高放废物地质处置库北山预选区地下水的形成和分布

本文论述北山地区不同类型地下水的形成和赋存规律。松散岩类孔隙水主要分布于沟谷和洼地，主要为潜水。沟谷潜水的形成以基岩裂隙水的侧向补给及洪流渗漏补给为主，洼地潜水可由沟谷潜水、断裂带或基岩裂隙水、古洪积扇潜水侧向补给，也可由地表洪流渗入补给；碎屑岩类孔隙-裂隙水主要分布在由自垩系或第三系砂砾石构成的山间沉积盆地中，以承压水为主，洪水下渗和盆地周围基岩裂隙水的侧向径流是此类地下水的主要补给来源；基岩裂隙水主要赋存于变质岩、岩浆岩、碎屑岩、碳酸盐岩节理、裂隙中，以潜水为主。降水垂直渗入、侧向补给或洪流渗漏补给为其主要来源。     

中国高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质研究进展

文章回顾了1993年至今在甘肃北山地区开展的水文地质调查和研究工作,概述了该区水文地质特征,总结了以往工作中的经验和存在的问题,为该区今后的水文地质研究工作提供借鉴。     

高放废物处置库甘肃北山预选区地下水位动态特征

阐明了甘肃北山预选区地下水位动态特征及其与当地大气降水的关系,并对其动态类型进行了剖析,由此得出北山地区地下水源自当地大气降水补给的认识。为处置库预选区场址评价提供了水文地质依据。     

高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质特征研究

在高放废物深地质处置中，地下不是核素迁移的重要媒介。因此，水文地质工作是处置库选址中的主要内容之一。本文依据几年来的野外调查及前人的部分资料，阐明了我国高放废物处置库甘肃北山预选区的基本水文地质概况，以及地下水的循环交替条件和化学特征。研究表明，弱含水、低渗透、慢流速是区内主要水文地质特征，蒸发浓缩形成的高矿化是地下水的主要化学面貌。这一认识，为处置库选址提供了重要依据。     

高放废物处置库北山预选区区域水文地质概念模型

地下水流数值模拟是高放废物处置库选址中水文地质评价的重要内容.水文地质概念模型是地下水流数值模拟的基础和前提.在北山预选区水文地质分析基础上,利用DEM数据生成了研究区地表水系,据此确定了模拟范围;借助GMS软件,建立了研究区三维水文地质结构模型;再通过边界条件、流场特征、地下水均衡项和水文地质参数的分析和描述,建立了北山地区水文地质概念模型.     

高放废物处置库北山预选区泉水成因分析

文章通过前人资料的分析,结合水文地质调查工作,探讨了北山地区泉水的成因,认为该区分布的泉大部分是下降泉,接受潜水补给;少部分为上升泉,接受盆地地下水或断裂带地下水补给;属于北山内部的地下水循环交替方式之一,与深大断裂关系不明显。     

高放废物地质处置库甘肃北山预选区大地电磁资料的定性分析研究

从大地电磁基本理论出发,推导了标量阻抗与张量阻抗计算公式。结合大地电磁阻抗张量分解理论,对预选区旧井测线、新场测线目标花岗岩体上的部分测点数据进行了SWIFT旋转,获取了电性主轴方位角、构造维数特征及二维偏离度等参数。结果表明旧井测线所在区域的构造主轴方位角主要在-10°~20°之间,整体呈二维特性,在构造断裂附近三维特性明显;新场测线构造主轴方位角总体范围与旧井测线类似,部分测点的极化特征表明电性主轴主要以北东向为主,这与SWIFT旋转分解得到的结果是一致的。通过对部分测点视电阻率曲线的分析,了解了预选区地下介质的电性结构特点,为剖面的整体电性解释提供了基础。     

高放废物处置库甘肃北山预选区同位素水文学研究及设想

甘肃省北山地区是我国高放废物处置库场址重要预选区之一,花岗岩是处置库候选围岩。10余年来,在北山地区开展了水文地质和同位素水文学调查、研究工作,为场址评价提供了重要的水文地质依据。今后,在深入开展预选区水文地质研究工作中,应进一步开展同位素水文学研究,示踪地下水的补给来源,揭示水循环过程,测定地下水滞留时间和流速等,以获得高放废物处置场址特性评价所需的水文地质参数资料。     

高放废物处置库北山预选区地下水同位素组成特征及其意义

在高放废物处置库选址中,场地水文地质条件的认识极为重要,因为任何从处置库释放出来的放射性物质都将通过地下水搬运向人类生存环境或生物圈迁移.甘肃北山地区是我国高放废物处置库的重要预选区之一,位于我国西北甘肃省西北部.为了认识预选区的水文地质条件,从水文地质角度评价其作为高放废物处置库场地的适宜性,在过去的10 a,在该区开展了同位素水文地质调查工作.野外调查和氢、氧稳定同位素分析结果表明,研究区地下水主要源自大气降水补给.浅部地下水主要由现代区内降水补给形成,而深部地下水则可能由地质历史时期降水补给形成;浅部地下水系统具有相对开放性特征,水循环交替能力较强,而深部地下水系统具有相对封闭性特征,水循环交替能力较弱.     

Rock Mass Characteristics in Beishan, A Preselected Area for China’s High-Level Radioactive Waste Disposal

Geological and hydrological characteristics, joint geometric features, rock physical and mechanical properties and rock mass quality are studied in the Beishan area, preselected for China’s high-level radioactive waste (HLW) disposal engineering. A comprehensive survey method is developed to study joint geometric features in the outcrop and samples from borehole BS06 into the Xinchang rock mass were tested. The optimal joint sets are determined by rose diagrams and equal-area lower hemisphere plots of joint poles. Results show that: 1) the distribution of joint occurrence obeys a normal distribution, while the distribution of joint spacing obeys a negative exponential distribution; 2) concentric circular and tangent circular sampling windows are applied to study the trace length and the trace midpoint density. Results indicate that tangent circular sampling window is more stable and reasonable; 3) Beishan granite shows high density, low porosity and high strength based on many laboratory tests and the physical properties and mechanical properties are closely related; and 4) a synthesis index, Joint Structure Rating (JSR), is applied to evaluate the quality of rock mass. Through the research results of rock mass characteristics, the Xinchang rock mass in the Beishan preselected area has the favorable conditions for China’s HLW disposal repository site.     

高放废物处置库芨芨槽预选场址深部地下水同位素研究

深地质处置是目前国际上普遍接受的高放废物安全处置方案.对于这种方案而言,安全处置高放废物的前提是选择适宜的场址,而场址的适宜性在很大程度上取决于其水文地质条件.高放废物处置库场址需要低渗透岩体作为处置库围岩,对于低渗透岩体而言,经典和传统的水文地质研究方法受到了很大的限制,而同位素技术与其他水文地质方法结合时,却能发挥出良好的作用.本文以目前我国高放废物处置库预选场址之一的芨芨槽场址为例,重点讨论了同位素方法在花岗岩体场址水文地质研究中的应用.根据钻孔不同深度的地下水环境同位素(δD、δ18O、3H和14C)组成特征,结合场址水文地质条件,识别了区内地下水的来源,揭示了控制地下水运移交替速率的主要因素.结果表明,该区深部地下水14C年龄高达8000 a左右,说明其交替、运移十分缓慢,但同时也含有少量的氚,说明地下水以侧向补给的“老水”为主,接受当地大气降水入渗补给的“新水”所占比例很小.此外,通过地下水14C年龄与取样段岩芯采取率的对比,认识到对于区内的花岗岩体而言,决定地下水交替、运移速率的主要因素是裂隙的发育程度,而不是深度.     

高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学

为了探讨高放废物地质处置甘肃北山预选区旧井和新场预选地段的古地下流体来源、成因、化学演化历史以及水-岩相互作用,文章系统研究了该地段花岗岩填隙方解石的产出特征及其碳、氧、锶同位素的组成特征。测试结果表明,旧井和新场方解石的δ13 C组成均较稳定且为负值(分别为-11.6‰~-5.7‰和-9.9‰~-5.1‰);δ18 O分别为-0.7‰~19.7‰和10.9‰~21.9‰,旧井方解石具有更宽的δ18 O取值范围。87 Sr/86 Sr也略有差异,旧井为0.708584~0.718749,新场为0.708838~0.732967,二者随深度增加而呈明显的降低趋势。研究表明,北山预选区地下流体来源及成因较复杂,浅部地下水受大气降水的影响较大,深部流体则主要源于地下咸水,为低温流体蚀变成因。花岗岩裂隙中的水-岩反应强度总体较弱,地下水环境相对稳定。相比较而言,新场岩体深部的地球化学环境更稳定,更有利于高放废物的长期处置。     

CFC在中国高放废物处置库预选区地下水研究中的应用

本文介绍了地下水测年的CFC方法及其原理,并将这种方法实际应用于我国高放废物处置库预选区--甘肃北山地区的水文地质研究,结果表明,研究区内沟谷洼地浅部地下水的CFC年龄在15~26 a,基岩裂隙浅部地下水多为不含CFC的老水与含CFC的新水的混合水.在描述了确定混合比方法的基础上,根据样品CFC含量计算了研究区地下水的混合比.与氚相比,CFC是目前年轻地下水测年更好的工具,具有更多的优越性.     

古地下水测年法在高放废物地质处置中的应用

文章论述了古地下水测年法的原理、适用范围及其在高放废物地质处置中的应用,分析对比了各种测年方法的优缺点,旨在为高放废物地质处置库选址中的水文地质研究提供参考。     

高放废物处置系统地下水同位素特征

在高放废物处置库场地特性评价中,对于深地质处置方案而言,最有可能使放射性核素进入生物圈的机制是地下水的迁移,因此,水文地质研究是场址预选和评价中的一个重要内容.本文以甘肃北山预选区旧井地段为例,根据地下水同位素数据,结合所获得的地质、水文数据和信息,分析研究了研究区基岩地下水的起源、形成、演化和循环特征.研究表明,北山预选区旧井地段,深部地下水和浅部地下水均源自大气降水的补给,弱含水、低渗透、低流速是该区的主要水文地质特征.     

新场-向阳山地段地下水化学数据的多元统计分析

高放废物处置库选址过程中,地下水水化学特征的研究对场址筛选具有非常重要的意义。为研究北山预选区新场-向阳山地段的地下水水化学特征,笔者对研究区27件浅部地下水水样的9项指标综合运用描述性分析、因子分析和聚类分析的方法进行了系统分析。结果表明:影响研究区水化学特征的主要因素是以Na⁺、 Cl^-、 SO₄^2-等为主要载荷变量的蒸发浓缩作用,贡献率高达73.93%;其次是以HCO₃^-为主要载荷变量的溶滤作用,贡献率仅为11.39%。