黏性土弱透水层压实作用:原理、技术及其水文地质意义

弱透水层与含水层相互作用是国际水文地质学界关注的热点问题,特别是黏性土弱透水层与孔隙含水层的相互作用。近年来,在自然沉积、过量开采地下水、现代化农业机械与建筑业重型机械应用等自然与人为活动影响下,黏土弱透水层会发生有效应力增加、孔隙结构变形和孔隙度减少、渗透性降低、溶解氧和贮水能力减少以及侧向和垂向排水等的压实作用,导致地下水污染、地面沉降等环境问题的发生。本文重点介绍了黏性土弱透水层压实作用的原理,分析了地下水系统中4种不同状态下沉积物压实与孔隙流体压力的关系,基于压实物理模拟和数值模拟两个方面对压实作用的研究方法与技术进行了系统总结,随后探讨了压实作用下黏性土弱透水层对地下水水量与水质的影响,并对此研究的发展趋势及其在地球科学、环境科学等研究领域的潜在应用提出了展望。     

压力对淤泥中C-N-S-Fe-H2O体系的影响

C、N、S、Fe是地下水中控制氧化-还原反应的主要元素,淤泥是黏土的演化初期,淤泥演化为黏土过程中会影响含水层水量水质,可能会造成地下水污染;其中的水岩相互作用可以概化为C-N-S-Fe-H₂O体系的相互作用。淤泥演化过程的实质是淤泥在压力的作用下孔隙度不断变小,逐渐固结成岩;淤泥内部不断发生生物地球化学反应,C-N-S-Fe-H₂O体系驱动各种物质的形态结构不断发生改变,其中加压速率和加压模式会影响淤泥里的C、N、S、Fe重要组分固液相的转化。本研究运用自主研发设计的增压装置,探究在3种加压速率(0.04 MPa/12 h、0.04 MPa/24 h、0.04 MPa/36 h)和加压模式(0.040.02 MPa/12 h、0.04 MPa/12 h、0.040.06 MPa/12 h)的情况下,固体介质中C、N、S、Fe向孔隙水释放的规律。结果表明:(1)匀速加压速率越慢,加压初期溶解性有机碳(DOC)、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}释放速率越快, {\mathrm{NO}}_3^{-}和Fe²⁺浓度变化增大;DOC、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺释放总量越多。(2)不同的加压模式,加速加压(0.040.06 MPa/12 h)下 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺的浓度波动较大;DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的总释放量为加速加压(0.040.06 MPa/12 h)大于匀速加压(0.04 MPa/12 h)。(3)加压过程中,DOC和 {\mathrm{SO}}_4^{2-}呈显著正相关,改变加压速率会改变DOC, {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的相关性。本研究表明改变加压速率和加压模式会对DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的释放速率、释放总量和C、N、S、Fe的转化造成影响,其本质为氧化-还原反应和水岩相互作用的强弱发生了变化;本研究为地质演化过程中压力导致的主要元素变化提供了新的认识,认识到了隔水层会影响含水层的水质和水量,为原生劣质地下水的成因和地下水污染防治提供了新思路。     

神农架松柏镇水文地球化学研究

近年来，神农架松柏镇居民的结石病时有发生．并有增长的势头。为了解地质环境尤其是饮用水对病患的影响，笔者现场对患病情况以及各种水源(包括河水、泉水、自来水)的来源、化学组成和放射性进行了调查，运用水质常规方法和原子吸收光谱分别测定了离子和微量元素。同时，与地质环境类似的木鱼镇进行了对比调查。研究结果显示，两地地表水、地下水的各种指标均未超出“生活饮用水水源水质卫生标准”。(CJ3020-93)，且松柏镇水体中的放射性(γ射线)低于木鱼镇，而居民的患病率却远高于木鱼镇，可见松柏镇的水环境与居民的结石病无直接关系。     

纸浆工业废水净化过程的物理—化学模拟

提出一种从纸浆工业废水中提取重金属的前景的方法：矿物形态的碱性人造地球化学垒地。进行一系列以碳酸盐岩和褐煤灰为地球化学对垒、用工业废水人进行渗漏的室内试验。在此基础上建立了元素在地球化学垒中沉淀过程的物理－化学模型。该研究途径不仅可以预测经专门处理过的水的组成,而且可以从热力学的角度优化生产过程。     

Hydrogeochemical Characteristics of Shennongjia Forest District at Songbai Town, Hubei

1IntroductionSongbaiTown—thecapitaloftheShengnongjiaforestdistrictisthecenteroflocalpolitics,eco nomicsandculture ,anditisalsoanimportanttourismbase.Butinrecentyears,thelocalinhabi tantsinthisareahavesufferedfromcalculusdiseaseoccasionallyandthediseaseseemstobeofmoreandmorefrequentoccurrence .Thisnotonlycausesmasspanicandinfluencesnormalworkandstudyofthelocalpeople ,butalsobringsaboutnegativeeffectsontouristindustryofthisareaandrestrictsthedevelopmentoflocaleconomy .Inordertounderstandthesta…     

柴达木盆地盐湖物质来源识别

柴达木盆地是我国重要的盐矿资源战略基地,深入认识其物质来源具有重要的科学及社会意义。本研究根据柴达木盆地盐湖水、晶间卤水,以及格尔木河流域地表水、地下水化学组成,利用多元统计方法,探讨盆地区盐湖物质来源。结果显示:从山前到湖区,水体溶解性总固体逐渐增大,微量组分含量也逐渐升高,二者均表现为晶间卤水盐湖水格尔木河流域水体;阳离子变化趋势为:补给源头由昆仑山雪融水以Ca2+为主过渡到格尔木河流域以Na+为主;再到盐湖区以Mg2+为主;阴离子则从以HCO-3为主逐步过渡到以Cl-为主;盐湖水和晶间卤水的化学组成差异显著。因子分析表明,对于格尔木河流域河水和地下水,岩石风化淋滤是其化学组分的主要来源。而岩石风化淋滤来源和深部水来源对柴达木盆地不同盐湖区化学组成的贡献率差异很大,该差异取决于周围岩石的化学组成和深部水的存在及其化学组成,以及断层是否导通为深部水补给盐湖提供了通道。     

在学科发展的演变中理解和把握地缘政治及地缘政治学——兼论对地缘环境研究的启示

通过对地缘政治学发展演变的系统梳理,将“地缘政治”理解为解析国际政治或国际秩序特有的空间视角和多要素、跨领域和跨尺度的综合分析方法,而地缘政治学则是其特有空间视角和综合分析方法以及基于其视角和方法形成的理论学说的集合。这种特有视角集中体现在对国家层面空间范围内的自然要素和人文要素的优化组合分析,在系统层面的比较和关联分析以及跨领域和跨尺度的相互作用研究。研究方法主要有时空分析法、历史分析法和系统分析法等。但是,整体而言,地缘政治学是一门发展极不完善的学科,这不是源于其思想不够深邃,而是源于分析方法和分析技术无法跟上复杂现实的需求。这为开启真正的中国地缘政治研究提供了绝佳的机遇,中国学者不应该仅仅成为西方地缘政治学说的跟随者和推广者,而应成为原创理论和方法的贡献者。这或许就是国内在复兴地缘政治研究中确立以地缘环境解析的理论与方法为研究主要方向的根本原因。     

洋能否为中用?西方政治地理与地缘政治发展的借鉴与反思

以西方为主的国外政治地理和地缘政治学说为中国政治地理和地缘政治的发展提供了很好的参照和基础。因此,如何理性对待西方的政治地理学和地缘政治学的研究、如何正确处理中国政治地理学和地缘政治学中的本土化与国际化关系是关乎中国政治地理学和地缘政治学学科方向的重要议题。然而,目前中国政治地理学和地缘政治学的发展在这一问题上存在困惑乃至两难。一方面,过度依赖西方研究框架和理论为中国政治地理学和地缘政治学的学科建设带来了一定风险;另一方面,在对西方研究保持谨慎态度的同时不能走向封闭乃至仇外的极端,破除“唯西方论”的同时不能走进“中国特殊论”的陷阱。为此,国内高校和科研院所从事政治地理和地缘政治研究的青年学者自发于2019年举办了一次“政治地理与地缘政治理论前沿”青年论坛,集中探讨了对西方政治地理与地缘政治发展的借鉴与反思,取得了初步的共识。具体而言,西方政治地理学和地缘政治学研究议题的多尺度性、研究方法的多样性、研究氛围的批判精神、研究视野的国际化和研究规范的严谨性等方面值得中国借鉴;而历史视角缺失、知识生产不平衡、地图空间表达不足、话语分析过多、解决现实问题不足等方面存在局限,中国政治地理学和地缘政治学未来发展过程中应加以避免。希望本次讨论抛砖引玉,吸引更多学者共同推动中国政治地理学和地缘政治学的学科发展。     

地下水中铬的分离技术及其应用

提出了一种将地下水中的铬与其他基本离子分离的技术,用于固体离子源热电离质谱计(TIMS)测定铬同位素比值.利用铬的氧化态以阴离子形式存在的特点,采用阴离子交换色层分离法将Cr5 与干扰阳离子分离;利用铬的还原态以阳离子形式存在的特点,将Cr3 与硫酸根等干扰阴离子分离.该方法可以成功地应用于地下水中铬同位素信息的测定,在地下水铬污染研究中有着广阔的应用前景.     

丝绸之路经济带地质调查规划与部署研究

丝绸之路经济带建设是当前国家重大战略。合理规划与部署丝绸之路经济带地质调查工作,发挥地质调查工作重要支撑作用,对促进经济建设发展具有重大意义。本文简介丝绸之路经济带概况及重大意义,概述经济带地质矿产与资源概况,分析经济带建设对地质调查工作的需求,并提出了经济带全区基础性地质图件统一编制、促进经济发展的能源与重要矿产资源调查评价、服务城镇化建设的环境地质与工程地质调查、保障用水安全的水文地质调查与成果服务、保障群众生命安全的地质灾害调查与监测预警、服务特色农业发展的重点地区生态农业地质调查、支撑境外战略的优势能源与矿产资源潜力合作调查评价等7大重点工作内容建议。