岩溶区多重介质水流模型研究进展

数值模拟技术广泛应用于地下水资源评价工作中,为水资源合理开发利用提供科学依据。本文针对岩溶区的数值模拟技术展开研究,综述了岩溶区地下水流建模技术的主要方法和研究进展,介绍了SWMM模型、UGRFLOW模型、CAVE模型、CFP模型等多重介质模型的建模方式和运行原理。岩溶区地下水赋存介质复杂,管道、裂隙和空隙多重介质并存,水流特征多样,等效连续介质模型不能很好地刻画岩溶区复杂的地下水流特征。随着对岩溶水流系统研究的深入,二重和三重介质模型逐渐应用于岩溶区地下水流模拟工作中,取得较好成果,但仍存在如忽略中宽裂隙的导水作用、岩溶管道设置单一、模型适用性不强等问题。今后应从解析岩溶含水介质的结构特征入手,关注中宽裂隙在地下水流系统中的导水作用和水流特征,改进管道流模块以更好地刻画复杂的地下河管道,改进不同介质间水流交换量算法,提高模型精确性和适用性。      

半干旱岩溶区土壤次生碳酸盐比例及对岩溶碳汇计算的影响

定量评价半干旱岩溶区土壤次生碳酸盐比例和来源有助于认识土壤系统影响岩溶作用的机理。选取山西晋中盆地西南,吕梁山东侧的半干旱岩溶区马跑神泉小流域为研究对象,通过对林地、退耕地、灌丛地土壤剖面进行分层取样并测定碳酸盐含量及其δ13C、CO2浓度及其δ13C值,分析其随深度的变化规律和控制因素;并结合研究区碳酸盐岩的δ13C值计算3个剖面各层土壤次生碳酸盐所占比例。研究结果表明:3个土壤剖面的碳酸盐含量、CO2浓度在0~50 cm土层随深度增加而增加,在50~70 cm土层随深度增加而减少;土壤碳酸盐δ13C值、δ13CCO2值在0~50 cm土层随深度增加而偏负,在50~70 cm土层随深度增加而偏重;土壤碳酸盐含量及其δ13C值主要受次生碳酸盐比例控制,而土壤CO2及其δ13CCO2值在上层主要受大气CO2和土壤有机质分解生成的CO2共同影响,下层还受土-岩界面岩溶作用过程制约;退耕地、林地、灌丛剖面次生碳酸盐所占比例的均值分别为52%、42%和32%,证实北方半干旱岩溶区土壤中存在原生碳酸盐向次生碳酸盐转化过程。      

MC-ICP-MS高精度测定Li同位素分析方法

以不同浓度Li元素标准样品和K、Ca、Na、Mg、Fe单元素标准样品的混合溶液为研究对象,采用3根阳离子交换树脂（AG 50W X8,200~400目）填充的聚丙烯交换柱和石英交换柱对Li进行分离富集,淋洗液分别为28 mol/L HCl、015 mol/L HCl以及05 mol/L HCl 30%乙醇,淋洗液体积小,仅为38 mL。分离回收率高,均大于976%。国际标样AGV 2（相对于IRMM 016）、BHVO 2（相对于IRMM 016）和IRMM 016（相对于L SVEC）的δ7Li值分别为(513±094)‰(2σ,n=10)、(408±060)‰(2σ,n=4)和(0038±073)‰(2σ,n=10),与前人分析结果吻合,分析精度与国际同类实验室水平相当。并对比了马里兰大学同位素实验室和笔者实验室对同种岩石矿物样品的分析结果,在误差范围内具有很好的一致性。此外,对美国地质调查局提供的准标样NKT 1霞石岩（相对于IRMM 016）给出了定值,δ7Li值为(871±046)‰(2σ,n=4)。因此,本方法可用于测定天然样品的Li同位素组成。     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组物源分析及热演化

本文以鄂尔多斯盆地南部旬邑地区上三叠统延长组为例系统研究了其物源区属性及热演化。采用碎屑锆石LA-ICP-MS定年的方法,通过分析砂岩样品中碎屑锆石U-Pb的年龄结构及组成,明确了其物源区属性。研究表明:长7碎屑锆石存在225～264 Ma、276～408 Ma、413～458 Ma、727～851 Ma、1249～1749 Ma和1868～2469 Ma 6个年龄区间,分别对应于印支期、海西期、加里东晚期、Rodinia超大陆裂解、晋宁运动早中期和古元古代的构造热事件,研究区物源复杂,主要来自于北秦岭西段、秦祁造山带、西秦岭、祁连造山带东段及天山—兴蒙造山带,阿拉善地块和盆地北部山区也可能为本区提供物源,古水流分析表明研究区的物源方向为近南部。通过磷灰石裂变径迹年龄分析及热史模拟,明确了研究区在100 Ma左右的早白垩世经历了重要的构造热事件,是油气藏形成的重要时期。自此以后,又经历了4次比较明显的热演化,100～43 Ma为缓慢抬升阶段,进入部分退火,冷却速率大概在0.44℃/Ma,43～36 Ma为一快速抬升阶段,冷却速率达到4.3℃/Ma,36～24 Ma为又一期的缓慢抬升,冷却速率在0.52℃/Ma左右,从24～17 Ma样品又经历了一次快速的抬升过程,冷却速率在1.5℃/Ma左右。研究区43 Ma以来的抬升剥蚀明显受到印度板块与亚欧板块碰撞的影响。     

湖南新田锶矿泉水文地球化学分带特征分析

以湖南新田县大型富锶矿泉为研究对象,通过采样、水化学组分分析,运用ArcGIS、AquaChem软件揭示富锶地下水水化学组分、水化学类型及水平和垂向分带特征。结果表明:下降泉中锶元素含量具有很好的分带特征,但机井中锶的分带性较差,TDS与锶元素含量变化基本一致。下降泉、机井中离子的变异系数具有较好的一致性,Ca2+、HCO3 - 含量较为稳定,而Sr2+、Mg2+、Na+、SO4 2-、Cl-质量浓度变化较大,下降泉和机井的水动力环境均有较大变化,或含水岩组的差异性较明显。下降泉、机井中主要离子毫克当量数所占百分比排次相同,但其垂向变化范围较大,机井水化学组分受含水岩组和人类活动等因素影响较大,水化学类型也由下降泉单一的HCO3-Ca型水演变为HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Na·Mg·Ca型等复杂水化学类型,表现出垂向上正向的地球化学分带特征。锶元素在垂向上的分带呈现出异常,在50~80 m深度达到最大值。      

碳糊电极循环伏安法测定γ－和β－二氧化锰物相

利用碳糊电极循环伏安法对γ－ＭｎＯ＿２和β－ＭｎＯ＿２进行了定量分析，相对于２００．０ｍｇ碳粉的线性范围分别为γ－ＭｎＯ＿２９．１３～４５，６ｍｇ；β－ＭｎＯ＿２４．５６～３６．５ｍｇ，在线性范围内测量７次，其ＲＳＤ分别为０．５９％～５．２８％和Ｏ％～５．７２％。同时对γ－ＭｎＯ＿２和β－ＭｎＯ＿２的混合试样及湘潭电解二氧化锰也进行了定量测定，其平均相对误差分别为２．０１％～１２．４％和１．９６％～７．５２％。该方法进行物相分析，具有简便、快速、灵敏、经济和不经化学分离等特点。     

复合桩基设计与沉降分析

介绍了复合桩基的设计理论和步骤,分析了复合桩基的沉降发展过程,用Geddes应力解的分层总和法计算桩群分担荷载所引起的地基沉降,以Boussinesq应力解的分层总和法计算承台下土分担的荷载所引起的地基沉降,将二者之和近似作为复合桩基的沉降。对某住宅楼基础采用复合桩基设计,布桩数约为常规桩基设计的1/3,节约造价近35％。复合桩基最大沉降量较常规桩基设计大,但仍在基础容许沉降范围内。     

6 000 a BP以来长江下游地区古洪水与气候变化关系初步研究

通过对埋藏古树、泥炭、以及海相贝壳测年资料进行搜集和整理，结果表明：长江下游地区6000 a BP以来古洪水的发生与气候变化有着密切的联系。由于长江下游地区地势低平这一地貌特点，使得海面变化对于研究区洪水发生有着重要的影响，气候变化导致的海面上升对长江下游河段径流的顶托作用导致河流上溯以及地面排水不畅，致使洪水发生频率加大以及洪水危害的程度加强，出现“小水大灾”的现象，长江三角洲地区古洪水发生频率与美洲地区古洪水发生频率的对比研究表明，长江三角地区乃至整个长江流域在大的气候变化趋势上与全球其它地区是相似的，既有全球气候变化特点的同时又具有区域响应的特点，这对于未来研究区洪水发生的预测有着重要意义。