天津滨海地区深部黏土层弹塑性变形特征与地面沉降关系研究

利用在滨海新区施工的2眼全取芯钻孔（G2和G3）,通过原状土样工程特性指标测试、固结压力试验、0-P0反复加、卸荷试验及地面沉降分层标监测数据分析等,系统阐述了滨海地区深部黏性土层弹塑性变形特征与地面沉降的关系。结果表明：天津滨海地区100 m以浅主要为欠固结土层;100～400 m土层处于超固结和微超固结状态,主要是由过去地下水超量开采造成的;400 m以下土层以正常固结为主。G2和G3孔不同层位黏性土层在反复加、卸荷试验过程中表现出塑性变形量逐渐减小,而弹性变形量几乎不变,与反复加、卸荷次数无关,表明黏性土层在水位反复升降条件下,逐渐变为以弹性变形为主。黏性土层这种特性显示,在地下水位反复升降多次后,黏性土层将会逐渐变成弹性体,在水位恢复时,将产生同步回弹,对防治地面沉降具有重要意义。分析弹塑性变形与黏性土层深度、天然含水率和黏粒含量的相关性发现：弹性变形量与黏性土层深度、天然含水率及黏粒含量呈正相关性;塑性变形量与深度相关性不明显,与天然含水率和黏粒含量呈负相关性。     

3Ma以来华北地区植被演化特征及其驱动因素

第四纪冰期与间冰期旋回的形成过程,及其陆生植被系统的响应及演化过程是研究地质时期全球变化的重点问题,本文通过对华北地区北部LN1钻孔的121个高质量孢粉数据重建了过去3 Ma以来的区域植被演化过程。研究结果显示,区域植被经历了4个主要发展过程,约3~2 Ma气候相对温暖湿润,主要为以松、桦、栎、胡桃、榆等组成的落叶阔叶林;约2 Ma,区域植被急剧变化,主要表现为针叶林扩张,阔叶林比例的减少,在2~1. 2 Ma转变为以松、云杉、桦为主的针阔叶混交林。在中更新世全球气候转型期,区域植被再次发生迅速改变,在约1. 2~0. 7 Ma转变为稀树的灌丛草原,0. 7 Ma以后区域气候进一步干旱化,在最近0. 7 Ma内区域环境转变为典型草原为主的植被景观。区域的植被变化反映了华北平原区近3 Ma以来整体上呈现出干旱化与寒冷化的趋势,其中2. 0 Ma,1. 2 Ma, 0. 7 Ma气候事件最为突出。上述结果反映了华北地区植被的演变过程及季风降水的逐渐减少与北极冰盖在近3 Ma以来的迅速扩张期同步对应。     

7.65Ma BP以来天津滨海地区的植被演变特征

天津东部广泛分布的中新世沉积物为阐释中新世以来的古植被和古气候提供了研究载体,本文依据塘沽区1226m深G2孔的花粉分析结果,结合古地磁等定年手段,重建了天津滨海地区约7.65Ma BP以来的古植被特征。研究显示,区域地貌环境与气候环境共同作用于周边的植被环境。沉积速率与草本花粉组合具有良好的对应关系,研究表明在约6.73~6.43与3.58~3.03 Ma BP沉积速率较大时形成相对较高的河滩高地,其他时期以盐沼和盐碱地为主。由乔木花粉显示的植被历史表明在6.90~7.65Ma BP周边植被为暖温带落叶阔叶林,代表暖湿环境,3.61~6.9 Ma BP为干旱的疏林草原,2.80~3.6lMa BP为针阔叶混交林,较为凉湿,1.28~2.80 Ma BP为暖温带落叶阔叶林的景观,整体上较为暖湿。1.28Ma BP以来,草本与乔木花粉的波动变化,反应了更新世中后期冷暖气候的波动。     

渤海湾西南岸古黄河三角洲全新世地层层序和演化过程

对渤海湾西南岸6个钻透全新统的钻孔进行了详细的沉积学研究和年代测定,利用160个粒度和94个微体古生物样品共同确定沉积相,并利用22个泥炭的常规14C年代,依据层序地层学原理划分了全新世地层层序,恢复了演化过程.渤海湾西南岸全新世黄河三角洲地层主要包括海侵层序、高海面层序和加积层序,海侵层序包括滨海沼泽、滨海砂坝和下切河谷,时代为8.5ka B.P.至全新世底界;高海面层序下段西部为滨海湖沼和积水洼地等滨海相,东部为潮成沙脊、前三角洲和潮下带等海相,时代为7.6～8.5kaB.P.;高海面层序上段西部为河间洼地、沼泽和分支河道等泛滥平原相,东部为河口砂坝、潮间带和潮成沙脊,时代为3.0～7.1ka B.P.;加积层序主要为分支河道、决口扇和河间洼地等沉积相,时代为3.0ka B.P.至今.渤海湾西南岸在9.0ka B.P.开始受海水影响,形成滨海湖沼;7.1～7.6ka B.P.达到最大海侵,位于旧城和盐山之间;海岸线于5.6ka B.P.时位于黄骅苗庄贝壳堤一带,于3.0ka B.P.时位于YS4和NP3孔之间,于2.0ka B.P.时形成现今岸线.古黄河于8.5～9.0ka B.P.时经YS3孔和NP1孔入海;于7.6～8.5ka B.P.时经YS4和NP3孔入海,于1.9～2.6kaB.P.时经YS7和NP1孔入海.5.6～7.1ka B.P.时期,研究区为当时古黄河三角洲的侧翼,形成河口砂坝,废弃之后形成潮成沙脊和苗庄贝壳堤.1.9ka B.P.至今,黄河在研究区外侧入海.     

河北省曹妃甸近岸海域悬浮泥沙含量分布特征研究

本文通过实地调查及取样测试,获得了该区域四条剖面上共49站位不同深度的悬浮泥沙含量,分析了该区域内悬浮泥沙含量在空间上的分布特征,初步建立了悬浮泥沙浓度在空间上的相关性经验模型,并对模型进行了验证,验证结果较为满意.此研究可为悬浮泥沙含量在空间上尤其是中层与底层的遥感定量动态监测提供基本依据.     

天津滨海新区围海造陆对沿海低地浅层地下水环境的影响

天津滨海新区被提到国家总体发展战略后,随着经济持续发展、城市化进程不断加速及产业转移,进行了大规模围海造陆,在拓展土地空间的同时,也造成了相当多的环境问题。利用滨海新区由陆到海的3条水文地质剖面获取的地下水动态变化监测数据和土壤含盐量测试结果,开展了围海造陆对沿海低地浅层地下水环境的影响研究。结果显示:1受围海造陆影响,对应的沿海低地浅层水位已经出现由陆到海逐渐增高的现象,造成地下水位反向倾斜,阻碍了地下水径流和排泄;2由陆到海浅表土壤全盐量出现逐渐增高的特征,在浅层地下水反向径流作用下,东部区域大量的盐分将被携带至沿海低地,使沿海低地盐渍化程度加重,严重影响到湿地保护和生态建设;3围海造陆对海岸带生态环境的影响是一个长期缓慢的过程,应持续监测近岸海域和陆域沿海低地生态环境的变化情况,以便提出合理的修复建议。     

河北牛驼镇与天津地热田水化学和氢氧同位素特征及其环境指示意义

本文分析了河北牛驼镇和天津两个中低温地热田水化学、氢氧同位素分布特征及其反映的地热水赋存环境。结果表明:两个地热田系统存在明显差异,从浅部第四系地下水到雾迷山组地热水存在各自的混合线。不同层位的浅层地下水、地热水物理混合作用明显。地热田蓟县系雾迷山组和奥陶系高温地热水与碳酸岩含水介质发生的水-岩相互作用,造成了δ18O发生飘移;馆陶组和明化镇组地热水主要是浅部第四系地下水与雾迷山组和奥陶系地热水发生混和作用的结果。牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水中Cl~–和HCO_3~–含量增高的同时,SO_4~(2-)含量随之减小(0.20~1.30 mg/L),明显低于天津地热田雾迷山组及奥陶系地热水中的SO_4~(2-)含量(273~394 mg/L),指示牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水发生了明显的脱硫酸作用。水化学、氢氧同位素分布特征揭示了牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水处在还原环境中,与浅部第四系地下水水力联系弱,主要以侧向径流补给为主,而天津地热田奥陶系和雾迷山组地热水与浅部第四系地下水水力联系较强,同时存在垂向和侧向径流补给。牛驼镇和天津两个地热田均具有巨大的地热资源开发潜力,但在开发过程中要坚持资源环境并重的原则,保障地热资源的持续利用。     

弱透水层释水对黏性土工程特性及微观结构的影响

华北平原地下水持续超采引起黏性土压密释水。利用天津塘沽1200m深层钻孔原状土样测试分析,探讨第四纪地层弱
透水层释水对黏性土工程特性及微观结构的影响。研究发现,黏性土工程指标变化主要受压密释水的影响,释水段黏性土密度增大,
孔隙度、含水量降低,渗透性减弱,固结度增高,且在厚层黏土、砂粘互层及邻近含水层处表现显著。按含水层组分析,第一含水组(0
~100m)黏性土释水程度较小或以弹性变形,第二含水组(100~260m)为早期压密释水段,第三、四含水组(260~400m)为目前压密
释水段并逐步增加。对比压榨前后黏性土微观结构变化发现,絮状结构黏土垂向压缩量较大,即引起水平渗透系数明显降低。      

天津滨海地区晚新生代地层自然固结与地面沉降研究

天津滨海地区地处渤海湾西岸,晚新生代沉积了巨厚的松散沉积物。地下水位下降、地层自然固结、地表载荷的加速增长等复合因素造成了严重的地面沉降。利用在天津滨海新区塘沽地区施工的一眼1 226 m全取芯钻孔,通过原状样品测试分析,系统研究了晚新生代土层的物理力学性质、黏性土固结特征,并结合欠固结黏性土层沉降量计算等方法阐述了土层固结状态空间特征,探讨了土层固结特征与地面沉降的相关关系。结果表明：该地区0～100 m深度土层具有低天然密度、高孔隙比、高含水率、高压缩性等特点,表现出软土的性质,在地表荷载增大的情况下,易发生地面沉降;100～550 m的黏性土大都处于超固结和微超固结状态,主要是由于过去地下水的大量开采造成的;550 m以下的黏性土多为正常固结,局部存在欠固结黏性土夹层。钻孔中存在合计约218 m的欠固结黏性土夹层,这些欠固结黏性土夹层在自重应力下的最终沉降量为1 985 mm,沉降量最大的土层对应于第1、6含水组,分别达614 mm和665 mm,这一沉降过程完成所需时间为数十年甚至上百年。     

北戴河附近海域表层沉积物粒度分布特征

对北戴河周边海域的31个表层沉积物样品(站位水深为0~12.8m,平均水深为10.5m)进行了粒度分析、粒度参数计算和统计分析,并分析研究了区内沉积物分类和分布特征。结果表明:表层沉积物的粒级组成为1.5~8.3φ,主要粒级是6~8φ,占90%;在Folk(福克)分类三角图中的分布主要有6种沉积物类型,主要为砂、粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂、泥质砂和泥。