天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟

水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一，数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩，借助黏性单元法，分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征，得出以下结论：致密花岗岩的水力裂缝形态单一，天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性；致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段，当存在天然裂隙时，水力压裂过程会变得复杂；天然裂缝存在时，水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5. 7倍和1. 7倍；缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。     

潜流带生物地球化学特征研究进展

潜流带(即地表水-地下水交互作用带)是位于地表水和地下水之间发生物质和能量交换的,具有物理、化学、生物梯度的饱和含水带。潜流带内发生着强烈的生物地球化学过程,在改善水环境质量和维持水生态系统稳定中发挥着重要作用。潜流带生物地球化学特征主要受河床沉积物结构特征、水文特征、环境特征、生物群落格局、物质输入等因素的影响,潜流带内C、N、P元素以及有毒金属元素(Fe、Mn、As、Hg等)会发生氧化-还原、吸附与解吸、沉淀与溶解、生物催化等生物地球化学过程。原位监测、数值模拟、原位培养和地球物理探测等技术是潜流带中生物地球化学过程研究中常用的研究手段。未来针对潜流带的研究可以从监测和数值模拟技术、河床沉积物变化特征以及微生物生态系统的结构和功能等方面进一步开展。     

三位一体推进水文地质调查科技创新

正新中国成立后,原地矿部门先后组织开展了1:20万水文地质普查和1:10万农田供水水文地质勘察等;1999年国土资源大调查实施以来,完成了主要平原盆地、西南岩溶区等重点地区1:25万水文地质调查。上述工作是区域水文地质调查的代表之作,为国家经济社会发展做出了重要贡献,形成了大批高水平的调查成果,特别是1:20万水文地质普查成果,成为经典之作。当前,中国地质调查局正在组织实施以1:5万比例尺为主的水文地质调查工作。为切实提升1:5万水文地质调查的质量和水平,打造新时期的经典,我们在深入研讨和不断探索实践的基础     

基于随机模拟的浑河冲洪积扇地区地下水压采风险预报

在分析随机因素对水位模拟结果影响程度的基础上建立地下水流随机模拟模型,可为地下水资源风险管理和决策提供重要依据。以浑河冲洪积扇地区为研究区,基于蒙特卡罗原理建立了区域地下水流随机预报模型,对压采条件下的地下水位上升进行风险预测和评价。参数灵敏度分析结果表明,地下水水位对含水层渗透系数的变化最敏感,其次是给水度,而对河床沉积物渗透系数和降雨入渗补给系数的灵敏性较差,且渗透系数和给水度在其率定值附近增加或减少时,灵敏度系数随之增加或减小。研究表明,压缩开采地下水资源能够有效缓解地下水水位下降带来的环境问题,地下水开采量以每年5%的速度压采时,区内地下水水位平均上涨3.3 m,但水位恢复的同时也可能诱发局部地下工程渗水,且地下建筑物的设计安全水位越低,渗水风险越大。     

土壤硝酸盐氮的空间变异特征及影响因素分析

为了掌握土壤中硝酸盐氮的空间变异性规律,为硝酸盐污染土壤控制与修复提供依据,以东北某农业灌区为例,利用地质统计方法进行土壤硝酸盐氮的空间变异特征及影响因素分析。研究结果表明：土壤硝酸盐氮的空间变异性显著,变异系数达到82.88%以上。第一层土壤硝酸盐氮在南北向空间上存在严格的自相关性,空间变异的结构性成分比例较高;第二、三层位土壤硝酸盐氮空间变化接近分形布朗运动;第四层位土壤硝酸盐氮在各方向上都具有较高的随机性。总体土壤硝酸盐氮质量分数由西向东逐渐递减,在浑河中下游以及细河附近土壤硝酸盐氮质量分数偏高。不同影响因素对于硝酸盐氮的空间变异特征影响不一致：土壤硝酸盐氮质量分数与有机质质量分数的空间分布趋势一致;不同土壤类型中,水田环境中土壤硝酸盐氮随着深度线性递减,而其他类型土壤中硝酸盐氮质量分数在表层向下递减后有一个回升现象,这与它们各自所处的环境特点有关,而地表壤土和砂土富含硝酸盐。