地下开采中优势面控灾机理分析

煤矿地下开采事故屡见不鲜。氨今为止,尚没有一种完善的理论能对灾害事故发生展布机理作出很好的解释。本文据诸多实例了优势面控水、控稳的两类机制,并建立了相应的优势指标和评价准则,为地下开采灾害控制研究提出一种新的思想和分析方法。     

用天然氚确定隐伏岩溶水滞留时间及含水层参数

天然同位素及水体的完全混合模型，计算了平大岔河隐伏岩溶地下水的滞留时间、含水怪储水系数及储存量。为西北干旱、半干旱非泉珠隐伏岩溶区的地下水资源评价提供了新的研究途径。     

中国北方岩溶水系统管理模型中处理大泉的一种方法

探讨了具有岩溶大泉的岩溶地下水系统的数值模拟与优化管理问题。首先把泉流量转换成为受控于地下水头的排泄强度，然后将它嵌入到地下水系统的数值模型之中。在优化管理模型中，将受人工开采影响而产生的泉流量的改变量作为决策变量处理，并把描述地下水头和泉流量之间数量关系的方程嵌入到管理模型中，作为等式约束。从而为具有岩溶大泉的地下水系统的数值模拟和优化管理问题的解决找到了一条有效可行的途径。     

中国北方岩溶水系统划分与系统特征

中国北方岩溶水以相对独立单元进行循环, 构成一系列规模不等的岩溶水系统。本文重点阐述两方面的内容: 第一从基本概念出发, 划分出119个岩溶水系统, 这些系统以高度开放, 环境质量脆弱, 发育规模大, 资源要素构成多、各要素间转化关系复杂, “水煤共存”为特点; 第二从岩溶水系统地质结构与岩溶水流场的叠置关系出发, 将119个系统归结为5种系统模式, 各种模式在分布与发育规模, 岩溶地下水循环、富集, 岩溶地下水流场形态和主要岩溶水文地质环境问题等方面具有鲜明的特征。     

基于优势面理论的隧道控水与模拟分析

利用优势面理论对断层导水进行分析,并结合降雨渗流的条件进行了数值模拟。探讨了特定条件下围岩中渗流场的分布规律,模拟了改变围岩注浆圈的厚度和渗透系数的大小对涌水量的影响。结果表明,改变注浆圈的厚度对涌水量影响小,注浆圈渗透系数影响很大,而且在断层处产生汇水作用,控制注浆圈渗透系数在10-8 m/s以下可以有效地防水。该控水理论可以为隧道水害的预测与治理提供新思路。     

中国北方岩溶区含水岩溶裂隙介质的序列指示模拟研究

针对当前岩溶学研究领域中空隙位置定量预测和数学描述的难题，选择研究程度高、资料丰富、具有典型代表性的山东济南泉域的含水岩裂隙介质，运用序列指示条件模拟方法研究空隙间的连通性能，预测岩溶裂隙密集带和强径流带的位置。研究表明，它既可给出其模拟数值的波动区间，朋不同分位数值模拟图均能明显一致地指示出岩溶裂隙密集带和强径流带位置，尤其是当样本点较少时，也可获得几乎与样本点较多时的一致成果，从而为该方法的推广应用提供了广阔的领域。     

中国北方岩溶水系统管理模型中处理大泉的一种方法

探讨了具有岩溶大泉的岩溶地下水系统的数值模拟与优化管理问题。首先把泉流量转换成为受控于地下水头的排地强度，然后将它嵌入到地下水系统的数值模型之中。在优化管理模型中，将会人工开采影响而产生的泉流量的改变量作为决策变量处理，并把描述地下水头和泉流量之间数量关系的方程嵌入到管理模型中，作为等式约束。从而为具有岩溶大泉的地下水系统的数值模拟和优化管理问题的解决找到了一条有效可行的途径。     

圆梁山隧道岩溶突水机理及防治对策研究

采用现场调查、数值模拟与理论分析相结合的研究方法,对圆梁山隧道岩溶突水的机理及其防治技术进行了系统地研究,揭示了隧道岩溶突水是受水压、岩溶充填物与隧道围岩塑性区范围等影响的渐进破坏过程,总结了隧道岩溶突水机理,并针对圆梁山隧道揭示的溶洞情况,制定了岩溶突水的防治原则,实现了复杂岩溶条件下安全、高效的施工效果。     

Exploration of Water Resource and Multiple Model for Water Resource Development in Karst Areas with the Preferred Plane Theory

According to the theory of preferred plane, preferred planes (faults) always control the distribution of bedrock fissure water and hold abundant groundwater. Thus, the exploration of fissure or karst water can be converted into searching for the watery preferred plane (WPP). In the paper, the characteristic of watery preferred planes is analyzed and a series of superior indices has been set up. It is introduced that WPPs are determined by the methods of geological analysis, superior index and complex geophysical analysis. Meanwhile, new multiple model for water resource development in the water-scarce areas of karst mountainous regions are advanced.     

南海北部软泥水化学垂向剖面类型及其形成机制

本文将南海北部软泥水化学垂向剖面,分为4种类型。剖析了前2种类型在垂向上为开放系统,后2种在垂向上为封闭系统。这些不同类型的软泥水均属软泥阶段的浅变质水。文内提出了全新世期间南海北部海岸线曾南移至距现代海岸线约24km处,比现代海平面下降13m。并发现软泥水比太平洋中部的软泥水的Mn浓度高出1—2个数量级,揭示了利于Mn结核的成矿作用。     

对中国北方岩溶水研究方向的思考与实践

中国北方碳酸盐岩含水层连续沉积厚度大、分布范围广,蕴藏着丰富的地下水资源,是重要的国家级含水层。北方岩溶水集水资源、旅游资源、生态功能等于一体,在国民经济建设中具有举足轻重的地位,特别在城市供水和能源基地建设中发挥了不可替代的支撑性作用。近50年来,受大规模水资源开发利用和人类其它高强度活动影响,北方岩溶水环境问题凸显并带来了一系列负面效应,严重制约了水资源的可持续利用。在国家大力倡导生态文明建的大背景下,如何协调好北方岩溶区资源开发与环境保护,是水文地质工作行业需要着重思考的问题。本文从国家需求出发,提出北方断流岩溶大泉泉水复流的生态修复、闭坑煤矿酸性“老窑水”对岩溶水的污染防治、深层岩溶水的水和热资源开发利用等应作为未来一段时期北方岩溶水的重点研究方向,同时,对近年来在这几个方面开展的调查研究工作取得的成果了进行简要介绍。     

基于天然气水合物地震数据计算南海北部陆坡海底热流

天然气水合物是一种由水的冰晶格架及其间吸附的气体分子（以甲烷为主）组成的固态化合物,地震剖面上的似海底反射BSR是天然气水合物赋存的重要地球物理标志。相同气体成分水合物的相对稳定的温压关系是根据BSR的赋存深度计算海底热流的理论基础。选择南海北部陆坡有典型BSR反射的地震剖面,计算了南海北部陆坡天然气水合物发育区的压力、温度、地温梯度、热导率及热流等地热参数。通过计算热流值与实测热流值的对比可以大致推测,在南海北部陆坡海底运用该方法计算的热流值误差可能在12％以内。本研究不仅可以为海底热流等理论研究提供一定信度的数据资料,而且通过实测热流值校正后的热流数据以及经验公式,可以反过来用于BSR深度的计算以及天然气水合物稳定域的预测,具有重要的实践意义。     

平面裂隙参数计算及其对浆液流动的影响分析

利用从层流到紊流的多阶段稳定压水试验的压力－流量曲线反算裂隙张开度、粗糙度及地下水影响半径等裂隙参数。建立了平面裂隙中浆液流动的力学模型,并分析了对浆液流动的影响因素。     

数值模拟在砂岩型铀矿流体运移机制研究中的应用

砂岩型铀矿是一种主要赋存于盆地砂岩中的后生铀矿床。流体的运移在铀成矿过程中起到关键作用,是铀活化、迁移和富集的主要介质,因此流体运移机制的研究对于建立成矿模型具有重要意义。文章首先阐述了盆地流体的一般运移机制,再梳理了国内外数值模拟在砂岩型铀矿流体运移机制中的研究现状,最后通过数值模拟实例分析,研究盆地在隆升过程中对流体运移的影响。研究表明,流体动力学数值模拟是研究砂岩型铀矿流体运移机制的有效手段,能够为成矿规律的研究提供技术支持。     

近50年中国北方不同地区降水周期趋势的比较分析

对中国北方243个站点1958—2009年逐月降水资料,采用小波分析和奇异谱分析(SSA)方法,在分4区基础上,对北方不同地区降水的周期和趋势进行分析,并进行比较。结果表明,西北地区(青海区、干旱区)降水的趋势性比北方中、东部区的明显。北方中、东部区在20世纪50年代末到60年代相对多雨,而青海区、干旱区在20世纪50年代末到70年代末或80年代中相对少雨。在20世纪80年代,北方中部区降水由偏多转为偏少,而其余3个区域(北方东部区、青海区、干旱区)的降水由偏少转为偏多,发生和持续时间各不相同。近几年,北方东部区、北方中部区、青海区的降水增加,而干旱区降水下降。北方东部区、中部区、干旱区存在10年以上的长周期,北方东部区为准22年,北方中部区为准15年,干旱区为准11年,这种长周期在20世纪80年代之后变得规则且稳定。北方降水普遍存在准2～3年周期和准5年周期,其振幅有明显的年际、年代际变化,具有一定的周期性。     

海南四更沙海域沉积物分布及其受控机制

基于海南西部四更沙及其邻近海域185个底质的粒度数据,并结合研究区动力状况和水深地形特征,研究表层沉积物的组分和类型分布、粒度参数及其沉积环境分区。结果表明:①研究区沉积物类型多样,包括12种沉积类型,以砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和含砾砂为主,沉积物平均粒径变化范围较大(-0.70~7.13 φ),且大体呈现由北向南逐渐变细的分布趋势;②运用Fleming的三角图式,结合物源状况及地形地貌条件,对沉积环境进行划分,将研究区划分为四更沙岸外海滨沉积区、北黎湾中部沉积区和八所港近岸沉积区等3个沉积区;③研究区沉积物分布特征受沉积物来源和水动力及地形条件共同影响。横向分布上,西部主要受强潮流输沙影响,东部近岸则主要受波浪掀沙和搬运作用影响,表现为两侧粗,中间相对较细的特征。纵向上,四更沙岸外海滨沉积区,沉积物主要受昌化江影响,粒径粗,表现为河口沉积特征;北黎湾中部沉积区,沉积物粒径分布范围广,表现为较强的过渡区特性;八所港近岸沉积区,沉积物粒径最细,泥沙来源主要为外海带来的泥沙。