内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层三维数值模拟：——以山西柳林？…

本文建立了内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层的三维可混溶溶质运移模型。同时,为了尽可能提高模拟精度,还建立了区域二维水流模型和水质模型,为三维模型提供边界条件。模型应用于描述柳林电厂水源地咸－淡水界面运移特征,模拟效果良好,还据此预报了咸水入侵的可能性并探讨了淡水流的强弱对咸－淡水界面运移的影响。     

电阻率法在防治莱州湾地区海水入侵中的应用

阐述电阻率法在莱州湾地区海水入侵防治研究中应用的理论依据、监测指标.对海、咸水入侵区地层电阻率的变化规律,咸、淡水界面的确定,圈定海水入侵通道及界面运移规律做了分析.     

潍河下游地区海咸水入侵动态三维数值模拟分析

文中以潍河下游的莱洲湾南岸地区为研究区 ,阐述了海咸水分布规律。针对海咸水运移过程中的水动力学特征和化学动力学特征 ,推导了水动力化学动力耦合的盐分运移对流弥散方程 ,水动力过程考虑了浓度变化对水流运动的影响 ,化学动力学过程考虑了含水介质表面吸附 (解吸 )作用对盐分运移的影响。采用改进的非线性特征有限元法 ,求解高浓度溶质运移三维模型。计算结果表明 ,该模型更真实地刻画了海咸水入侵系统。通过对海咸水入侵规律进行模拟 ,指出海咸水入侵的根本原因是过量开采地下淡水资源 ,要防止海咸水入侵 ,必须科学开采地下淡水资源。     

莱州湾南岸潍坊地区咸-卤水入侵及其地下水化学特征

近年来，莱州湾南岸潍坊地区的咸－卤水入侵，引起地下水资源量减少、土地资源退化和植物生态环境恶化。咸－卤水平均每年入侵２９．７ｋｍ＾２，卤水、咸水和微咸水区的入侵速度各不相同，地下水漏斗发展控制咸－卤水入侵过程，咸淡水界面稳定在淡水开采区的地下水漏斗北缘。咸－卤水入侵淡水时，地下水化学特点虽然主要决定于淡水和卤水特征，但是阳离子交换也起重要作用。     

滨海岩溶地区海咸水入侵动力学系统研究

我国滨海岩溶地区岩溶系统的形成具有其独特的动力学过程。其中，既有自然环境条件下形成的岩溶特征，又有人类活动的地质效应——海咸水入侵的影响和改造。目前，海咸水入侵对滨海岩溶系统的影响和改造正在加剧，并将逐渐成为主导因素。防治滨海岩溶区海咸水入侵的根本，就是要查明咸-淡水过渡带中碳酸盐岩溶解、沉淀的动力机制。其中，混合溶蚀作用是关键。开展咸-淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力学的野外现场定位观测和室内动态模拟实验研究，并在查明咸-淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力机理的基础上，建立滨海岩溶地区碳酸盐岩溶解、沉淀系统动力学模型是十分必要和迫切的。研究各种因素综合影响下，滨海碳酸盐岩的混合溶蚀作用，将有利于查明滨海岩溶形成机理，进而为解决滨海岩溶地区海咸水入侵问题开辟一条新的途径。     

青岛李哥庄地下咸水体恢复方案的数值优化

海水入侵导致地下水变咸对青岛李哥庄地区经济发展产生了不利影响,急需开展治理该地区咸水体的工作。根据研究区已有的降雨、蒸发及水文地质等资料,结合现场调查和监测,利用地下水模拟软件Visual-MODFLOW中的SEAWAT模块建立了该地区的数值模型,并利用实测资料识别和验证了该模型参数,表明所建模型能反映李哥庄地区的实际水文地质条件。为了模拟研究区地下咸水体的恢复治理情况,提出了连续抽水、间歇式抽水和抽注水结合三种咸水恢复方案,并利用该模型对三种恢复方案进行了模拟优化。结果表明,抽取地下咸水只是咸水恢复的一个因素,周边淡水的驱替作用则是咸水恢复另一个的因素,抽注水结合恢复方案为三种方案中最优的方案。     

滨海岩溶地区海咸水入动力学系统研究

我国滨海岩溶地区岩溶系统的形成具有其独特的动力学过程。其中，既在自然环境条件下形成的岩溶特征，又有人类活动的地质效应－海咸水入侵的影响和改造。目前，海咸水入侵对滨海岩溶系统的影响和改造正 在加剧，并将逐渐成为主导因素。防治滨海岩溶区海咸水入侵的根本，就是要查明咸－淡水过渡带中碳酸盐岩溶解、沉淀的动力机制。其中，混合溶蚀作用是关键。开展咸－淡水过渡带碳酸盐岩溶解。沉淀动力学的野外现场定位观测和室内动态模拟实验研究，并在查明咸－淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力机理的基础上，建立滨海岩溶地区碳酸盐溶解、沉淀系统动力学模型是十分必要和迫切的。研究各种因素综合影响下，滨海碳酸盐岩的混合溶蚀作用，将有利于查明滨海岩溶形成机理，进而为解决滨海岩溶地区海咸水入侵问题开辟一条新的途径。     

沧州区域咸水入侵初探

始于７０年代的沧州区域地下水漏斗，１９９０年中心埋深（Ｑ２）已降至８２．０８ｍ。为判明新的水均衡条件下是否已发生咸水入侵，提供防灾决策依据，我们选择区内河间市进行典型调研。方法是，对全淡区浅层地下水布点取样，进行水化学分析，对深层水则利用打机井的测井资料，研究咸水底界面发展变动状况。结果表明，河间市全淡区浅层地下水的分布面积因咸水入侵减少２２．２％，深层水的咸淡水界面全市平均下移１０．６０ｍ沧州漏     

海水入侵的实验研究

在海岸含水层中,含较多盐分的海水向陆地方向入侵形成淡-咸水交界面,通常称为海水入侵界面。该界面的动态变化受气象、水文地质和人类活动等因素的影响,是海水入侵问题的主要研究内容。本文介绍了海水向含水层中入侵的室内实验研究,以着色海水和图像处理方法获得入侵界面的形态及其动态变化。实验方法先进,所得数据整体性强,精度高,而且观测方法对流场没有干扰,比传统的提取水样进行化验的方法更有效。实验中模拟了海洋潮汐条件,揭示了入侵界面在不同实验条件下的动态特征。应用数值模拟方法揭示了流场的特征。计算表明,流场分两个区———淡水区和咸水区,由入侵界面分开。淡水区的水流相对活跃,淡水由入侵界面以上区域渗出边界,在界面以上形成淡水通道。     

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。     

Geochemical Characters of Water Coproduced with Coalbed Gas and Shallow Groundwater in Liulin Coalfield of China

To reveal the geochemical characters of water coproduced with coalbed gas and shallow groundwater,water samples were collected from 12 wells of coalbed methane and 7 wells of shallow groundwater.The pH,CODMn,fCO2,total dissolved solids （TDS）,total hardness,and concentrations of metasilicic acid,sodium and kalium,calcium ion,magnesium ion,ammonium iron,bicarbonate ion,carbonate,chloride,sulfate ion,nitrate ion,fluoride,lithium,zinc,nickel,manganese,iron,boron,barium,etc.of the samples were measured.Research results showed the following：（1） Concentrations of TDS,chloride,fluoride,sodium and kalium,ammonium,iron,and barium in the water coproduced with coalbed gas exceeded the national standards of China; however,physical,chemical,and biological properties of shallow groundwater could meet the national standard.（2） The water produced from coalbed contained mainly Na-Cl·HCO3,with average TDS of 4588.5 ppm,whereas shallow groundwater contained a mixture of chemicals including Na.Mg.Ca-HCO3·SO4 and Na.Mg-HCO3·SO4,with average TDS of 663.8 ppm.（3） In general,it was observed that bicarbonate and sodium accumulated in a reducing environment and deeper system,while depletion of hydrogen ions and dissolution of sulfate,calcium,and magnesium occurred in a redox environment and shallow system.（4） Sodium and kalium,ammonium,chloride,and bicarbonate ions were the main ions found in the study area.     

山西省柳林西部峰峰组含水特征及其矿井防治水的意义

依据柳林西部中奥陶统峰峰组的岩性，将其划分为四个层段，根据钻孔岩性、抽水试验、水化学分析及岩样压汞试验成果，得出了峰峰组的弱含水特征及其与富含水的上马家沟组之间相对隔水层的存在结论，提出了煤层开采中峰峰组具有相对隔水层的性质。     

柳林泉水化学特征及补给来源

简要叙述了柳林泉域岩溶地下水水文地质结构，明确了奥陶系上马家沟组为最主要的含水层，通过对柳林泉水及泉域内“奥灰”钻孔水质分析化验资料的主要水化学特征进行对比，确定了柳林泉南北两岸的补给来源不同，南岸来自东部子系统，北岸来自北部子系统。     

柳林铀矿床地质特征及矿区远景评价

柳林铀矿床位于华北地台与扬子地台的接合部位,大地构造上归属于秦岭褶皱系的桐柏-大别褶皱带。区内燕山期岩浆活动强烈,地质构造复杂,多数断裂具有多期次活动的特点,区域构造线方向呈北西西-南东东向展布。区内主要出露燕山期花岗岩,其北部出露上元古界苏家河群及信阳群,为一套变质岩系。通过勘查,柳林铀矿床受构造控制,为小型矿床规模。笔者在总结其地质特征、成矿规律的基础上,对矿床成因进行了探讨,并对矿区远景进行评价。矿区的1号断裂带、6号细晶岩脉是主要矿带,通过进一步勘查有望使矿床储量达到中型规模。     

柳林地区煤层渗透率逐步回归分析与预测

渗透率是制约煤层气商业化开发至关重要的因素之一。以柳林地区煤层气勘探阶段获取的试井有效渗透率为基础,分析渗透率与有效应力、储层压力、煤层埋深等影响因素之间的关系,利用多元逐步回归分析方法建立渗透率预测模型。结果显示:柳林地区煤层渗透率回归方程具有较高的拟合度;多元逐步回归分析方法预测渗透率具有一定合理性;有利于煤层气开发的高渗区位于柳林地区中北部。      

柳林泉域岩溶水特点与地质背景条件分析

柳林泉域作为我国北方典型的单斜 - 顺置式岩溶水资源系统 ,岩溶水在循环过程中表现出与其它泉域共性的同时 ,也存在一些非常奇特的特征: ( 1)由于泉域内断层、褶皱轴和区域隔水顶板的阻水作用 ,造成了岩溶地下水在主径流方向上的二级排泄与三次富集; ( 2)由于泉域中部王家会阻水性背斜轴的倾覆所形成的地下潜流断面梯形形态 ,导致了泉水流量衰减幅度与阻水断面上游区岩溶地下水位下降幅度的不匹配; ( 3)由于泉域南、北翼岩溶地下水循环路径和所处的地球化学背景不同 ,导致了分布在三川河两岸相距不足 300m 的泉水水化学特征表现出很大的差异性 ; ( 4)由于岩相建造地处中奥陶世古膏盐湖东部边缘 ,泉域西部中硬石膏溶解不仅形成了岩溶热水 ,而且还使得柳林泉成为“锶矿泉水”。 上述特征都是由柳林泉域特定的地质结构、地球化学环境和岩相古地理条件所决定的。      

空气钻井技术在柳林煤层气井的应用

空气钻井技术是煤层气高效开发的重要钻井技术,具有循环压耗低、携砂能力强、井眼净化好的特点,同时能有效防止井漏、保护储层、提高机械钻速等,但面临着井壁稳定、水动力条件等复杂的工程和地质难题,在柳林煤层气井施工中,开展了岩层特征、水文地质条件、煤层含水特性、泡沫钻井液设计等研究,针对地层特点,设计了适合空气钻井的配套工艺技术。通过柳林地区7口井的施工,钻井周期缩短50%,储层得到有效保护,直井产气量达到1000 m3/d,水平井产气量达15000 m3/d,初步取得了良好的示范效果,推广应用前景广阔。     

柳林泉域滞流区低温岩溶热水的年龄分析

为了研究柳林泉域西部滞流区低温岩溶热水的年龄,在区域地质、水文地质条件调查及野外取样、分析的基础上,以滞流区横沟自流井的岩溶热水为例,利用δ2H（‰）、δ18O（‰）、3H（TU）和14C（pMC）同位素测年技术分析、计算并校核了该区岩溶水的滞留时间。通过分析岩溶水中3H和14C的关系及其δ2H、δ18O值,表明横沟岩溶水属于古岩溶水,其年龄应在10 000 a以上;利用14C计算并校核后的岩溶水年龄也印证了这一点,横沟1#和2#井岩溶水的14C年龄分别为12 908 a和9 090 a。因此,横沟附近岩溶热水应属于末次冰期盛冰期内补给的古岩溶水。      

人类活动对柳林泉域水文过程影响研究

20世纪50年代以后,柳林泉流量日益减少,人类活动成为其衰减的主要原因。通过分阶段应用灰色系统模型,定量地描述人类活动对柳林泉水文过程的影响。第一阶段(1957~1973年),柳林泉水流量只受自然条件的影响,第二阶段(1974~2009年)柳林泉水流量受自然条件和人类活动的双重影响。运用灰色关联分析和GM时滞模型,通过比较分析得到人类活动对柳林泉水文过程的影响。结果显示:人类活动导致泉水流量相对于降水量的时间滞后由0年增长到4年,即地下水压力波在传播过程中受到人类活动的干扰,强度被削弱,传播速度变缓。降水量对泉水流量的灰作用系数由第一阶段的1.127 2×10-2下降到了第二阶段的7.75×10-3,说明由于人类活动使降水量对泉水流量的补给强度减弱。     

柳林泉域岩溶地下水资源可开采量的确定

柳林泉域内赋存丰富的岩溶地下水资源，目前还没有大规模的开发利用，运用丰富的水文地质资料确定了泉城内的水文地质参数，概述了泉城含水系统的详细情况，用泉流量恢复法与均衡法计算并比较了泉域岩溶地下水资源量，在计算不同保证率的情况下对泉域的可开采资源量进行了分配，为离柳矿区的发展，合理利用岩溶地下水资源提供了较为可靠的依据。