章丘区浅层地温能资源研究与评价——以地埋管换热方式为例

通过对章丘区浅层地温能赋存条件的研究,结合现场热响应试验、岩土样品测试等数据,采用层次分析法和指标法对研究区进行了地埋管地源热泵系统开发利用适宜性分区,并概算了浅层地温能资源量、评价了开发利用资源潜力、进行了经济和社会效益分析。结果表明:适宜性区面积76.38km^(2),占研究区面积的95.48%;适宜区内120m以浅浅层地温能热容量21.3228×10^(12)kJ/℃。研究区全部利用地埋管地源热泵系统,夏季可制冷面积5353.1278×10^(4)m^(2),冬季可供暖面积6504.6662×10^(4)m^(2)。浅层地温能开发利用潜力巨大,经济和社会效益明显。     

地下水流系统研究中的方法论探讨:以CUG-武汉地下水流系统研究为例

地球系统科学和地下水流系统理论的出现,标志着水文地质学进入新的发展时期。地下水流系统理论已成为水文地质学的新范式,其产生和发展,从方法论上为地下水问题的研究提供了新的启示。自20世纪80年代初以来,中国地质大学(武汉)地下水流系统组持续开展了地下水流系统理论与应用研究。试图从方法论的角度回顾与总结这些研究成果。地下水问题受多因素影响,研究应以“目标与问题导向相结合”,靶向准确,才能在信息浩渺中不失方向,向着目标前行;研究时应采用“假设演绎法”,先依据已有认识和资料演绎出应有的现象,再有目的地观察和寻求证据,或修改假设继续求证,直到假设被证实或证伪;演绎寻证过程,可以采用“控制性实验”“信息提取与组织”“多学科方法与手段融合”等技术方法。实例分析证实,控制性模拟实验使我们得出了地下水流模式的新认识;采用多通道的信息提取、加工和组织,构建地下水流系统模式,能够有效解决各类工程中的应用问题;多学科与手段融合、各种信息相互验证,提高了结果的可信度。以实例研究为基础,从研究方法上的总结能为正确认识和理解地下水流系统理论、推进新理论和新思路在水文地质研究中的应用提供参考。     

连续介质理论与块体理论在地下水封油库[KH*4D]围岩稳定性分析中的应用:以烟台某地下水封油库为例

围岩的稳定性对地下水封油库的建造具有至关重要的影响。通过室内岩石实验(单轴试验、声发射试验和直剪试验)并结合野外地质调查与测绘的成果,获取了烟台某地下水封油库储油洞室围岩的岩体物理力学参数和优势结构面的空间分布特征;基于连续介质理论与块体理论,分别运用FLAC3D和Unwedge软件对烟台某地下水封油库围岩稳定性进行了数值仿真试验研究。研究结果表明:在只考虑两组控制性结构面而不考虑优势结构面组合关系的情况下,地下水封洞库围岩一般不会出现大范围的洞室失稳情况,整体处于稳定状态;但当考虑优势结构面组合关系时,不同的结构面组合会切割洞室围岩形成关键块体(引发局部破坏),关键块体主要位于拱顶与掌子面,其中拱顶的关键块体体积较小而掌子面处的关键块体体积较大。因此,拱顶和掌子面附近可能会出现局部块体破坏情况,施工过程中应对此给予足够的关注。      

城市人口空间分布模拟与格局分析——以沈阳市为例

人口分布空间结构是城市空间结构的重要组成部分。为准确地模拟城市人口分布,清晰地反映城市人口分布格局,本文利用沈阳市第五次人口普查资料,采用网格计算方法空间化人口数据、地统计学的空间插值方法模拟人口分布。同时,用DEM模型方法识别城市人口分布格局,分析人口分布特征。结果是:沈阳城市内部人口分布具有较高的不均衡性和聚集性;城市人口密度分布不符合单核心圈层式范式,具有11个明显的人口分布核心;在城市中心区域,人口分布的区域化特征更为显著;人口分布主要受到相近的两个人口核心的影响。该研究同时表明中国市场经济体制背景下,城市人口分布特征具有较高的复杂性。对于城市人口分布规律及影响人口分布的动力机制,需进一步研究。     

基于改进logistic-CA的城市形态多情景模拟预测分析——以天津滨海地区为例

logistic-CA模型在城市分析应用中,发挥了重要作用,但该模型仅能模拟历史演化趋势下的城市形态演化,无法准确模拟既定年份的城市面积,更无法模拟预测多情景城市形态演化。因此,本文对logistic-CA模型进行了改进:一是嵌入了灰色不等时距预测模型;二是增加不同情景中驱动力的logistic回归系数计算方法。改进后的logistic-CA模型,具备了模拟多情景城市形态演化的能力,模拟预测了天津市滨海地区2011-2020年3种情景的城市形态的演化空间过程特征,即历史外推、内生发展、外生发展3种情景。从而掌握城市形态扩展的必然性、可能性、特定区域的空间扩展影响因素,实现对城市发展过程的有效控制。     

时空过程网络可视化模拟与分析服务——以溃坝洪水为例

洪水溃坝等复杂灾害现象的时空过程模拟分析,是当前国际地理信息科学热点研究方向之一。随着网络的普及化,公众对GIS时空分析模型的网络实时集成和可视化分析提出了迫切的需求。本文以溃坝洪水为例开展了时空过程网络可视化模拟与分析服务研究,利用Web GL、HTML5、Ajax、Web Service、GPU并行计算等技术手段,通过探讨溃坝洪水时空模型计算优化、网络三维可视化模拟与动态交互分析等关键技术,研发了原型系统并进行应用实验。实验结果表明,本文研究成果有助于实现时空过程信息的网络发布,在线影响分析及动态可视化服务,可为分布式网络环境下溃坝洪水等时空过程信息管理和应急决策提供科学依据和技术支持。     

土地利用与土地覆被时空动态变化分析--以岷江上游地区为例

全面、客观地反映土地动态变化有利于正确认识对土地资源的开发和利用,能为地区产业结构调整,制定可持续发展的土地管理和土地规划提供依据。多时相遥感数据已经被成功运用于研究土地变化,评估前期政策对环境和土地利用的影响^[1～5]。在遥感和GIS技术支持下,分析了岷江流域上游地区的土地利用/土地覆被状况及其1986～2000年的时空动态变化和驱动力影响。为保护该地区有限的珍贵林业资源,恢复长江上游的生态屏障作用和国土资源的有效可持续利用提供决策依据。     

降雨型滑坡高速运动与堆积特征模拟研究:以宁乡县王家湾滑坡为例

降雨型滑坡在强降雨条件下常突然发生,启动后运动速度大,破坏力强,对其运动与堆积过程的预测是滑坡危险性分析中的难题。以湖南省宁乡县２０１７年７月１日突发的王家湾滑坡为例,在现场调查的基础上,系统研究了滑坡诱发因素和高速运动机理,发现强降雨和孔隙水压力上升是王家湾滑坡的主要诱发因素,高速滑动主要由于滑坡处斜坡坡度陡、滑带抗剪强度快速损失所致。利用 Ｓｕｒｆｅｒ和 ＡｒｃＧＩＳ软件处理基础数据,建 立了 滑 坡 三维模型,并基于有限体积法采用 ＤＡＮ３Ｄ 软件模拟分析了王家湾滑坡整个运动过程,研究了滑坡启动后运动速度、滑移范围和堆积厚度,模拟结果与现场调查数据基本一致。      

区域可持续发展集成模型的分析与应用研究——以黄河三角洲地区为例

 本文在总结国内、外可持续发展指标体系的基础上,按照信息的综合水平将黄河三角洲可持续发展指标体系区分为I级指标体系和II级指标体系,其中I级指标体系对应数据库,II级指标体系对应模型库。在分析多目标决策模型、风险决策模型和系统动力学模型等综合模型优、缺点的基础上,提出了黄河三角洲可持续发展集成模型的研究框架。总结了近几年来黄河三角洲可持续发展集成模型的研究进展和正在进行的研究工作,讨论了进一步需要研究的内容     

基于空间场-水文模型的城市影响腹地界定及其空间演变分析——以河南省地级城市为例

城市影响腹地范围的划分,在区域与城市规划中有着重要的理论和实际意义。本文从"城市结节性"和"空间交通可达性"两方面改进场强模型,采用主成分分析法与指标体系计算河南省城市结节性指数,利用累积耗费距离测算空间可达性,借助k阶数据场模型与水文分析模型,综合测度了1991年和2010年河南省17个地级城市的影响腹地范围及空间演变特征。研究表明,20年间河南省地级城市的平均可达本文时间从1991年的45.41 min缩短为2010年的33.03 min,空间场能显著增长且空间分异性显著。南阳的腹地面积增加最大,信阳的腹地面积缩小最大;安阳腹地面积增加率和漯河腹地面积减少率最大。郑州的腹地范围与其行政辖区偏移度最大。     

农牧交错区生态环境监测与动态变化分析——以神府东胜地区为例

本研究选择典型的农牧交错区--神府东胜地区为研究样本,综合运用景观生态学理论、生态系统服务功能理论、可持续发展理论、遥感和地理信息系统技术,以多期遥感图像数据为信息源,结合调查统计数据,进行生态遥感分析,编制了土地沙漠化、水土流失、植被覆盖度系列生态专题图。通过建立系统空间分析模型,实现研究区二十余年生态动态变化定量分析,以量化和可视化的形式系统地研究神府地区生态现状及其变化特征规律,阐述生态环境变化的原因,提出能源开发与环境保护协调发展的对策。     

高压压汞与核磁共振技术在致密储层孔隙结构分析中的应用: 以鄂尔多斯盆地合水地区为例

孔隙结构制约着油气在储层中的储集能力和流动能力, 是研究致密砂岩储层的关键要素, 也是当前研究的重点和难点问题。以鄂尔多斯盆地合水地区上三叠统延长组长7致密储层为例, 结合高压压汞、核磁共振等分析技术, 对储层孔隙结构、可动流体参数之间的关系进行了深入研究, 主要取得以下认识: ①利用常规方法, 线性最小二乘法将核磁共振T₂谱转换孔隙半径时, 这种通过线性关系得到的结果精度较低, 相关系数为(0.87~0.98)/0.92, 通过分形理论, 计算出压汞曲线对应的拐点, 进行分段换算出对应的T₂, 以此为界限将核磁共振T₂谱分段转换, 结果显示转化后曲线叠合程度高, 相关系数(0.97~0.99)/0.98;②通过分析流体可动性的影响因素, 岩石的物性具有直接的关系, 其中孔隙度更适合表征储层的储集空间大小, 相关性为0.9, 和可动流体饱和度的相关性更好; 孔隙结构特征参数与可动流体参数相关性较好, 致密的孔隙结构制约着流体的可动性。      

高压压汞联合分形理论分析致密砂岩孔隙结构:以鄂尔多斯盆地合水地区为例

孔隙结构是致密砂岩储层的关键要素,制约油气在储层中的储集与流动,而储层孔隙结构是目前非常规油气勘探开发研究的重点和难点。选取鄂尔多斯盆地合水地区上三叠统延长组长7段10块致密岩心样品,开展高压压汞和X-衍射等实验,运用分形理论研究储层孔喉分形特征,并分析分形维数与储层物性、孔隙结构参数与矿物含量之间的关系。研究结果表明:根据压汞曲线形态和孔隙结构参数将储层分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,其储集性能和渗流能力依次递减,微观非均质性依次增强。不同类型的储层具有不同的分形特点:根据分形曲线存在的拐点0.05和0.02 μm,将实际情况和IUPAC提出的孔隙大小划分标准结合,Ⅰ类储层孔隙分为大孔(＞50 nm)和中孔(50~6 nm);Ⅱ、Ⅲ类储层据拐点分为中孔A段(50~20 nm)和中孔B段(20~6 nm);平均分形维数依次增大,分别为2.619 3,2.745 4,2.852 6,非均质性逐渐增强。较少的大孔贡献了主要的渗透率,分形维数反映的主要是孔隙大小非均质性。分形维数与部分矿物存在较好的相关性,矿物成分及其含量是决定分形维数大小的内在因素,进而影响储层的质量和孔隙结构特征。      

综合沉积正演与多点地质统计模拟辫状河三角洲: 以塔河T区为例

为有效提高三角洲沉积相模拟的精度,以塔河T区为例,应用地震、岩心及测井资料,通过定量评估可容纳空间、物源供给和沉积搬运之间复杂的关系,建立该地区辫状河三角洲砂体沉积正演模型,并将此转化为多点地质统计模拟的三维训练图像,进行研究区辫状河三角洲多点地质统计模拟。研究表明:辫状河三角洲砂体分布受沉积正演模拟控制参数影响,其中砂质供应体积分数、沉积物流入比例、水流载荷量及洪水期间隔均属于强敏感性参数,对研究区三角洲砂体分布影响较大;砂岩含量沉积正演模型体现了辫状河三角洲退积式沉积过程,符合研究区沉积特征,将其转化为三维训练图像,多点地质统计模拟结果在三维空间具有受训练图像约束的特征,体现了训练图像所反映的相带接触关系,并且与钻井认识一致。所提出的这种新的获取三角洲沉积体三维训练图像的方法,综合了沉积正演模拟与多点地质统计模拟的优势,取得了一定的应用效果,对类似沉积体三维地质建模具有一定的借鉴作用。      

深部咸含水层CO2 注入下压力抬升与流体迁移的大尺度模拟研究:以松辽盆地为例

地下深部封存CO₂ 已经被公认是人类削减温室气体排放的一条有效而又科学的途径。深部咸含水层CO₂ 地质封存因
封存潜力巨大,技术可行,且已有实际的工程运行,因而备受关注。松辽盆地是中国潜在的CO₂ 储存场地之一,选择松辽盆地为
大尺度模拟研究对象,选取姚家组砂岩层为储层,选取嫩江组泥岩为盖层,运用TOUGH-MP并行计算代码建立了覆盖整个松辽
盆地的三维地质模型,在中央凹陷区开展大尺度CO₂ 注入模拟研究,包括CO₂ 运移、储存、地层压力提升以及储存安全性等问题。
模拟结果表明:持续注入100a后形成的CO₂ 羽远小于产生的压力积聚区影响范围。注入产生的压力抬升将在注入停止后迅速
消散,不会对区域地层压力和浅层地下水系统产生显著影响。在千年之内注入的CO₂ 将随着时间持续,逐渐溶解于水中,而不会
因盖层微弱的渗透性而逃逸。      

水平总梯度法在化探异常圈定中的应用:以青海省某地区１∶５万水系沉积物地球化学测量为例

由于不同地质环境背景值的差异,单纯通过成矿元素含量的差异圈定异常,可能会忽略低值异常和放大 高值异常,造成异常与已知矿床不对应的现象.地球化学场是一个连续、可导的场,通过一阶梯度分析可以将不 同含量范Χ的元素含量变化率反映出来,更接近真实的异常情况.以青海省某地区１∶５万水系沉积物测量数据 为研究对象,运用水平总梯度法将研究区４１０７个原始数据进行梯度分析,绘制出Cu、Pb、Zn、Ag单元素水平总梯 度异常图,通过与传统方法进行对比,发现水平总梯度法可以将传统方法所忽略的离散、不成规模的小异常更好 地呈现出来,而且圈定的异常结果分带性更好,浓集级数变高,浓集中心突出,异常更加明确,与已知的矿床(点) 吻合程度更好.因此,水平总梯度法能更好地反映异常信息,比较准确地圈定异常区域,具有很好的应用前景.      

基于地理国情普查与土地利用现状数据融合分析研究——以黄河三角洲地区数据为例

收集黄河三角洲地区土地利用现状数据和地理国情普查数据,将土地利用现状数据中的"DLTB"层采用场模型和地理国情普查数据中的地表覆盖分类数据"LCA"层,进行区域无缝覆盖,将这两类数据完整对应。对于无法一一对应的类别,采用"主要对应"进行对比。对于不同土地利用类别对应到国情普查中相同的类别时,类别面积不重复、不漏算。以全覆盖做全局对比,结合土地利用的其他数据、地理国情要素数据进行细类比对、专题比对。以指标体系中分类含义为基础,兼顾实际,建立两类数据对照关系。以土地利用大类为基础,对普查数据二、三级类重新归类,形成与土地利用现状数据有对照意义的"大类"。统计各类地物面积时,采用相同的方法进行统计,总结该地区两类数据存在的异同,并分析差异的原因,为两类数据的相互利用提供借鉴。     

田野土墩墓地学影像特征与成像机理及解译分析——以浙北湖州地区为例

浙北湖州地区土墩墓分布广,数量多。建立符合浙北实际的土墩墓影像解译标志是调查、发现和研究土墩墓的技术关键。本文总结了多种土墩墓的分布规律和影像特征,并对易与土墩墓混淆的其他墓葬和地物的影像进行了研究。在此基础上对土墩墓影像的成像机理作了分析和归纳,得出土墩墓影像地表特征的基本规律。     

米兰科维奇旋回识别与天文标尺的建立:以莫索湾地区莫21井三工河组一段为例

依据米兰科维奇理论识别划分旋回，是对传统层序地层学的有力补充，具备高等时约束性，可实现高分辨率旋回识别与高精度等时地层格架的建立。莫索湾地区是准噶尔盆地油气勘探的有利区域之一，其中三工河组一段发育了有效的、成规模的致密气储集层。利用自然伽马测井数据，通过频谱分析等方法，对研究区目标层位进行了米兰科维奇信号识别与旋回划分。以405 ka周期滤波曲线作为基准，借助三工河组底界地质年龄，建立了浮动天文标尺。研究表明，三工河组一段存在米兰科维奇旋回。短期偏心率125 ka周期控制厚度约为29.73 m的旋回；斜率54 ka周期控制厚度约为12.47 m的旋回；岁差24 ka周期控制厚度约为5.62 m的旋回。三工河组一段地质年龄为189.951~190.800 Ma，共识别出了7个短期基准面旋回，由此划分出了7个五级层序，沉积速率从下到上，虽呈现出“减小-增大-持续减小-持续增大”的趋势，但整体变化不大；发育了B1、B2、C1三种类型的短期基准面旋回。      

不同物源体系致密储层微观结构特征及成因分析:以陇东地区樊家川和南梁长6段为例

鄂尔多斯盆地致密油气资源丰富,其中陇东地区长6储层的发育受多物源体系的控制,成为当前研究热点,但目前对不同物源控制的砂体微观结构特征差异等缺乏深入了解,制约了该地长6储层的勘探与评价。通过铸体薄片鉴定、镜下观察、X衍射及恒速压汞分析等实验手段,开展了不同物源体系控制下的储层微观结构特征研究,对比分析了沉积微相对储层发育的影响,建立了对应的孔隙演化模型,并探讨了主要成岩作用对储层致密化的控制。结果表明：(1)喉道是控制储层渗透率的主要因素,北东部物源沉积区较西部物源沉积区的喉道发育状况更好,渗透率更高;(2)随着渗透率升高,受北东部物源控制的南梁地区半径大于0.50μm的较大喉道对渗透率的贡献明显增加;(3)沉积微相是控制不同物源体系砂体物性的重要因素,受北东部物源控制的南梁地区的砂质碎屑流和浊流砂体物性均好于受西部物源控制的樊家川地区;压实作用是造成储层致密化的主要原因,受不同物源体系储层伊利石和绿泥石含量差异的影响,北东部物源沉积区压实减孔量(19.29%)小于西部物源沉积区(22.32%)。该研究成果对不同物源体系致密油的后期评价具有指导意义。