北京平原区西北部大地热流与深部地温分布特征

北京平原区蕴藏着丰富的中-低温水热型地热资源,其西北部分布着小汤山地热田和京西北地热田,两大地热田以南口—孙河断裂带为界.地热田及其外围地区基础的地热地质研究工作较少.为给地热学研究和地热资源精细勘探提供科学依据,本文基于前人23眼钻孔的温度测量数据以及近期完成的548件热导率和100件放射性生热率实测数据,研究了区域大地热流和0~4 km深部地温特征.结果表明：（1）研究区现今地温梯度为11.31~94.89℃·km^-1,平均值为31.79℃·km^-1;岩石热导率为0.895~5.111 W·（m·K）^-1,放射性生热率为0.257~2.305 μW·m^-3,大地热流为48.1~99.1 mW·m^-2,平均值为68.3 mW·m^-2,热流的分布受基底形态和断裂构造控制.研究区东部南口—孙河断裂带两侧小汤山和郑各庄地区为高热流异常区,中部马池口地区也存在局部高热流异常区.（2）在南口—孙河断裂带的不同位置,不同深度地层温度差异明显,体现出区域现今地温场不只受控于该活动断裂,更是多期次构造事件复合叠加的结果.（3）南口—孙河断裂带南侧存在两处有意义的较高地温异常区,分别为郑各庄异常区和马池口异常区,其中马池口异常区是未来地热开发利用有一定潜力的地区.

     

张裂型盆地地热参数的垂向变化与琼东南盆地热流分布特征

海洋热流数据是开展海洋地球动力学研究和油气资源评价的基础数据.为深入认识琼东南盆地的地热特征,本文首先利用耦合沉积作用与岩石圈张裂过程的数值模型分析了张裂型盆地主要地热参数的垂向变化特征;并通过钻孔资料的详细分析,获得了琼东南盆地44口钻孔的热流数据;结合海底地热探针获取的热流数据,对琼东南盆地地热特征及其主要影响因素进行了简要分析.结果表明:沉积作用的热披覆效应对表层热流有较明显的抑制作用,由于沉积物生热效应与披覆效应的共同作用,同一钻孔处海底表层热流与钻孔深度3000~4000 m处热流或与海底间的平均热流差异很小,可以一起用于分析琼东南盆地的热流分布特征;莺歌海组、乐东组热导率随深度变化小于黄流组及其下地层热导率的变化,钻孔沉积层平均热导率约为1.7 W·(m·K)-1,钻孔地层生热率一般低于2.5 μW·m-3,平均生热率为1.34 μW·m-3,平均地温梯度主要介于30~45 ℃/km,热流介于50~99 mW·m-2,陆架区热流主要集中于60~70 mW·m-2,深水区钻孔具有较高的地温梯度和热流值;从北部陆架与上陆坡区往中央坳陷带,热流值从50~70 mW·m-2,增高为65~85 mW·m-2,并且往东有升高趋势,在盆地东部宝岛凹陷、长昌凹陷与西沙海槽北部斜坡带构成一条热流值高于85 mW·m-2的高热流带.进一步分析认为,琼东南盆地现今热流分布特征是深部热异常、强烈减薄岩石圈的裂后冷却作用、晚期岩浆热事件、地壳与沉积层的生热贡献以及沉积作用的热披覆效应等多种主要因素综合作用的结果.     

Determination of recovery factor for simulation of non-equilibrium sedimentation in reservoir

It is generally acceptable to assume that bed material load is equal to sediment transport capacity, if the exchange between bed and flow occurs instantaneously. However, for non-equilibrium sediment t...     

川东北地区异常高压形成的地温场背景

利用四川东北地区现有的钻井测温数据及测定的岩石样品热导率数据,计算了12口钻井的大地热流值. 结果表明,川东北地区现今地温梯度为18～25 ℃/km,平均21 ℃/km,大地热流值介于41～57 mW/m2之间,平均为49 mW/m2. 在此基础上,利用镜质体反射率(Ro)资料对研究区热史进行了恢复,认为研究区在255Ma左右古热流达到最高值(62～70 mW/m2),此后热流持续降低直到现今;研究区中-新生界不整合面的剥蚀厚度最大,可达约2100 m;异常高压是在低热流的地温场背景下形成的.     

准噶尔盆地大地热流特征与岩石圈热结构

沉积盆地现今大地热流和岩石圈热结构特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的约束条件,对盆地动力学研究和油气资源评价具有重要意义.作者系统分析了准噶尔盆地2000年以来新增的102口钻孔的系统测井温度和400余口钻孔的试油温度资料,采用光学扫描法测试了15口钻孔共187块代表性岩石热导率,首次建立了准噶尔盆地岩石热导率柱,新增了11个高质量的(A类)大地热流数据,分析了准噶尔盆地大地热流分布特征,并揭示了其岩石圈热结构.研究表明,准噶尔盆地现今地温梯度介于 11.6~27.6℃/km,平均21.3±3.7℃/km,大地热流介于23.4~56.1 mW/m2,平均42.5±7.4 mW/m2,表现为低地温梯度、低大地热流的"冷"盆特征.准噶尔盆地大地热流与地温梯度分布规律基本一致,主要受控于基底的构造形态,东部隆起最高,陆梁隆起次之,乌伦古坳陷、中央坳陷和西部隆起较低,北天山山前坳陷最低.准噶尔盆地地壳热流介于18.8~26.0 mW/m2,地幔热流介于16.5~23.7 mW/m2,壳幔热流比值介于0.79~1.58,属于典型的"冷壳冷幔"型热结构.准噶尔盆地地幔热流值与莫霍面起伏一致,隆起区地幔热流高,坳陷区地幔热流低.     

Study of the feasibility of an aquifer storage and recovery system in a deep aquifer in Belgium

Abstract

The feasibility of aquifer storage and recovery (ASR) was tested in a deep aquifer near Koksijde, Belgium. To achieve this, oxic drinking water was injected into a deep aquifer (the Tienen Formation) that contains anoxic brackish water. The hydraulic properties of the aquifer were determined using a step-drawdown test. Chemical processes caused by the injection of the water were studied by two push—pull tests. The step-drawdown test was interpreted by means of an inverse numerical model, resulting in a transmissivity of 3.38 m²/d and a well loss coefficient of 0.00038 d²/m⁵. The push—pull tests identified mixing between the injection and pristine waters, and cation exchange, as the major processes determining the quality of the recovered water. Mobilization of DOC, aerobic respiration, denitrification and mobilization of phosphate were also observed.     

封闭地热系统水平井采热储层内渗流与传热的有限元模拟

地热能是储量巨大、分布广泛且供给稳定的清洁能源.地热发电对经济发展和环境保护都具有重要意义.然而, 现有地热电站广泛采用的开放性采热模式易导致发电设备结垢与腐蚀、循环水流量不足与波动、自耗功率高等问题.采用传热工质与地热储层分离的封闭性采热模式, 不但能根治上述问题, 而且提升了选择传热工质和设计传热循环的灵活性.本研究采用有限元方法数值模拟水平井采热的封闭地热系统中自然对流强化储层内渗流与传热的动力学过程, 系统分析了水平井温度、水平井位置、储层渗透率、水平井周围渗透率强化改造范围及储层厚度-宽度比等关键因素对采热热流和采热年限的影响, 从而为适用于地热发电的大型封闭地热系统设计和工程实践提供理论指导和基础数据.模拟结果表明, 在水平井周围半径10 m区域内进行渗透率强化改造就能够启动和强化自然对流, 大幅提高未强化改造区域的地热开采; 水平井从储层采热的先后次序由自然对流区域逐渐拓展控制, 开发厚地热储层并将水平井设置在储层高处能够提高采热效率并延长采热年限; 驱动自然对流的水平井-储层温差与采热热流不成正比但正相关; 地热储层内存在的稳态背景自然对流对水平井采热有显著贡献.

     

Isotopic and hydrochemistry spatial variation of sulfate for groundwater characterization in karstic aquifers

The Sierra Gorda aquifer is one of the most extensive of southern Spain. The main groundwater discharge is produced at its northern boundary through several high‐flow springs. In this study, stable isotopes of dissolved sulfate (δ³⁴S and δ¹⁸O) and groundwater chemistry were used to determine the origin of the sulfate and to characterize the groundwater flow. We sampled the main springs, as well as other minor outlets related to perched water tables, in order to determine the different sources of SO₄^2? (e.g., dissolution of evaporites and atmospheric deposition). The substantial difference in the amount of dissolved SO₄^2? between the springs located in its northwestern part (≈25 mg/L) and those elsewhere in the northern part (≈60 mg/L) suggests zones with separate groundwater flow systems. A third group of springs, far from the northeastern boundary of the permeable outcrops, shows higher SO₄^2? content than the rest (≈125 mg/L). The isotopic range of sulfate (?0.3‰ to 14.82‰ V‐CTD) points to several sources, including dissolution of Triassic or Miocene evaporites, atmospheric deposition, and decomposition of organic material in the soil. Among these, the dissolution of Triassic gypsum—which overlies the saturated zone as a consequence of the folds and faults that deform the aquifer—is the main source of SO₄^2? (range from 12.79‰ to 14.82‰ V‐CTD). This range is typical for Triassic gypsum. The higher karstification in the western sector, together with important differences in the saturated thickness between the western and eastern sectors, would also be due to the tectonic structure and could explain the difference in SO₄^2? contents in the water. This singular arrangement may cause a higher residence time of groundwater in the eastern sector; thus, a higher contact time with Triassic evaporitic rocks is inferred. Accordingly, the stable isotopes of SO₄^2? are found to be a valuable tool for identifying areas with different flow systems in the saturated zone of karstic aquifers, as well as for evaluating aspects such as the degree of karstification .     

广东新丰江水库极端旱情期浮游藻类功能群特征及与环境因子的关系

为了解极端旱情对新丰江水库的浮游植物功能群(functional group)的演替规律及驱动机制,在干旱期以月为频次开展浮游植物和水质调查。结果表明,水库旱情期(2021年)浮游植物功能群可归类为23个,其中功能群A/E/F/J/K/L_o/M/MP/NA/P/SN/TB/X1/X2/X3/Y频率较高,且A/E/F/J/L_o/MP/P/X3/Y为优势功能群,水库功能群变化趋势为A/E/MP/P/X3(1月)→E/L_o/MP(2月)→A/E/L_o(3月)→A/E/L_o(4月)→A/L_o(5月)→A/L_o/Y(6月)→A/F/L_o/MP/Y(7月)→A/F/L_o/Y(8月)→A/F/L_o(9月)→A/F/L_o/MP(10月)→A/E/F/L_o/MP/Y(11月)→A/E/L_o(12月)。适应贫营养生境的功能群A/E/L_o/Y等为旱情期藻类群落结构的主体优势类群。相关分析(Spearman)和冗余分析(RDA)结果表明,旱情期影响水库浮游植物功能群组成的主要驱动因子是水温和透明度。水库月度生态状态指数(Q)值范围为4.07~4.87,达到极好水平,说明旱情对新丰江水库浮游植物群落结构影响相对较弱。     

热带水库浮游植物形态性状的季节变化及影响因子分析——以高州水库为例

体积、比表面积和最大轴性长度是浮游植物主要的形态性状,反映浮游植物资源竞争和反牧食能力.群落中物种的性状分布会随着环境条件的季节改变而变化,热带水库环境条件的季节性变化小,可能导致群落形态性状变化不显著.本文以热带大型水库——高州水库为研究对象,分析浮游植物形态性状季节动态及关键影响因子.高州水库浮游植物以丝状和单细胞藻类为主,群落水平的平均细胞体积在108.52~753.25 μm³之间,平均比表面积在0.93~2.08 μm^-1之间,平均最大轴性长度在5.21~17.44 μm之间,均有明显的季节特征.浮游植物群落平均细胞体积、最大轴性长度与总氮浓度呈负相关,与水温呈正相关;平均比表面积与硝态氮浓度呈负相关.粘质长孢藻（Dolichospermum mucosa）和光角星鼓藻（Staurastrum muticum）是高州水库浮游植物优势种,其形态性状均具有明显的时空差异,表现出明显的形态可塑性.粘质长孢藻的平均细胞体积、最大轴性长度与总氮浓度呈正相关,与水温呈负相关;平均比表面积与总氮浓度呈负相关,与水温呈正相关.光角星鼓藻的平均细胞体积、最大轴性长度与正磷酸盐浓度呈正相关.总体上高州水库浮游植物在群落和种群水平形态性状均有明显的季节差异,夏季以大细胞为主,其他季节以小细胞种类为主,水温、氮和磷的可利用性是导致浮游植物形态性状季节差异的关键因子.     

三峡水库香溪河库湾水-气界面热交换过程及水体稳定性

水库或湖泊的热分层结构是其动力与环境过程的重要研究方面,虽然很多学者针对水体分层结构和演变机理开展了大量研究,但水体通过水-气界面与大气进行热交换的过程,各气象因子的贡献机理等研究成果还很缺乏。本文基于三峡水库香溪河库湾2019年3月-2020年2月期间的水温、水位及气象等监测数据,针对水-气界面热交换过程如何影响水温垂向结构及表层水体湍流混合作用开展研究。结果表明,(1)香溪河水体年内呈高温期分层、低温期混合的基本特征,高温期混合层深度小于8 m,低温期混合层深度超过30 m。(2)太阳短波辐射是香溪河水体的主要热源,潜热通量和长波辐射是香溪河水体的主要冷源,感热通量贡献极小。(3)香溪河平均风速较弱,约为1.6 m/s,主要通过增强潜热和感热通量的方式影响水体垂向稳定性结构特征,其机械扰动作用较弱。(4)表层水体湍能通量在高温期较低(10^-7m³/s³量级),此时水体处于分层状态,风应力大概率主导表层水体湍流发育;低温期表层水体湍能通量较高(10^-6 m³/s^3<...     

1990年以来北京密云水库主要水环境因子时空分布特征

根据19902011年密云水库共12个监测点的月监测资料,采用聚类分析研究各监测点水环境相似性及空间分布特征,采用因子分析识别影响水质的主要因子并评价各采样点的综合水质.通过绝对主成分多元回归分析,获得汛期和非汛期各因子对各水质指标的贡献率.利用季节性Kendall检验及流量调节检验对密云水库库区水化学特征和水质状况时空分布特征进行了研究.结果表明：汛期水质主要受到农业营养物质的影响,其次为生物化学因素和有机物的影响.非汛期水质主要受到农牧业排放因素的影响,其次为人类活动和生物化学因素的影响.因子得分综合评价显示,汛期辛庄桥、内湖和大关桥综合水质较差,潮河、库西和白河综合水质较好.非汛期辛庄桥、石佛桥和大关桥综合水质较差,库东、套里和恒河综合水质较好.主要水质指标的年际变化规律不同,但最终都趋于平稳.与潮河、白河入库水质变化相比,库区水质变化趋势较小,上游入库水质和库区水质都整体趋好.除白河入库的总氮和总磷外,其他监测指标的变化趋势经流量调节前后基本一致,表明流量并不是引起水质趋势变化的主要因素,水质的变化主要是由于污染源变化而引起.     

Mantle heat flow and geotherms for major tectonic units in central Europe

The results of seismic measurements along the deep seismic sounding profile VII and terrestrial heat flow measurements used for construction of heat generation models for the crust in the Paleozoic Platform region, the Sudetic Mountains (Variscan Internides) and the European Precambrian Platform show considerable differences in mantle heat flow and temperatures. At the base of the crust variations from 440–510°C in the models of Precambrian Platform to 700–820°C for the Paleozoic Platform and the Variscan Internides (Sudets) are found. These differences are associated with considerable mantle heat flow variations.The calculated models show mantle heat flow of about 8.4–12.6 mW m^–2 for the Precambrian Platform and 31 mW m^–2 to 40.2 mW m^–2 for Paleozoic orogenic areas. The heat flow contribution originating from crustal radioactivity is almost the same for the different tectonic units (from 33.5 mW m^–2 to 37.6 mW m^–2). Considerable physical differences in the lower crust and upper mantle between the Precambrian Platform and the adjacent areas, produced by lateral temperature variations, could be expected. On the basis of carbon ratio data it can be concluded that the Carboniferous paleogeothermal gradient was much lower in the Precambrian Platform area than in the Paleozoic Platform region.     

澜沧江流域小湾、糯扎渡水库地震台网震级完备性初探

利用b值稳定性方法计算了云南省澜沧江流域上的小湾和糯扎渡水库台网地震目录的最小完整性震级MC,并对其实际监控能力进行了分析。结果表明,随着台网的建设,小湾水库台网的监控能力呈微弱下降,MC由一期台站运行时的ML1.6变为一、二期台站运行时的ML1.7,表明台网的运行情况影响了其监控能力;糯扎渡水库台网的监控能力有了显著的提高,MC由一期台站运行阶段的ML1.3变为一、二期台站合并运行后的ML0.8。     

周村水库汛期暴雨中溶解有机物(DOM)的光谱特征及来源解析

运用三维荧光光谱（EEMs）技术结合平行因子分析法（PARAFAC）,对周村水库夏季两场暴雨不同降雨历时以及分子量的溶解有机物光谱特征和来源进行分析.结果表明：周村水库不同暴雨荧光光谱中出现了5种组分,分别为类腐殖质（C1、C2）、可见区富里酸（C3）和类蛋白（C4、C5）;相关性分析显示C1与C2、C3、C4以及C5具有显著的相关性,C2与C3具有显著的相关性,C3与C4以及C5具有显著的相关性;同一分子量下的雨水有机质总荧光强度以及各组分荧光强度随着降雨历时的增加均呈下降趋势,并且在各个历时和分子量间差异明显;同一降雨历时下,第一场暴雨总荧光强度随着分子量的减少而增加,第二场暴雨总荧光强度随着分子量的减少而减少;两场暴雨都呈现自生源的特征,其中第一场暴雨具有以陆源输入为主的特征;组分C1和C3与水质参数硝态氮、氨氮、总氮以及有机碳呈显著相关性.通过对暴雨在不同降雨历时以及分子量DOM光谱特征研究,可以进一步分析水库外源输入的天然有机质特征,为水库水质管理提供技术支持.     

无井地震储层预测及烃类检测——以北黄海中部坳陷A构造为例

北黄海盆地是中国东部勘探及研究程度较低的含油气盆地之一,从原始地震资料分析入手,利用研究区波阻抗、道积分、瞬时振幅、瞬时频率等多种地震资料特殊处理方法及AVO油气检测技术,并结合沉积相和区域地质资料,对北黄海中部坳陷A构造的储盖层分布、含油气性等油气地质条件进行分析预测,认为研究区A构造中新生带地层纵向上主要有两套有利的储盖组合,且构造中部和翼部含油气性较好。     

广东新丰江水库表层水体CO2分压及其影响因素

于2012年7月和2013年1月定点采集新丰江水库表层水样,测定水样的理化及生物学参数,计算水体中二氧化碳分压(p(CO_2))大小并分析其时空变化,探讨新丰江水库p(CO_2)的影响因素及其CO_2源/汇机制.结果表明:丰水期p(CO_2)变化范围为16~3545μatm,均值为999μatm,从水库上游到坝前p(CO_2)逐渐升高;枯水期p(CO_2)变化范围为399~1355μatm,均值为756μatm,从水库上游到坝前p(CO_2)呈下降趋势.丰水期p(CO_2)受温度影响较小,与营养盐(NO-3、DSi)浓度呈正相关,与叶绿素a(Chl.a)、溶解有机碳(DOC)浓度呈负相关,与溶解无机碳(DIC)浓度没有明显相关性;枯水期p(CO_2)受温度影响也较小,受碳酸盐体系的影响,与NO-3、DSi、Chl.a、DIC浓度呈正相关,与DOC浓度没有明显相关性.新丰江水库相对于大气来说是一个通量值偏低的CO_2源.     

"长江三峡水库诱发地震监测研究"项目成果介绍

本文详细介绍了“长江三峡水库诱发地震监测研究”项目的立项背景、目标、所开展的主要工作、取得的成果、研究成果的社会效益和对该领域研究未来工作的展望。     

福建山美水库浮游动物群落结构时空特征及其影响因子分析

山美水库既是福建省泉州市饮用水源地,也肩负着为台湾省金门县供水的功能,但春夏季过高的pH值影响了水库水质.为此,从2020年起,调整水库鱼类放养结构和捕捞策略,并研究鱼类群落调控后山美水库浮游动物群落结构的响应及其与环境因子的关系.本研究于2020年和2021年连续两年的1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）调查山美水库21个采样点的浮游动物群落结构和水环境因子.结果共鉴定出浮游动物68属102种,其中轮虫21属41种（40.20%）,原生动物32属41种（40.20%）,枝角类8属13种（12.75%）,桡足类7属7种（6.86%）.2020—2021年山美水库浮游动物平均密度为（1443.05±360.02） ind./L,平均生物量为（1.21±0.27） mg/L,2021年浮游动物密度和生物量显著高于2020年,其中,2021年枝角类和桡足类的密度分别显著高于2020年枝角类和桡足类的密度,2021年库首、库中和库尾区域枝角类生物量显著高于2020年对应区域;2021年桡足类生物量显著高于2020年.春冬季浮游动物群落的优势种主要为原生动物,夏秋季浮游动物群落的优势种主要为轮虫.根据浮游动物密度和生物量评价水体营养状态,夏季山美水库处于中营养状态,春、秋和冬季处于贫营养状态.影响浮游动物群落结构分布的主要环境因子为电导率、水温、溶解氧、硝态氮、透明度和高锰酸盐指数.研究表明调整鱼类放养和捕捞措施提高了浮游动物密度和生物量,基于此提出了通过调整鱼类群落结构改变浮游动物群落结构,进而改善水环境的建议,可为湖泊水库水环境保护和水生生物资源高效利用提供科学依据.     

The role of eddies in solute transport and recovery in rock fractures: Implication for groundwater remediation

A better understanding of solute transport and retention mechanism in rock fractures has been challenging due to difficulty in their direct observations in microscale rough‐walled fractures. Six representative troughs in a rough‐walled fracture were selected for microscale observations of eddy formation with increasing flow velocity and its effect on spatiotemporal changes of solute concentration. This experimental study was enabled by a microscale visualization technique of micro particle image velocimetry. With increasing flow velocity (Re ≤ 2.86), no eddies were generated, and solutes along the main streamlines transported rapidly, whereas those near the wall moved slowly. A larger amount of solutes remained trapped at all troughs at Re = 2.86 than Re < 1. For Re = 8.57, weak eddies started to be developed at the troughs on the lee side, which little contributed to overall solute flushing in the fracture. Accordingly, a large of amount of water was needed for solute flushing. The flow condition of 1 < Re < 10, before a full development of eddies, was least favourable in terms of time and amount of remediation fluid required to reach a target concentration. After large eddies were fully developed at troughs on the lee side for Re = 17.13, solutes were substantially reduced by eddies with less amount of water. Fully developed eddies were found to enhance solute transport and recovery, as opposed to a general consensus that eddies trap and delay solutes. Direct inflow into troughs on the stoss side also made a great contribution to solute flushing out of the troughs. This study indicates that fully developed eddies or strong inflows at troughs are highly possible to form for Re > 10 and this flow range could be favourable for efficient remediation.