿元素含量的变化受控于成矿系统内部的动力学过程,具有较强的随机性与混沌特征,对其变化特征的定量刻画有助于深入理解成矿过程,并为找矿预测提供理论依据。本文以三江普朗斑岩型铜矿的Cu元素与胶东大尹格庄构造蚀变岩型金矿的Au元素品位序列为研究对象,运用混沌时间序列分析法中的相空间重构技术、吸引子的关联维及最大Lyapunov指数解析了Cu与Au元素品位序列的分布特征。结果显示:斑岩型铜矿强矿化和中矿化Cu元素品位的饱和关联维介于4.42与9.69之间,饱和嵌入维介于25与28之间,最大Lyapunov指数介于0.0021与0.0661之间,弱矿化勘探线Cu元素关联维没有出现饱和现象,最大Lyapunov指数随着嵌入维的增大,由正数变为负数;构造蚀变岩型金矿的强矿化勘探线Au元素的关联维为3.18,饱和嵌入维为23,最大Lyapunov指数为0.0082,而中矿化和弱矿化勘探线Au元素的关联维没有出现饱和现象,且随着嵌入维的增大,最大Lyapunov指数由正数变为负数,表明斑岩型中-强矿化地区的Cu元素和构造蚀变岩型强矿化区域的Au元素品位序列具有混沌动力学特征,而弱矿化地区的Cu元素及中弱矿化地区的Au元素品位序列则具有更强的随机性特征;同时,具有混沌特征的斑岩型铜矿的饱和嵌入维和关联维及最大Lyapunov指数的均值都大于蚀变岩型矿床,说明斑岩型铜矿比蚀变岩型矿床的元素具有更强混沌特性与更复杂的控制因素,如温度、硫化作用、流体不混溶、蚀变叠加等。     

长江径流时间序列混沌特性的定量分析

定量分析了长江径流时间序列的混饨特性,论述了长江径流时间序列的李雅普诺夫指数的计算和实际意义,计算了长江径流时间序列的长程相关性指数,即分数阶差分指数,讨论了这一指数与相关分维的相对值可能存在的关系。这些非线性信息的提取,将进一步揭示径流时间序列的变化规律,并将对提高预测水平产生影响。     

南洞地下河月径流时间序列的混沌特征及预测

利用基于相空间重构技术、混沌识别与预测理论对1993-2013年南洞地下河月径流时间序列的非线性特征进行了分析,由所获得的延迟时间和最佳嵌入维数实现了月径流时间序列的相空间重构,运用饱和关联维数法和小数据量法计算出南洞地下河月径流时间序列的饱和关联维数和最大Lyapunov指数,并运用Volterra模型对南洞地下河月径流时间序列进行了多步预测研究。研究结果表明,南洞地下河月径流时间序列相空间重构的延迟时间和最佳嵌入维数分别为τ=5、m=8,饱和关联维数D和最大Lyapunov指数λ分别为4.63、0.748 9,从定性和定量的角度证明了南洞地下河月径流时间序列具有弱混沌特征。Volterra自适应滤波模型的预测结果能较好地表征南洞地下河月径流的变化趋势和规律,对18个月内的短期预测精度较高,模拟效果较好。      

砂岩Kaiser点信号识别特征研究

对岩石试件加载及破坏过程进行了声发射试验,根据参数分析法得到Kaiser点。采用FFT研究了Kaiser点信号的频谱特征。运用小波包分析方法,计算了Kaiser点信号的能谱系数。用混沌时序分析方法研究Kaiser点信号,运用关联积分法方法提取关联维数D,综合FNN法和互信息法得到合适的m、? 值重构相空间,计算Kaiser点信号的最大Lyapunov指数,研究声发射信号混沌动力特征。结果表明,Kaiser点信号具有混沌特征。     

混沌时间序列支持向量机模型及其在径流预测中应用

以重构相空间理论为基础,探讨了混沌时间序列的支持向量机预测模型建模的思路、特点及关键参数的选取。利用饱和关联维数法进行相空间重构,并运用改进小数据量法计算最大Lyapunov指数,对宜昌站月径流时间序列进行混沌特性识别。在运用混沌时间序列的支持向量机模型对月径流预测的应用中,引入了径向基核函数,简化了非线性问题的求解过程。实例表明,该模型能较好地处理复杂的水文序列,具有较高的泛化能力和很好的预测精度。     

珠江三角洲软土地基变形的混沌特性研究

混沌是非线性系统较普遍存在的一种现象，本文以混沌理论为基础，对珠江三角洲软土地基的变形特性进行了研究。从软土的工程特性和微观结构出发，分析了软土地基变形混沌性的根本原因，并对软土变形混沌性进行了定性判别和基于Lyapunov指数的定量判别。研究结果表明，珠江三角洲地区的天然地基及处理后的复合地基的最大Lyapunov指数 均大于0，软土地基的变形具有明显的混沌性。混沌理论为软基变形研究提供了一种新的途径，在工程领域具有广阔的应用前景。