开发咸水扩大水资源

开源节流是解决当今水资源不足的主要途径,开发利用咸水资源是扩大水资源的有效方法之一。 所谓咸水,即矿化度大于2g/L的水。在咸水中按照矿化度的大小,可分微咸水     

莱州湾南岸海咸水入侵的原因分析及防治对策

莱州湾南岸的昌邑、寒亭、寿光等市(区)，是我省沿海发生海咸水入侵地质灾害较严重的地区之一。自70年代中期发现海咸水入侵以来，入侵速率逐年增加，到1992年，入侵面积已达295．5km^2，给工农业生产和人民生活造成了严重损失。该区海咸水入侵以咸水入侵为主。笔者在分析区域地质背景条件基础上，从水动力学和水化学方面对海咸水入侵的发灾机理进行了探讨。指出地下淡水过量开采是海咸水入侵的根本原因；此外，沉积环境、河流上游来水量减小及风暴潮等对海咸水入侵有加剧作用。从地学角度，提出了全流域综合治理、合理开发利用淡水资源、建设地下水库、跨流域调水，建立抽水槽工程等防治对策。     

松辽盆地二氧化碳地质埋存研究

CO2地下储存可有效地减少人类活动排放到大气中的CO2量,从而缓解日趋严重的全球气候变化问题。沉积盆地地下深部存在体积巨大的咸水含水层,咸水不宜开发利用,可用来储存大量的CO2。研究结果表明,利用松辽盆地进行CO2的地质埋存是可行的;松辽盆地深部咸含水层的CO2储存容量大约为8.96×109t,约为2003年中国大陆地区CO2放量的25倍。     

规模化深部咸水含水层CO2地质储存选址方法研究

本文依据中国沉积盆地CO2地质储存潜力评价结果,认为深部咸水含水层是实现规模化CO2地质储存的主体,进而对适宜CO2地质储存的深部咸水含水层属性进行了界定。提出了深部咸水含水层CO2地质储存选址原则,合理划分了选址工作阶段。建立了选址技术指标、安全性评价指标、经济适宜性和地面地质-社会环境选址指标4个指标层,60余个指标的选址指标体系,提出了基于层次分析(AHP)的多因子排序选址评价方法。本文的研究成果对中国深部咸水含水层CO2地质储存场地选址具有一定的指导意义。     

潍坊北部海咸水入侵特征及现状评价

潍坊北部是我国典型的海咸水入侵区,通过资料收集、海咸水入侵专项调查、地质环境监测与实验、样品分析测试和室内综合分析研究,基本查清了海咸水入侵发展及演化历史。工作区海咸水入侵发展过程可划分为发生和发展、快速发展、慢速发展和稳定发展4个阶段,目前处于稳定发展期。利用2012年水质测试结果,选取Cl^-、矿化度、SO4^2-,rHCO3^-/rCl^-,K^＋等指标作为评价因子,运用模糊数学的方法,对潍坊北部海（咸）水入侵区入侵程度的现状做出综合评价;结合工作区海咸水入侵的特征和现状,针对性地提出了今后的防治重点和对策。     

青岛大沽河下游地下咸水体变化的数值模拟

采用Visual-MODFLOW软件中SEAWAT模块建立变密度地下水流与溶质运移数值模型,对青岛大沽河地下水库南端残留咸水运移情况进行模拟。采用2001-2002年的降雨、蒸发、开采等资料,识别和验证模型,并在现有的开采条件下模拟研究区地下咸水未来10年的运移情况进行预测。研究发现,研究区内地下咸水总面积略有减小,靠近大沽河一侧咸水浓度降低,而魏家屯附近咸水浓度升高。     

内蒙古河套平原地下咸水与高砷水分布特征

通过实地调查、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了内蒙古河套平原地下咸水与高砷水的分布特征。结果表明:河套平原分布有大量的咸水和高砷地下水,在调查研究区12510.83 km2的范围内,深度在10~40 m的浅层地下水中,分布有淡水1145.75 km2、微咸水9025.51 km2、咸水盐水2339.57 km2,分别占研究区总面积的9.16%、72.14%和18.70%;在淡水区、微咸水区和咸水盐水区,分别存在有233.85 km2、2965.74 km2和997.16 km2的高砷(As≥0.05 mg/L)地下水,占各类水面积的20.41%、32.86%和42.62%;咸水体分别呈南北两个条带状分布,北部的咸水体自西向东,宽度约5~10 km,在东部地区表现为上淡下咸的水质结构,南部咸水体分布在总引水干渠北侧呈东西条带状分布,西部较窄,东部变宽;高砷水的分布有明显的东西分区特征,东部区的高砷水多呈不规则的片状分布,范围较广,水中砷含量差异较小,西部区的高砷水沿山前低洼地带呈北东向的条带状分布,水中砷含量高,分布面积较为集中。研究表明:地下水中的盐分含量与砷含量不存在正相关关系,但是,西北部地区高砷地下水的分布与咸水区有一定关系,认为均受控于构造,而东部地区高砷水的分布则与咸水无关。     

VG模型参数选择对咸水层CO_2封存的影响研究

在使用TOUGH2程序模拟咸水层CO2封存时,常使用VG模型计算岩石表面毛细压力,而岩石表面毛细压力的大小则会直接影响CO2在咸水层中运移形式和储存量。总结了不同类型常见砂泥岩的VG模型参数取值范围,基于松辽盆地典型储盖地质结构特征,运用TOUGH2构建了二维CO2封存模型,设计3组算例对比分析了VG参数取值对咸水层CO2封存的影响。研究结果表明:VG模型参数值大小取决于岩石的性质,TOUGH2使用的VG模型缺省值仅适用于小部分岩石;盖层的3个VG模型参数取值对咸水层CO2封存效果影响很大,单纯微调部分VG参数仍不能提高模拟可信度,而对于高、中渗透率储层,VG模型参数取值对模拟结果影响较小。因此,咸水层CO2封存模拟时,应结合储盖层岩性特征赋VG模型参数值。     

神华碳封存示范项目中CO2注入分布模拟

CO2咸水层封存被广泛认为是一种具有大规模温室气体减排潜力的地学前缘技术。选取中国第一个全流程CCS项目为研究背景,结合工程实际情况,选取鄂尔多斯盆地为具体研究对象,提取相关参数,建立相应的地质模型,通过数值模拟研究咸水层多层统注时CO2在咸水中的主要封存机制、CO2在地层中的运移分布特征及其与注入能力的关系,并观测由于CO2注入引起的地层压力、CO2摩尔分数、酸碱度等的变化情况,为方案的进一步优化奠定基础。研究表明,CO2注入咸水层后,大部分进入储层上部,且注入能力越大时,注入的层位越多,注入量越大;CO2在咸水层中的存在形式有自由态、束缚态和溶解态。所有探索性研究的目的是给示范性项目的未来提供一个良好的基础优化方案。     

河北平原咸水下移及其与浅层咸水淡化的关系

本文以位于河北平原中部地区的衡水市为重点研究实例，通过多年水质资料的分析，提供了咸水下移和浅层咸水淡化的有力证据．研究表明，浅层咸水谈化的根本原因是深层地下水开采导致的咸水下移，从而揭示了深层淡水开采、咸水下移、浅层咸水淡化间的内在联系及咸水下移本身所包含的环境改善意义。     

珠江三角洲地下咸水形成的水化学证据

珠江三角洲地下咸水分布广泛。迄今仅在珠江三角洲局部地段进行了地下咸水有关的研究,因而对区域性地下咸水成因的认识缺乏。利用近10年来有关水工环地质调查项目获得的67个水文地质钻孔的水化学分析资料,进行了珠江三角洲平原地下咸水水化学的总体特征、水文地球化学参数及特征指标关系研究,探讨了区域性地下咸水成因与影响因素。研究结果表明,地下咸水水化学特征总体上与海水较为一致;地下咸水起源于古海水,主要形成于中全新世海侵期,与退积作用关系密切;地下咸水形成过程中,水循环交替慢,水动力条件不良;地下咸水中的盐分主要来源于古海水及海相沉积物,沉积压实、矿物溶解与离子交换等作用可能造成盐分的富集。     

深部咸水层CO2地质储存地质安全性评价方法研究

CO2地质储存工程属于环保型工程项目,地质安全性是影响CO2长期封存的首要因素。深部咸水层CO2地质储存地质安全性影响因素主要包括盖层适宜性、场地地震安全性、水文地质条件、地面场地地质条件四个方面,其中盖层适宜性是CO2安全储存的最关键因素,场地地震安全性和水文地质条件次之,而地面场地地质条件也是影响工程施工的重要因素。本文基于CO2地质储存的地质安全性影响因素分析,建立了层次分析结构的地质安全性评价指标体系,并初步计算了评价指标的权重;提出可以利用模糊综合评价方法进行深部咸水层CO2地质储存地质安全性综合评价,为中国深部咸水层CO2地质储存的地质安全性评价方法和安全选址指明了方向。     

粮食核心区(新乡地区)地下水水化学类型及划分

根据2011年的监测资料,对粮食核心区新乡地区范围内的浅层地下水和中深层地下水,按照舒卡列夫法,进行水化学类型分类。浅层水大部分地区属中低矿化度淡水或微咸水,只有个别地区为咸水。中深层水属中低矿化度淡水或微咸水。     

豫北平原咸水水文地质特征及开发利用

豫北平原是河南省重要的能源、冶金和纺织等工业基地,也是粮棉油料作物的主要产区。同时,又是水资源较匮乏的地区。但大量咸水(矿化度>1 0g L)资源得不到开发利用,且广泛分布的咸水已日益突出地成为环境水文地质问题。根据大量实地调查资料和地质成果,文章较详细地论述了豫北平原咸水含水层分布、富水性、补给、径流和排泄、水化学和同位素、利用现状及动态等水文地质特征。为缓解豫北平原水资源供需矛盾的压力,变害为利,根据咸水的分布状况、咸水农业利用和咸水养殖利用的适宜性、咸水改造方法和补源条件等,提出咸水开发利用与改良规划应"以用为主,以用促改"。结合各地实际情况,对不同矿化度的咸水应采取不同的开发利用方式、改良方案和措施。     

鄂尔多斯盆地山西组地下咸水CO2溶解能力

实施CO₂的地质储存是目前公认的减缓全球变暖的有效途径之一.潜在的储存场所包括衰竭的油气藏、深部不可开采煤层及深部咸水层.其中, 深部咸水层储存潜力最大.在发挥作用的诸多机理中, 溶解埋存具有埋存量大、作用时间较长以及安全性高的特点.在评价深部咸水含水层CO₂溶解储存潜力时, 溶解度是一个关键参数.提出了测定咸水含水层地层水CO₂溶解度的方法, 并将其实际应用于鄂尔多斯盆地山西组地层水.鄂尔多斯盆地是我国重要的能源基地, CO₂排放量大, 排放浓度高.采集了野外实地水样, 进行了化学成分分析, 并人工合成该水样; 测定了40~80 ℃、8~12 MPa条件下CO₂在该水样中的溶解度, 其结果可为评价鄂尔多斯盆地深部咸水含水层埋存能力提供依据.      

潍坊市滨海平原咸水入侵调查分析

对自1993年以来潍坊市滨海平原咸水入侵进行了全面调查，包括潍坊市滨海平原咸水入侵水质调查、灾害调查、成因分析及防治措施，为滨海平原地区的咸水入侵调查研究与防治提供了参考。     

新疆准东地区场地尺度二氧化碳地质封存联合深部咸水开采潜力评估

二氧化碳地质封存联合深部咸水开采技术（CO₂-EWR）被认为是有效的碳减排途径之一。在新疆准东地区率先开展CO₂-EWR技术,可在实现CO₂减排的同时获得咸水,在一定程度上缓解当地的水资源短缺问题,取得环境经济双重效益。以往研究大多以概化模型为主,缺乏工程实践依托,根据准噶尔盆地东部CO₂源汇匹配适宜性评价结果,基于我国首个CO₂-EWR野外先导性工程试验场地资料,构建拟选CO₂-EWR场地西山窑组三维（3D）非均质模型开展了场地尺度CO₂-EWR技术潜力研究。研究表明,拟选场地CO₂理论封存量为1.72×106（P₅₀）t,动态封存量为2.14×106 t。采用CO₂-EWR技术可实现CO₂动态封存量11.18×106 t,较单独CO₂地质封存提升5.22倍,同时可增采咸水资源10.17×106 t,CO₂采水比率为1∶0.91。同时,该技术可有效缓解因CO₂大量注入引起的储层压力累积,提高CO₂封存效率,增加咸水开采潜力。本研究可为新疆准东地区实施规模化CO₂地质封存联合深部咸水开采工程提供理论依据和技术支撑。     

唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明：(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。     

基于数值模拟探讨提高咸水层CO2 封存注入率的途径

咸水层CO2地质封存是减少大气中CO2排放量的有效途径。CO2注入率是衡量咸水层中CO2注入能力的有效因素,因此,研究注入速率的变化规律及提高的措施是很有工程价值的。在很多区域,地层的低渗透性限制了CO2的注入率。针对鄂尔多斯盆地的水文地质条件,通过数值模拟,探讨在低渗透性咸水层中提高CO2注入率的途径,包括改变储层中的盐度、采用水平井注入、增加注入井段的长度以及采取水力压裂等工程措施。其中改变储层中的盐度可通过在注入CO2前向储层中注入一定量的水来实现。模拟结果表明,这些方式可以有效地提高CO2注入率,其中水平井改造方式和水力压裂工程措施效果显著,盐度改造措施在地层初始含盐度较高时,会有更好的效果。研究结果可为鄂尔多斯盆地和类似地区的咸水层CO2地质封存项目提供参考。     

供水工程

咸水灌溉次数的计算公式咸水灌溉次数是根据“降雨淋洗值”确定的。用以下公式计算:L=sum from i=1 to n (M_iq_i C_o C_H) (1)C_H=C_o C_s (2)式中:L——降雨淋洗值,kg/亩;M_i——灌溉水含盐碱量,