丽江黑龙潭地下河系统的水均衡分析与预测评价

滇西北丽江黑龙潭流量大幅减少、间歇式断流问题日趋频繁,已成为地方经济社会发展的重要制约因素。在对丽江盆地区域水文地质条件和黑龙潭地下水系统动态调查的基础上,考虑社会经济发展过程中人类工程活动的影响,以近70年的数据为基础,采用水均衡法定量分析黑龙潭地下水系统流量的动态变化及其影响因素,得出不同时段黑龙潭断流的主要原因,并根据近年黑龙潭断流的影响因素及变化趋势,预测未来黑龙潭流量的变化趋势,2021—2030年,黑龙潭将成为季节性泉水,2030年之后,黑龙潭泉群将长期处于断流状态。该认识可为黑龙潭的地下水动态恢复和丽江城区地下水水资源开发及环境保护提供依据。     

暴雨作用下排土场平台–边坡系统土壤侵蚀过程模拟研究

为了探究冻融循环作用对土体结构和力学性质的影响机理,以内蒙古元宝山露天煤矿内排土场典型黏土为研究对象,采用室内冻融循环试验和MatDEM数值模拟,进行土体内部温度场、水分场和应力场的模拟分析。结果表明：排土场土料经过冻融循环后发生冻缩现象;低围压时应力−应变曲线呈现应变软化型,发生剪切破坏,围压升高后向应变硬化型转变,发生剪胀破坏;抗剪强度的劣化受前3次冻融作用的影响最为显著,在第3次达到最低值;温度的传递过程可划分为温度快速下降、缓慢相变过程、继续降温、温度稳定4个阶段;水分运移主要在温度传递的前2个阶段发生,且第二阶段的水分运移量居多;颗粒受冻融作用后整体半径缩小、分散性增大;温度和水分运移引起的颗粒胀缩、冰−水相变、冷生结构的形成等,导致颗粒的大小、位置、连接状态和颗粒间的应力等反复变化,共同驱动土体产生不可逆的结构性损伤,进而造成强度劣化。水分运移不仅为冷生构造的生长提供水源条件,还产生溶蚀、冲刷破坏,与水的相变共同成为冻融循环作用导致土体发生结构调整和应力场变化的主要原因。通过离散元法模拟冻融循环,有助于了解土体内部的力学特征和强度劣化机理,为冻区露天煤矿内排土场边坡及其他工程建设的稳定性研究提供参考。

     

新疆博格达山北缘二叠纪中—晚期构造运动的沉积响应

博格达山北缘是准噶尔盆地与天山造山带之间的关键部位,是研究盆山关系的重点区域。博格达山北缘二叠纪中、晚期的构造演化与沉积时空演变关系存在较大争议。本研究通过野外实地勘测、镜下岩石薄片鉴定、粒度分析实验和地震资料解析等方法,针对博格达山北缘东、西部两条剖面—大龙口剖面和井井子沟剖面开展研究,分析其沉积类型和演变过程,解析盆山构造变形和发育特征,探讨构造运动的沉积响应。研究结果表明：瓜德鲁普统乌拉泊组为湖成三角洲相,井井子沟组至红雁池组为湖泊相,乐平统泉子街组为冲积扇—河流相沉积,梧桐沟组和锅底坑组为滨浅湖—三角洲相沉积;研究区可分为两个主要构造层,下构造层以伸展断陷为主要结构,上构造层以前陆冲断为主要构造变形;多期构造活动控制瓜德鲁普统、乐平统沉积演化过程,在挤压构造背景下,瓜德鲁普统的湖泊相转变为乐平统冲积扇—河流相沉积,晚期构造活动趋于稳定,区域进入准平原化作用阶段。     

里下河地区极端降水时空变化及未来趋势分析

随着全球变暖,极端天气事件逐渐增加,影响着社会经济发展,揭示区域极端降水时空变化对防洪减灾具有重要意义。基于1960—2019年的逐日降水,通过MK趋势检验、小波分析、重标极差以及克里金插值方法,从强度、频率和持续性三方面分析里下河地区的极端降水指数,并进一步探究其未来趋势变化。结果表明：（1）里下河地区多年平均降水为1017.25 mm,呈不显著增加趋势;空间分布差异明显,总体呈自西北向东南逐渐增加的分布。（2）研究区内各站点极端降水指数变化不同,总体而言,极端降水强度、频率均呈现增加趋势,持续性呈减少趋势。（3）极端降水指数变化过程中存在3类尺度的周期性变化,在整个时间尺度上存在3个偏多中心和2个偏少中心。（4）除R10mm和R20mm未来变化趋势与过去趋势相反且呈弱持续性,其他极端降水指数未来变化趋势与过去相一致,且过去总体趋势对未来趋势的影响时间长度在9~16年左右。研究结果为里下河地区科学合理应对气象灾害、合理配置水资源提供依据。     

河北高阳低凸起深部热储层回灌注水诱发断层失稳危险性探讨

近年来, 注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富, 区内分布多条隐伏断层, 研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研究基于华北地区综合地应力场, 利用莫尔-库伦准则计算热储区及邻区主要隐伏断层的初始稳定状态; 选用Hsieh and Bredehoeft水文模型计算代表性地热井回灌注水10~40年产生的超孔隙水压力值; 在初始稳定状态的基础上叠加该孔隙水压扰动, 采用断层滑动失稳概率评价方法, 分析长期回灌注水对断层稳定性的影响; 讨论断层走向与最大水平主应力夹角变化对断层滑动失稳风险的作用规律。结果表明: 高阳低凸起及邻区代表性地热井在170 m3/h注水速率条件下, 持续注水40年产生的超孔隙水压力值最大不超过11 MPa, 该扰动以注水井为中心向四周呈幂函数规律递减, 其影响范围不超过8 km; 持续回灌注水对高阳低凸起代表性地热井附近2 km范围内隐伏断层的稳定性影响显著, 部分断层滑动失稳概率超过85%, 具有极高的活化风险; 距离注水井2 km范围内不同走向的断层, 在单井回灌注水50年的作用下, 滑动失稳概率随断层走向与最大水平主应力夹角的减小而迅速增加。文章研究方法及相关成果可为国内外深部地热资源安全开发利用提供地质科学支撑。     

汉中盆地地下水水化学特征及其成因研究

为研究汉中盆地地下水的水化学特征及成因,在丰水期共采集56件潜水样品,综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型和离子比等方法,分析了汉中盆地地下水的水文地球化学特征、各化学参数的空间变化规律、主要离子的控制因素及来源。结果表明,汉中盆地地下水阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3–为主。从离子空间变化规律上来看, K+波动最为剧烈,且从中下游开始逐渐降低,Cl−和Na+变化规律一致,呈波动变化;HCO3−、Ca2+、Mg2+以及SO42−的从中上游至中下游含量逐步降低,至下游含量增加;TDS值为128.5～590 mg/L,平均值为282.67 mg/L,在中下游含量明显增加;pH平均值为7.17,为弱碱性,在中上游波动剧烈,至下游逐渐降低。地下水水化学类型以HCO3–Ca和HCO3–Ca·Mg型为主,受碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解共同控制,阳离子交替吸附作用较弱,Na+和K+主要来源于钾长石、钠长石等硅铝酸盐矿物的溶解和部分盐岩的风化溶解,Ca2+除来自碳酸盐岩的溶解外,还有大量硅酸盐岩的溶解;方解石及少量白云石等碳酸盐岩的风化溶解对Mg2+和HCO3−贡献较大。查明汉中盆地地下水水化学特征及成因机制,可为汉中地区地下水饮水安全提供有力科学依据。     

汉南杂岩高桥沟花岗斑岩体岩石地球化学特征及侵位机制时代归属探讨

高桥沟花岗斑岩体位于扬子板块北缘,属于汉南杂岩的一部分。锆石LA−MCP−MS U−Pb定年结果显示其形成时代为（794.4±5.7）Ma,为南华纪早期。岩石地球化学特征为高Si（75.78%～76.51%）、富碱(K2O＋Na2O=7.78%～7.84%)、富K（K2O/Na2O=1.07～1.10),属高钾钙碱性系列。稀土总量∑REE为272.57×10–6,轻重稀土元素组之间分馏明显。二长花岗斑岩形成于岩浆演化中晚期阶段,岩浆上侵过程中部分熔融沉积岩、火山岩物质。高桥沟花岗斑岩体形成于后造山构造环境,强力就位的侵位机制。     

断裂应力特征及其转折控油气规律研究——以南堡凹陷为例

为了分析断裂对油气宏观分布规律的控制作用,寻找有勘探潜力的油气富集带,文中以地质力学理论为指导,对南堡凹陷断裂组合应力特征、断裂转折及成因进行解析,并结合砂体分布和古今构造应力场分布特征,对南堡凹陷东营组油气分布规律和有利勘探区带做了研究。结果表明:断裂转折部位对油气分布有着控制作用,东营组已探明的油气主要在帚状断裂系、入字形断裂系、交织式断裂系转折轴部高曲率附近呈环带状分布;断裂转折凹面一侧控油性明显,从宏观上来看,油气具有沿沉积相带由细到粗的构造脊高点以及弧形断裂转折凹面一侧的选择性运移的特征,断裂转折轴部高曲率高孔、高渗域与高孔、高渗砂体沉积相带的有利对置决定了油气的主流向;综合研究指出,南堡凹陷北堡构造带是今后优势勘探的首要区带,其次是南堡构造带和南堡4号蛤坨构造带南部。     

A laboratory study on groundwater quality and mass movement occurrence

In this study, soil samples collected from the sides of two streams with high debris flow potential at Shenmu and Fengchiou village in Nantou County, Taiwan, were used for seepage tank tests in the laboratory. While the tests were being conducted, observations were made to investigate the relationships among displacement of the slope, quality of the seepage water and occurrence of mass movement. The results showed that according to the change rate, displacement could be divided into two stages, namely, the initial failure displacement stage and primary failure displacement stage. While the displacement of the slope was in primary failure displacement stages, the probability of slope failure became much higher. Before general slope failure, electrical conductivity (EC) and sulfate ion (SO₄ ²⁻) concentration of the seepage water increased significantly. The time when EC of the seepage water started to increase rapidly was much earlier than that when displacement of the slope started to increase significantly. Therefore, from the hazard mitigation view, there will be a longer time for response if EC of the seepage water was monitored.