第四届全国水文勘测工大赛理论与内业考试试卷分析评价

由水利部、劳动和社会保障部、中华全国总工会组织举办的第四届的全国水文勘测工大赛于2007年10月26日-11月1日在江西弋阳举行,全国有72名选手参加竞赛。竞赛分为：基础理论知识、内业操作考试（合计算机基本知识）笔试部分;外业6个项目实际操作（浮标测流、流速仪拆装、雨量计安装调试、缆道测深测速、测船测深取沙取样、三等水准测量）。基础理论知识、内业操作考试部分占总成绩45％。外业6个项目实际操作占总成绩55％。本文根据本届选手笔试部分试卷进行了统计分析,对试卷的难度、信度、效度、区分度进行了计算与评价。可供参赛选手进行总结,同时为下届大赛出题提供借鉴与参考。     

相山铀矿田成矿物质来源探讨

铀源分析是铀矿床成因研究中的关键问题.在分析区域铀丰度特征的基础上,根据区域成矿物质在地质历史过程中的时空演化,结合相山矿田矿石铅同位素组成及岩、矿石微量元素地球化学对矿田铀源分析的指示,认为下寒武统地层为区域铀源层,相山火山盆地是区域成矿物质的"汇"区,岩浆及期后热液是铀的载体,即岩浆作用实现了铀从"源"到"汇"之间的物质转移.在岩浆演化过程中,铀向气液转移,为铀成矿提供了物质基础,岩浆期后流体-岩石相互作用,也促使了基底片岩、流纹英安岩中的部分铀进入成矿溶液.     

铀市场价及近几年铀市场价的演变

铀市场价(特别是现货价)从2004年以来发生了明显的变化.铀价变化经历了几个时期:从1991年至2004年为铀价的缓慢增长期;2005～2007年是铀价的快速上扬期,其中2006年第4季度至2007年上半年为暴涨期;2007年下半年以来至今,铀价经过急速下滑进入了稳定期.作者归纳了这几个铀价变化时期的主要特点、分析了其原因,并展望了今后铀价的走势.     

不同粘土矿物水敏性特征

通过改变砂样中的粘土矿物的种类和含量,结合咸淡水之间的单一和驱替实验,研究不同粘土矿物的水敏性特征。在单一的咸水和淡水情况下,当砂柱中的粘粒含量≤1.5%(重量比)时,其渗透系数基本不发生改变,即使粘粒含量从1.5%增加10%,其渗透系数也仅下降约一个数量级。各种粘土矿物中,蒙脱石导致含水介质渗透系数的下降最为明显,高岭土和伊利石约是其影响值的一半。咸淡水驱替实验中,加入蒙脱石颗粒的砂柱的渗透系数急剧下降,当蒙脱石含量达3~4%时,渗透系数已经下降的极低,可以看作不透水层,而加入高岭土和伊利石的砂柱的渗透系数没有急剧变化。对于这种现象的解释是:不同类型的粘土颗粒吸附不同数量的水分子,形成数量和大小不同的胶体团,使得介质渗透系数的变化量不同。     

四川省华蓥市赵子秀山变形体的成因机制研究

赵子秀山变形体位于华蓥市西北部,变形体一旦失稳将直接对华蓥市造成威胁。本文从斜坡地质结构、变形破裂特征、地貌演化及人类工程活动(采煤)入手,结合数值模拟的方法研究变形体的变形机制。研究表明变形体的形成是下部含煤层的中倾角反向层状结构斜坡在河谷下切过程中发生倾倒-拉裂变形所致,同时,后期的采煤活动对拉裂变形的发展有较大影响。     

高速远程滑坡飞行数值分析

许多大型高速远程滑坡在近程活动阶段呈现凌空飞行运动,其飞行过程必须考虑空气动力学效应和地面效应,但是直接求解高速滑体凌空飞行运动的偏微分方程是困难的。因此,以往的研究只给出了定性分析或粗略的计算结果。本文将以头寨沟滑坡为例,使用数值模拟方法研究高速滑体凌空飞行的运动规律。结果表明,高速滑体凌空飞行时空气动力效应更多地表现为对滑体的抬升作用;高速滑体因空气动力效应的影响而产生不断增大的水平推力和竖向抬升力,使得水平加速度不断增大,竖向加速度不断减小,导致滑体的水平速度不断增大,而竖向速度则趋于稳定值,当水平速度远超过竖向速度时,滑体的飞行姿态将接近于平行于地面。因此,与不考虑空气动力学效应的情况相比,高速滑体凌空飞行时间更长,飞行距离更远,更加符合滑坡的实际情况。     

松散砂粒孔隙结构、孔隙分形特征及渗透率研究

多孔介质孔隙结构特征是决定流体微观运移机制的重要方面。文章用环氧树脂固结松散石英砂磨制出二维多孔介质薄片,并用孔隙结构图像处理方法提取出孔隙结构参数信息;根据孔隙结构参数,建立描述孔隙结构的分形几何模型,分析松散地层孔隙结构的分形特征;进行多孔介质渗透率的实验测量和分形计算。结果表明:多孔介质的孔隙率和孔径与粒径之间存在线性相关性,拟合度分别达到-0.976 5和0.996 6;在方格边长ε和含有孔隙的格子总数N(ε)的双对数坐标系中,lnε-lnN(ε)数据点近似成直线,且不同样品的孔隙分布分维数值比较接近;而在孔径r与大于该孔径的孔隙总数N(r)的双对数坐标系中,lnr-lnN(r)的数据点必须进行分段回归分析,以便能更好地反映孔隙结构的实际情况;孔隙分布分维数和孔径分维数与粒径也存在较高的对应关系;中砂渗透率的实验测得值是5.19×10-5mm2,孔径分维数分段回归法计算的大孔隙多孔介质渗透率为5.75×10-5mm2,测量值与计算值较为接近,孔径分维数可以计算多孔介质的渗透率。     

深井旋转轴套流场的CFD模拟

旋转轴套在超深井工作时,其井下流动是三维湍流流动,旋转轴套的旋转和表面曲率效应以及随之而来的哥氏力和离心力,使流场在超深井的流动中极其复杂,同时,由于流体介质泥浆属于液固两相流,更致使内部流场测试困难,而且超深井中的工况在使用常规方法已很难得到较准确的数据。为此,将计算流体力学软件Fluent应用于超深井下流场的模拟,基于Navier-Stokes方程和Reynolds应力方程模型,建立多种仿真模型,在相同条件下,使用CFD仿真软件Fluent模拟仿真的不同结果,优化与旋转轴套叶片设计相关的几何参数,提高