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。     

Contaminant Spill in a Sandbox with Non-Gaussian Conductivities: Simultaneous Identification by the Restart Normal-Score Ensemble Kalman Filter

Mathematical Geosciences - The joint identification of the parameters defining a contaminant source and the heterogeneous distribution of the hydraulic conductivities of the aquifer where the...     

The First Discovery of Rhyolite Interlayer in the Mugagangri Group in the Bangonghu‐Nujiang Suture Zone,Tibet and the U‐Pb Dating

正Objective The Mugagangri group(MP),named by Wen Shixuan(1979)in the southeast Mugegebori Mountain which is the main peak of Mugagangri,is a flysch formation with deep–semi-deep marine sedimentary features in the Bangonghu-Nujiang suture zone(BNSZ).The lithology is mainly composed of sandstones,graywackes,siltstones and silty mudstones with low-grade metamorphism.The previously defined Mugagangri group continues from east to west for     

黔北凤冈二区块下志留统石牛栏组储层特征研究

黔北凤冈二区块石牛栏组广泛发育台地边缘浅滩相沉积,生物礁灰岩、生物碎屑灰岩为储层发育的有利层段。文章通过扫描电镜、薄片观察、孔渗和压汞实验,发现研究区内储层虽然有孔隙不发育,孔隙度和渗透率较低,孔隙的分选性较差,孔喉较粗等特点,但其构造裂缝较为发育,裂缝孔隙度较高,使其具备有形成裂缝型油气藏的条件;对储层的影响因素和勘探前景进行的分析表明：在黔北地区的石牛栏组裂缝较为发育,构造保存条件和烃源岩层发育较好的地段具备形成天然气藏的条件,且以凤冈残留向斜为石牛栏组储层勘探的有利部位。     

都龙锡锌多金属矿床稀土元素地球化学特征及指示意义

都龙锡锌多金属矿床属于滇东南有色金属矿产带的重要组成部分,主要矿石类型为锡石硫化物—矽卡岩型,化学成分和矿物组合比较复杂,具有多期成矿的特点。为了进一步了解矿区成岩成矿过程,本文对该区花岗岩、大理岩、矽卡岩、矿石和片岩的稀土元素特征进行了系统研究,结果表明：区内花岗岩属于地壳硅铝层部分熔融进而通过结晶分异作用形成的复式花岗岩,成矿物质来源于地壳深部岩浆;各元素特征和稀土元素变异图表明矿石和矽卡岩、花岗岩具有同源性;矿石具Eu正异常,其反映成矿过程中有高温流体的参与,形成于氧化环境。     

Hydrological modeling of storm runoff and snowmelt in Taunton River Basin by applications of HEC-HMS and PRMS models

Reliable predictions of storm runoff from rainfall and snowmelt are important for flood hazard mitigation and resilience. In this study, the HEC-HMS and PRMS hydrological models have been applied to simulate storm runoff in Taunton River Basin for the storm event in 2010 when maximum rainfall intensity reached approximate 5 in/day in March, and the snowfall reached about 11 inches in December. Model parameters were calibrated, and model performance was evaluated by comparing model-simulated daily stream flow with observations. For the rainstorm period during March–April, results indicate that both HEC-HMS and PRMS provide very good predictions of rainfall runoff with the correlation values above 0.95, and PRMS produces lower root-mean-square errors than those from HEC-HMS. Over the 12-month period including the snowfall in December, the time series of flow by PRMS match better with observations than those from the HEC-HMS. The 12-month overall correlation values for HEC-HMS and PRMS are 0.91 and 0.97 at Bridgewater Station, and 0.89 and 0.97 at Threemile Station, respectively. For an extreme storm scenario of the maximum historical 36.7-inch snowfall in early February in combination with the rainstorm in March–April of 2010, model simulations indicate that the flow would substantially increase by about 50% or more. Comparisons between HEC-HMS and RPMS models have been analyzed to provide references for storm runoff modeling.     

广西廉州湾海水环境质量综合监测

随着广西最大的河口三角洲廉州湾海洋环境压力的不断加大,地质环境综合监测评价工作难以满足经济发展和环境保护需求。结合前人研究成果和岸段排污特征,在廉州湾布设了20个监测站位,于夏、冬两季通过取样分析、现场测量等手段相结合进行数据采集,并分析了需氧量、营养盐、重金属等要素的时空分布以及变化特征。结果表明: 受径流输入和沿岸排污共同影响要素而变化较大,要素等值线呈现带状或者小尺度半闭合状分布,在南流江出海口等值线较为密集; 氮营养盐以硝酸盐(NO₃-N)为主,平均含量0.066~4.35 mg/L,含量较高的重金属有Pb、Zn、Cd、As; 与历史数据对比显示营养盐增加明显,且化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)较高的状况并未有改善; 以滩涂养殖区污染最为严重,夏、冬两季几乎均为富营养化和重污染级,重污染等级比例两季平均值超过50.00%。总体上来看,该湾成为河流污染输入和周边陆源污染物的承纳海盆,并受到地质环境条件的限制而导致海水交换能力较差,现有污染状况同时还与人类对海岸利用开发加大有关。监测成果为进一步实施广西重点规划区海岸带立体化地质监测提供基本资料,并为当地海岸带防灾减灾等提供依据。