病险土石坝渗流量的灰色预报

在土石坝渗流量监测统计数据的基础上,利用灰色系统理论,以若干实测渗流量为基础数据构成原始数列,用累加算子弱化个体差异.在累加序列生成的基础上求出紧邻生成序列,构建GM(1,1)灰色微分方程,求解微分方程的响应函数并还原出模拟函数.经精度验证或修正后,模拟并预测渗流量,为病险土石坝的防治提供依据.     

石板水电站重力坝坝基渗流渗压观测资料的统计回归分析

渗流、渗压是影响坝基稳定的重要因素。通过对石板水电站重力坝坝基渗流、渗压多年观测数据的统计分析,考虑水位、温度和时效的影响,采用逐步回归分析法建立了坝基渗流、渗压的统计回归分析模型。回归计算结果表明,渗流、渗压统计值与观测值吻合较好,统计复相关系数较大,估计标准误差较小。统计回归分析模型有效地反映了坝基渗流、渗压的变化规律和发展趋势,为评价大坝运行安全性态提供了有效地分析手段和途径。     

综合统计模型和物理模型的地质灾害精细评估——以福建省龙山社区为例

地质灾害易发性和危险性评价对象相同但评价内容有差异,即两者表达地质灾害的时间、空间和强度信息各有不同。本文将崩塌滑坡易发性中的统计模型和危险性评价中的物理模型进行结合,综合统计模型客观预测空间位置信息的优点以及物理模型模拟包含地质灾害发生机制的优势,弥补了区域统计模型无法预测灾害强度信息的不足,也对物理模型模拟的空间位置进行了有效的控制和修正,进而完成区域崩塌滑坡的易发性和危险性等级综合分析,实现对区域崩塌滑坡潜在高风险位置的精细评估。本文以福建省福鼎市龙山社区为例,利用野外获取的高清影像、地形、钻孔和地质灾害等数据,通过综合统计模型评价和物理模型危险性评估,完成潜在高风险位置的精细化分析。研究结果表明:需要进行重点排查治理的区域约占社区附近山体总面积的26.92%;研究区域内需要进行集中排查与治理的区域有5个,其中3个区域需要进行重点治理,其潜在高风险区域与野外地质灾害调查区域隐患点吻合;5个高风险区域直接对180幢左右楼房（约360余户居民）的安全构成威胁,该评估将野外调研中划定的大范围高风险区域精细化处理,并验证了该评价方法体系的可行性。该评价方法体系为区域崩塌滑坡地质灾害精细化排查和治理提供了工作思路和指导。     

致密气藏压后关井压裂液静态渗吸实验研究——以大庆油田徐家围子区块为例

影响致密储层渗吸的因素较多,但系统的因素划分和敏感性分析依然具有很大挑战。为了高效开采致密气藏,为致密气藏压后焖井时间即开井制度优化提供依据,选取大庆油田徐家围子区块致密砂岩天然岩心,结合压汞、电镜扫描和X射线衍射等实验,在室内开展了静态渗吸实验,研究了致密储层静态渗吸的规律及其影响因素,包括渗吸时间、致密储层的渗透率、孔隙类型、润湿性和压裂液的离子浓度。实验结果表明:致密砂岩岩心静态渗吸气水置换主要作用在静态渗吸过程的早期阶段;在致密气藏的储层渗透率范围内,静态渗吸采出程度随渗透率增大而增大;原生孔为储气空间,与原生粒间孔相连的次生溶蚀孔、粒间溶蚀缝和颗粒边缘溶蚀缝为渗吸提供了畅通的通道;静态渗吸速度和最终采出程度随岩心亲水性的增强而增加;压裂时所用的压裂液浓度越低,储层的渗吸效果越好。研究结果可为致密气井压裂后排采制度设计提供基础。     

岩溶塌陷渗压效应致塌机理研究--以山东省枣庄市岩溶塌陷为例

山东省枣庄市是北方岩溶塌陷的主要发育区之一，该区岩溶塌陷主要分布在十里泉水源地及丁庄一东王庄水源地地下水降落漏斗中心范围内，在发生时间上具有明显的阶段性。第1阶段岩溶塌陷主要原因为抽排地下水引起的“真空吸蚀作用”及“失托加荷作用”；第2阶段塌陷主要原因是降雨入渗诱发产生的渗压效应。渗压效应是由于降水(或地表积水)入渗补给岩溶地下水时，对覆盖层岩土体产生的综合效应，包括静水增荷效应、垂直渗透效应，吸水软化效应以及负压封闭效应。从形成的力学机制上分析，该区第2阶段岩溶塌陷属于降雨入渗-静水增荷-吸水软化型，致塌的力学机制为渗压效应致塌力学机制。     

GM(1,1)分解模型与ARIMA模型在岩溶地下水模拟中的对比研究——以柳林泉流量模拟为例

本文运用GM(1,1)分解模型和ARIMA模型分别模拟柳林泉流量。根据影响特征将泉水流量变化分为两个时段研究:1957—1973年泉水流量处于自然状态;1974—2009年泉水流量受气候变化和人类活动双重影响。运用第1时段的数据建模获得自然状态下泉水流量的模型,将模型外推,获得第2阶段自然状态下泉水流量,然后根据水量平衡原理,减去同期实测流量,获得人类活动对泉水流量衰减的贡献。GM(1,1)分解模型的结果显示,从20世纪70年代到21世纪初柳林泉衰减量为2.26m3/s;ARIMA模型的结果为2.32m3/s;与同期实际衰减量2.27m3/s比,相对误差分别为0.44%和2.20%,表明两种模型都适用于泉水流量的模拟。对比人类活动和气候变化对柳林泉流量衰减的贡献,两个模型得到同样结果,即人类活动的贡献是气候变化的8～9倍。实证研究显示,GM(1,1)模型适用于指数序列的模拟,对具有周期波动的泉水流量,可通过周期修正提高精度;而ARIMA模型能够较好地反映泉水流量相对于降水量的时间滞后效应,能比较准确地模拟泉水流量与降水量的量化关系。      

基于统计岩体力学的围岩分级调整以关山隧道为例

在浅埋工程开挖的围岩分级实践中,相关规范实用性很高,预测准确。然而,在大埋深高地应力条件下进行含节理岩体的隧道开挖时,围岩物理力学参数和结构会发生强烈的改变,不但围岩质量劣化,而且各向异性显著。在开挖引起的应力场剧烈变化下,围岩中新的裂隙会产生,在高地应力下闭合的结构面会重新张开并迅速发展,影响了岩体质量和稳定性,开挖前的围岩分级结果不再适用。因此,为了客观量化描述开挖后围岩质量的劣化,统计岩体力学理论充分考虑了开挖揭露的岩体结构面各项参数,并将结构面影响下的岩体各向异性特征纳入围岩分级评估之中进行围岩分级调整。为了进一步说明,本文结合大埋深高地应力下的关山隧道开挖工程,根据现场结构面的统计结果,运用统计岩体力学理论分析开挖后隧道围岩显著的各向异性,并最终给出符合开挖后现场围岩劣化情况的围岩分级调整建议。     

土壤-含水层侧渗系统在净化河水中的应用——以郑州市索须河工程为例

由于降水较少以及地下水超采,北方地区大部分河流基流匮乏,河水主要来自未经深度处理的城市生活污水和工业废水,河水水质难以达标.在这些地区,利用河流漫滩土壤和含水层的天然净化能力,建立近自然土壤-含水层侧渗系统是净化河水的有效途径之一.在介绍侧渗系统净化机理及适用条件的基础上,通过室内试验和野外示范工程研究索须河土壤-含水层对河水中氨氮的去除效果.室内试验表明该处土壤及浅部含水层对氨氮的去除主要通过稀释、吸附和微生物等作用;通过对示范工程典型剖面上的监测井观测表明该系统对氨氮的去除效果良好,受降水补给的土壤和含水层使得河水中的氨氮硝化为亚硝酸盐和硝酸盐.硝酸盐在地下水中很难被去除,只有少部分通过反硝化作用转化成N2.土壤-含水层侧渗系统行之有效,可应用于类似索须河的北方河流.     

基于风化红层泥岩蠕变特性的滑坡时效变形分析——以天水雒堡村滑坡为例

风化红层泥岩蠕变是我国黄土高原区边坡变形失稳的重要原因之一。选取天水市雒堡村巨型多级旋转滑坡,利用KTL全自动三轴仪和基于连续介质力学的离散单元方法（CDEM）数值模拟手段,开展了风化红层泥岩蠕变本构模型和滑坡时效变形研究。通过0.1～0.7 MPa不同围压下的分级加载蠕变试验,揭示了风化红层泥岩试样瞬时弹性变形、衰减蠕变和稳态蠕变三阶段的蠕变行为;同一围压下,轴向变形量随应力水平的增大而增大,且增长速率也逐渐增大;同一应力水平下,轴向变形量随围压的增大而增大,且增长速率也缓慢增大。拟合建立了试样Burgers蠕变本构模型方程。在此基础上,通过数值模拟揭示了自重应力下1 a尺度的滑体时效变形特征：约98.6%的变形发生在60 d内,随后进入稳态蠕变阶段;滑体水平位移量由浅及深逐渐减小,变形主要集中在后缘Ⅰ级滑体,最大位移约54.1 cm,滑坡变形模式表现为推移式;剪应变主要位于每一级滑体后缘滑带陡-缓转折处,最大剪应变约0.23%,但未整体贯通,总体处于较稳定状态。     

稳健统计方法在化探数据处理中的应用——以陕西丹凤皇台铜矿区为例

本文重点介绍稳健统计方法在化探数据处理中的应用效果,同时对所采用的稳健位置、尺度估计方法,稳健主分量分析方法,元素间相关关系组合特征及框架滤波方法也作了一定的探索,认为上述方法是处理化探数据的有效方法之一。     

渤海海域深层低孔渗油气藏成因机制分析——以渤中1&2区块为例

渤海深层油气藏勘探潜力大,随着渤海勘探的深入,深层低孔渗油气藏已成为渤海勘探的必然选择。而深层低孔渗油气藏在成因类型和成藏机制上明显不同于先前的构造类油气藏。以渤中12区块为例,对其深层低孔渗油气藏成因机制进行深入剖析。研究表明,研究区深层低孔渗油气藏为先致密后成藏。根据深层成藏力平衡机制和浮力成藏下限理论,主要为以浮力运移动力为主的常规油气藏,以及以分子膨胀力为主的深盆致密油气藏,是两种不同成因机制的油气藏叠加在一起组成的复合油气藏。晚期原油两期充注成藏加之晚期碳酸盐胶结作用,导致古油藏的存在。先期原油的排酸作用,异常超压带虽然碳酸盐含量高,但是粒度较粗砂体碳酸盐胶结物含量较少,且颗粒溶孔也比较发育,另外超压使压实受抑制,原生孔隙得以保存,这都是深部致密带出现"甜点"的原因。研究成果对指导渤海深层勘探,拓展勘探领域有一定的借鉴意义。     

基于二元统计的区域地质灾害敏感性评价--以四川雅安雨城区为例

借鉴区域地质灾害敏感性评价的各种方法,给出了基于二元统计的地质灾害敏感性评价方法,并在雅安市雨城区地质灾害敏感性评价中进行了试验.本方法主要有以下优点:操作简单、数据容易准备、效率高、评价合理准确、适用于各种精度(比例尺),有着较好的推广应用价值.     

悬挂式防渗墙作用下非均质地层的渗流量研究——以松花江干流群力堤为例

悬挂式防渗墙是当前堤防加固工程中选用较多的一种堤基防渗方式。但由于悬挂式防渗墙未贯穿整个透水层,地下水可以通过防渗墙的底脚进行绕渗。绕渗量的大小与防渗墙的深度以及所在地层的渗透性相关。选用解析法,运用达西定律和等效渗透原理计算了松花江水位变化条件下,通过群力堤防渗墙非均质地层的渗流量,分析了悬挂式防渗墙深度与渗流量大小的相关关系。研究结果表明:不同方案下堤后排水系统的渗流量相差较大,当悬挂式防渗墙深度在16~24m,松花江处于洪水位,堤后强渗层底板高程为115.50m时渗流量最大,为3 202.8~3 639.7m3/d。研究结果不仅能够为工程建设提供参考,同时为更全面、合理地评价悬挂式防渗墙的效果提供理论支撑。     

考虑毛细管压力的纵波速度衰减特征分析——以球状斑块饱和模型为例

地震波在斑块饱和岩石中传播往往会引起地震波速度的频散与衰减,不同的斑块大小及分布引起速度的频散与衰减不同.毛细管压力作为影响斑块物理特征的主要因素之一,其对速度的频散与衰减的影响知之甚少.为了研究毛细管压力的影响,笔者利用斑块膜刚度来表示毛细管压力的宏观响应,通过改变球状斑块饱和模型的边界条件将毛细管压力考虑到球状斑块饱和模型中,得到了一种新的改进球状斑块饱和模型,并基于该模型对比了考虑毛细管压力前后的地震频段的速度频散与衰减变化.数值模拟结果表明,在地震频段内,与原始球状斑块饱和模型相比,新模型的速度较原始模型速度大,频散降低,衰减减小.除此之外,利用新模型解释了已发表的不同饱和度情况下速度和衰减系数的实验室测试结果.与原始球状斑块饱和模型相比,新模型能够更好的解释不同饱和度下速度与衰减系数的变化趋势,对于斑块饱和岩石的速度饱和度,衰减系数饱和度关系解释具有重要的指示意义.     

煤层气储层特征分析与孔渗参数测井评价 ——以沁水盆地南部3#煤层为例

本文以沁水盆地南部樊庄区块下二叠统山西组的3#煤层为研究对象,基于区域地质背景和储层特征的分析,综合利用测井数据、实验测试资料、常规显微镜观测以及扫描电镜观测等,尝试建立适合于本区实际情况的孔隙度、渗透率模型.研究认为,本区煤岩真实密度值变化范围大,网状裂隙发育.本文采用变煤岩骨架密度值法计算煤岩总孔隙度,以裂缝立方体模型迭代法计算煤岩裂缝孔隙度,进而求算裂缝渗透率.解释模型经研究区实际煤储层测井资料的处理解释之验证,达到了较高的精度.     

气候变化及人类活动对中国北方岩溶泉的影响——以山西柳林泉为例

中国是岩溶最发育的国家之一,全球岩溶面积的1/4分布在中国.由于岩溶含水层对环境变化非常敏感,岩溶泉已经成为人们研究气候变化与人类活动对环境影响的重要信息载体.本文以中国北方具有代表性的柳林泉为研究对象,经过分析认为1957～1973年泉水流量基本上处于自然状态,因此,我们利用1973年前的泉水流量,建立了气候变化条件下泉水流量的灰色系统模型,将该模型外推,获得了1974～2005年气候变化条件下的泉水流量,与同期实测流量相比较,得到了人类活动对泉水流量衰减的贡献.结果表明,1974～2005年,气候变化对泉水流量衰减的贡献仅为人类活动对泉水流量衰减贡献量的8.1%～8.6%,人类活动对泉水流量的衰减起着主要作用.在人类活动对泉水流量的影响中,地下水开采量仅占到其中的20%～35%;其他因素包括水库的修建、跨区域地下水袭夺、矿坑排水、泉域内森林植被的破坏等等,他们对泉水流量衰减的贡献占到65%～80%.因此,传统的单纯以地下水开采量作为人类活动对泉水的影响是不合理的.     

珠江三角洲中部子平原形成演变机理研究——以大鳌平原为例

海侵盛期以来珠江三角洲的形成演进受到原始地貌的控制,潮汐动力和河流作用被复杂的地貌单元分割和重塑。珠江三角洲中部平原依据其演进过程的空间位置和边界,相关的动力系统可以分成若干子平原,分别是番禺平原、顺德平原和大鳌平原。文章着重报道大鳌平原海侵盛期以来的形成演变机理的研究成果。基于收集的1700余个各类钻孔资料和本课题野外钻取的18个钻孔,进行了210个\{14 C\}测年和沉积物粒度等相关分析,应用本课题开发的PRD-LTMM长周期'动力-沉积-形态’模型计算6000年以来的古珠江河口湾的流场、泥沙浓度场、冲淤厚度和岸线演变,以及对上述结果的地貌动力分析,揭示了大鳌子平原各主要沉积体的形成演变过程以及沉积动力机理。结果表明:1)大鳌子平原是外部海洋和河流等动力经过古磨刀门、古横门和五桂山所改造的复杂地貌动力环境下形成的; 2)大鳌子平原可以依据其沉积动力结构进一步分成至少3个主要的动力沉积单元,分别是古磨刀门大鳌沙涨潮三角洲、五桂山北麓边沿沉积体和磨刀门-古横门汇潮点沉积体; 3)3000~2500aB.P.的短暂高海面,导致古海湾纳潮量相应增大,出现大鳌沙第2次高沉积期。反映了局部小尺度动力结构与三角洲地形演进及海洋动力变化的密切互动关系。     

基于要素分析和二元统计模型的区域滑坡危险等级制图——以国道212线陇南段为例

国道212线陇南段是我国地质灾害最发育的地区之一,绘制该区的滑坡危险等级地图对灾害管理和发展规划是极其必要的。基于滑坡的野外调查、机理研究和室内试验等工作,分析了滑坡与各种要素的相关性,选择控制滑坡的9个重要要素作为评价要素,利用GIS和二元统计的信息值模型和滑坡先验风险要素模型绘制了研究区的滑坡危险等级地图。最后,选用区内11个具有明显滑动位移的活动滑坡与滑坡危险等级地图比较,检验其可靠度。结果表明,活动的滑坡绝大部分都位于危险等级很高和高的范围内,说明两种模型的评价结果与研究区实际情况相吻合,同时也反映出信息值模型与实际情况更加相符。     

基于RF-FR模型的滑坡易发性评价——以略阳县为例

滑坡易发性评价是指导区域滑坡初步预警、预报的重要手段。为提高县域滑坡易发性评价的准确性,以随机森林模型（RF）、频率比模型（FR）为基础模型,结合2种模型的优越性,建立随机森林-频率比模型（RF-FR）,进行滑坡易发性评价。以略阳县域为研究区,选取高程、坡向、坡度、地层、地表粗糙度、距断层的距离、曲率、距道路的距离、地形湿度指数、距河流的距离及降雨量等14项影响因子建立数据库,采用Spearman方法对各因子相关性进行分析,剔除地形起伏度等3项相关性较高的评价因子,并基于滑坡相对点密度（LRPD）进行评价因子分析。结果表明：①滑坡灾害点与线状因子的距离呈负相关,即距离越近,灾害点越多。②FR、RF、RF-FR模型预测率分别为84.3%、90.1%、95.0%,RF-FR模型较FR、RF模型预测精度分别提高了10.7%、4.9%。③RF-FR模型的滑坡灾害点在高、极高易发区的比例比FR、RF模型分别提高了15.89%、5.29%。