基于微纳气泡示踪的拖曳法ADCP流速测试

声学多普勒剖面流速仪(ADCP)设备在水文领域保有量大、应用广,但如何对其进行量值溯源,确保现场测量数据准确可靠是用户非常关注的问题。分析ADCP的测试现状,阐述ADCP的6个测试参数,分析出流速测试是核心;利用微纳气泡作为示踪粒子,尝试解决静止水体无反射粒子的问题,为ADCP流速测试提供支撑;以TRDI的WHR600-1型ADCP为例,说明ADCP流速测试过程和试验数据处理方法。得出微纳米气泡是ADCP拖曳水槽水跟踪测试较好的示踪物质,进而实现ADCP水跟踪流速测试。为拖曳水槽ADCP测试改造建设提供技术思路,并给出实验室测试建议。     

基于组构组分的变质岩岩相学分类

为建立一个较严密、系统的常见变质岩石的岩相学分类,采用既反映岩石结构构造特征又蕴含岩石基本组成的变质岩组构组分作为岩石分类的一级分类指标,以岩石结构、构造和组构组分的成分依次作为二、三和四级指标,划分了归属于造山区域变质岩、接触热变质岩、断层动力变质岩、蚀变交代变质岩和混合岩这5个大类变质成因的基本岩石.如岩石的地质产状已知,可用对应于地质产状的成因类型变质岩替换组构组分,升级为一级分类指标,然后用同样程序进行划分.本分类方案中,造山区域变质岩与接触热变质岩因具有相同组构组分,因此,大部分基本岩石名称相同,但可借助其地质产状和一些特征变质矿物的特殊显微构造的有无将它们区分开来.本分类方案的分类效果优于国内外现有的岩相学分类方案.      

黄河流域地下水资源状况及其生态环境问题

黄河流域是中国重要的生态屏障和经济地带,上中下游面临着不同生态环境问题,水在生态环境问题的形成演化过程中起着重要作用。本文从黄河流域地下水动态特征、地下水资源的数量、质量及开发利用等方面,分析了黄河流域地下水资源及饮水安全状况。黄河流域年度地下水资源量393.55亿m~3,银川平原、河套平原等7处主要平原(盆地)地下水资源量为81.91亿m~3,占比超过20%;黄河流域地下水质量以Ⅰ～Ⅳ类为主,劣质地下水主要受总硬度、硫酸盐、铁、溶解性总固体等天然原生组分影响,砷、氟、硒、碘等原生组分超标是流域部分地区地下水饮水安全的主要威胁;2020年与2019年同期相比,黄河流域地下水位呈上游稳定、中游局部上升、下游下降的态势,主要地下水降落漏斗形态基本稳定。针对黄河源区、宁蒙河套平原等重点区段,分析了存在的主要生态环境问题,提出了全面开展流域水文地质与水资源调查评价,深入开展黄河流域及重点地区水平衡分析等工作建议。     

珠江流域地下水资源评价及问题分析

本文在梳理流域地下水资源评价现状及历史的基础上,讨论了水资源评价方法和分区原则,将珠江流域划分为129个四级地下水系统,以地下水系统为评价单元,在充分考虑不同水文地质参数的基础上,分析评价地下水资源量及存在的问题,讨论珠江流域三级阶地不同水流运动特征,阐述了评价的精度以及水利工程对地下水循环的影响。通过本次评价,珠江流域地下水天然资源量1374.16亿m~3,可开采量为578.7亿m~3,开发利用率仅10.01%。珠江流域跨度较大,水动力特征迥异:上游云贵高原深切峡谷区、中游桂中峰丛洼地区、下游冲洪积平原区,据不完全统计,珠江流域蓄水量大于100万m~3的水库32座,水利工程的修建以及水库对水资源调蓄和分配给地下水资源评价带来一定困难,不同部委对地表水和地下水概念上的分歧导致二者间流域边界不一致以及流域水资源评价结果的差异,为此提出了解决问题的建议,以期为地下水开发利用与治理保护服务。     

全风化花岗岩地层中高固相离析浆液灌浆机理研究

全风化花岗岩地层稳定性差、遇水易发生崩解,工程上使用常规材料防渗加固注浆时效果较差。针对这一情况,依托湖南省郴州市莽山水库防渗加固灌浆项目,通过自主设计的全风化花岗岩地层注浆室内模拟试验装置,进行模拟注浆试验,实现了浆液在整个注浆过程中的扩散情况模拟,对不同注浆压力、不同位置点所取试样开展单轴抗压、抗剪强度及渗透率测试试验,对不同注浆压力下完整结石体取样观察,研究以全风化花岗岩颗粒为配方主体材料的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层的防渗加固效果及浆液扩散模式。结果表明:该浆液在全风化花岗岩地层扩散过程中经历了渗透扩散、挤密压缩、劈裂扩展三个阶段,是一种复合注浆形式;以全风化花岗岩颗粒为主体的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层注浆中效果显著,随着注浆压力提升,单轴抗压强度显著提升为原土体的3.25～13.67倍,抗剪强度在不同法向压力情况下提升为原土体的1.63～2.69倍,渗透系数从10?4 cm/s下降至10?5 cm/s甚至10?6 cm/s。     

下扬子地区姚村A型花岗岩年代学、地球化学特征及岩石成因

姚村岩体位于下扬子江南造山带东北端,主要由中心相的中粗粒正长花岗岩和边缘相的细粒似斑状正长花岗岩组成。本文对该岩体进行了详细的锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素以及Nd-Hf同位素研究。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明姚村岩体的形成年龄为(127.6±1.4)Ma,为燕山晚期岩浆活动的产物。岩石地球化学研究表明姚村岩体属于A型花岗岩,具高硅、富铁,锆饱和温度高、轻重稀土分馏明显、富集Rb、Th、U、K、Pb等元素而亏损Ba、Nb、Sr和Ti等元素、铕负异常显著(Eu/Eu*=0.22～0.46)的特点。姚村岩体的全岩εNd(t)值与锆石εHf(t)值分别变化于-6.2～-5.7和-13.9～-5.0,两阶段Nd和Hf同位素模式年龄分别为T_(DM2)(Nd)=1439～1532 Ma和T_(DM2)(Hf)=1508～2062 Ma,Nd同位素的模式年龄重叠于Hf同位素模式年龄。结合区域地质研究成果认为,姚村岩体可能于早白垩世古太平洋板块俯冲作用之后伸展-拉伸环境下,由中元古代地壳重熔而成。     

滇东北DD1井五峰组—龙马溪组地层界线划分及沉积环境演变

DD1井上奥陶统临湘组泥灰岩之上发育大套粉砂质泥岩,笔石化石缺乏,也未发现观音桥段含赫南特贝灰岩标志层,O-S界线通过生物地层和岩石地层方法难以确定。微量、稀土元素分析表明,粉砂质泥岩中部(1288.3 m)的Th、Sr、Y、Th/U以及Cen、Eun、δCe、δEu曲线均呈现尖锐的异常峰,该处ΣREE含量显著高于上下地层,REE分布曲线右倾斜率更大。将DD1井与扬子地区其他O-S界线剖面的元素地球化学特征进行对比分析,可判断DD1井存在五峰组观音桥段,该标志层的厚度也小于1 m。微量元素地球化学氧化-还原判别图还表明,五峰期—龙马溪期早期沉积水介质主要处于弱氧化环境,观音桥期氧化性达到最强;根据沉积学标志分析,O-S之交沉积相演变过程为:潮下→潮间→潮上→潮间,在观音桥期水体最浅,为潮上带沉积。     

永定河中下游MIS7以来地层沉积演化及新石器时代以来气候变化

利用廊坊东A27钻孔岩心资料,样品微体生物、孢粉特征综合分析,结合AMS14C测年,对永定河中下游地区MIS7以来的地层进行分析,建立了MIS7以来的沉积地层格架,并对其进行了年代厘定,讨论了该地区大约MIS7阶段以来氧同位素分期气候下的地层及环境效应。结果表明,永定河中下游地区晚第四纪可划分为U1～U8共8个沉积单元,分别对应于MIS1～MIS7以及MIS8晚期的沉积地层,与海洋氧同位素分期有很好的对应关系。U1单元为MIS1形成的湖沼—河谷—泛滥平原沉积,U2单元为MIS2形成硬质黏土(第1硬土层)—下切河谷—湖沼沉积,U3单元为MIS3形成的湖沼—河谷—泛滥平原沉积,U4单元为MIS4形成的河间地块沉积(第2硬土层,暴露失水沉积),U5单元为MIS5形成的湖沼夹分支河道沉积,U6单元为MIS6形成的下切河谷夹短暂湖沼沉积,U7单元为MIS7形成的以湖沼为主沉积,U8单元为MIS8晚期形成的泛滥平原沉积,重塑了MIS7以来沉积环境模式,建立了本区晚第四纪精细年代地层框架。笔者认为永定河中下游在新石器时期以河湖共存为主,在其晚期为湖沼发育达到顶峰,出现泥炭层,直至商周时期后在气候变化影响下湖沼消退转变为泛滥平原面貌,为区域古地理环境及生态修复提供重要参考依据。     

粤港澳大湾区地下水资源特征及开发潜力

粤港澳大湾区是中国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,在国家发展大局中具有重要的战略地位,大湾区未来的发展离不开水资源的支撑和良好的水生态环境。近年来,随着大湾区经济的快速发展,人口激增,需水量上升,水资源环境问题也日益突出,水安全保障程度不足;地下水是水资源的重要组成部分,具有水量稳定、水质较好的特点,可作为重要的应急备用水源。本文从地下水资源着手,系统梳理了大湾区水资源环境条件、地下水资源状况、特征和开发利用潜力,并提出了应急后备水源地建议,得到以下认识:(1)地下水可划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水三大类,其中松散岩类孔隙水和基岩裂隙水分布最广;(2)湾区内地下水水化学类型较为复杂,丘陵山区以HCO_3-Na型、HCO_3-Ca型及HCO_3-Na+Ca型为主,冲积平原及山间盆地以HCO_3+Cl-Na型及HCO_3+Cl-Na+Ca型为主,三角洲地区以Cl-Na型微咸-咸水为主;(3)西江、北江及东江干流构成湾区内地下水排泄的总渠道,各支流为地下水的局部排泄基准面,地下水动态变化具季节性特征;(4)地下水整体水质较好,Ⅰ-Ⅲ类水占比高达66.25%,从丘陵山区到三角洲平原,水质呈变差趋势,尤其在广州、江门、中山、东莞等城市周边水质较差,超标因子主要为氨氮、氯化物、氟化物、硫酸盐等,三角洲地区发育大量"铁质水"和"氨氮水",水质性缺水问题突出;(5)地下水开发利用程度很低,东莞及中山等城市基本未开发利用地下水,在各类地下水中,碳酸盐岩岩溶裂隙水具有规模开采的开发利用潜力;(6)综合分析相关资料,提出将广花盆地等10处富水块段作为应急水源地备选,经初步计算每年可为大湾区提供约4.18亿m~3的应急水源保障。为应对突发性水质污染及极端干旱气候等大规模供水危机,保障粤港澳大湾区用水安全,促进大湾区高质量发展,建议加强大湾区的基础水文地质调查工作,掌握地下水的水位、水质、水量的动态变化特征,精准计算可用于应急备用开采的地下水储存量。     

超高温高压流变仪的研发及应用

随着我国能源勘探及地球深部探测等向深部发展,深井越来越多,地层温度、压力越来越高。保证高温高压状态下钻井液流变性能的稳定是深井安全钻进的必要前提,测定钻井液高温高压流变性是评价和优选钻井液体系最基础的工作。依托国家科技部重大仪器设备开发专项,通过对压力控制系统、温度控制系统、剪率控制系统、粘度检测系统等方面技术难题的攻关,研制成功了国内首台超高温高压流变仪。该仪器可在高温高压及低温高压条件下对钻井液、完井液、压裂液等样品的流变性进行高精度测量。