Hydrogeologic framework of the Deccan terrain of the Koyna River basin, India

The Koyna River basin in India drew the attention of geoscientists after an earthquake (magnitude 7) in 1967. Since then, detailed geological, tectonic, and seismic investigations of this river basin have been carried out by several workers. However, very little study has been done on its hydrogeological framework. The present work aims at filling this gap. Basalts, laterites, alluvium, soils, and talus deposits form shallow unconfined aquifers, with transmissivity of 27–135 m²/d and a regional specific yield of 0.012. In shallow basaltic aquifers, the lower part of the highly weathered and highly jointed horizon above, and the poorly weathered and highly jointed horizon below, form the most potential zone for groundwater occurrence. Well yields in the deeper basaltic aquifers are directly related to the occurrence of lineaments, whereas at a shallower level they are related to geomorphic features. Spring discharges are highly dependent on their source aquifers and areas of recharge. They have a mean winter discharge of 46 m³/d and a summer discharge of 28 m³/d. Chemically, groundwaters are dominated by alkaline earths (Ca²⁺, Mg²⁺) and weak acids (HCO₃ ^–, CO₃ ^–); they are calcium-bicarbonate type (53%) and calcium-magnesium-bicarbonate type (27%) at shallower levels; and calcium-magnesium-bicarbonate type (29%), sodium-bicarbonate type (24%), calcium-bicarbonate type (19%), and calcium-magnesium-sodium-bicarbonate type (19%) in deeper aquifers. The Koyna River basin is characterized by both scarcity and abundance of groundwater. In the water-scarce areas in the dissected plateaus, artificial recharge of aquifers through construction of several recharge structures at suitable locations is highly recommended. In the water-abundant areas in the central valley, on the other hand, expanded consumptive use of water resources is encouraged. Electronic Publication     

渤中凹陷A2—1构造东营组储层物性控制因素分析

根据岩石薄片、扫描电镜、物性和测井等资料,分析了渤中凹陷A2—1构造东营组砂岩储层品质控制因素,探讨了测试段产能差异的原因。通过分析认为：渤中凹陷古近系东营组储层物性主要受压实作用、沉积条件、碳酸盐胶结、溶蚀作用和黏土转化阶段控制。在负胶结物投点图上,犬部分砂岩都落在压实作用区间,显示了压实作用是减少孔隙的主要因素;沉积条件对储层物性的影响突出体现在粒度和泥质含量方面的影响,随着粒度变细、泥质含量增加,渗透率明显降低。储层中普遍含碳酸盐胶结物且含量较高,是DST2测试段渗透率低、产能差的重要原因之一。两测试段储层中溶蚀作用普遍存在,主要体现在对长石的溶蚀,DST2测试段是强超压的半封闭系统,溶出物不能有效带出系统而沉淀在孔隙和喉道中,对储层物性破坏较大。黏土转化阶段与渗透率的快速降低段有较好的对应关系,渗透率变差段主要出现在伊蒙混层有序混层带以下。     

下地壳流变学性质对南大西洋两岸盆地结构不对称性的控制

南大西洋两岸被动陆缘盆地蕴藏大量的油气资源,是近年来油气勘探的热点区域。南大西洋两侧共轭盆地的结构存在明显的不对称性,南美侧的桑托斯盆地垂直走向方向的宽度(约850 km)是位于非洲侧的南宽扎盆地(约200 km)的4倍。盆地结构的不对称性导致南大西洋两岸被动陆缘盆地油气分布与成藏规律具有明显的差异,但是盆地结构不对称性的动力学成因目前还存在较大争议。为此开展2D热力学耦合的地球动力学数值模拟实验,数值模拟中采用有限元方法求解黏-弹-塑性连续介质的本构方程。实验结果证明了下地壳流变学性质差异是控制盆地结构的关键因素。当下地壳流变学性质不对称时,在克拉通上发育的盆地往往为狭窄盆地,而在造山带上发育的盆地为宽广盆地。克拉通深厚地壳通过改变软流圈的流动影响地壳破裂和盆地结构。与前人数值模拟结果相比,本文的模型不仅能正演不对称盆地的形成过程,也能预测共轭盆地不对称极性,与南大西洋地质情况能够更好吻合。     

青藏高原中东部三种草地类型土壤理化特征及金属元素在有机畜牧生产中的作用

为明确高寒草地土壤理化特征及金属元素在有机畜牧生产中的作用,选取青藏高原中东部高山嵩草草甸、草甸化草原、温性草原三种草地类型为研究对象,分析土壤理化性质和重金属元素,并探讨其影响作用。结果表明：三种草地类型群落盖度由大到小依次是高山嵩草草甸（91%） > 草甸化草原（85%） > 温性草原（75%）,草甸化草原的物种数最多达25种,分别是高山嵩草草甸和温性草原的1.47倍和1.92倍。温性草原0~10 cm土层容重分别是高山嵩草草甸和草甸化草原的1.89倍和1.40倍,10~20 cm土层容重分别是高山嵩草草甸和草甸化草原的1.42倍和1.29倍。高山嵩草草甸土壤有机质、全氮含量最高,有机质含量分别是草甸化草原、温性草原的1.20倍和2.65倍,全氮含量分别是草甸化草原、温性草原的1.18倍和2.47倍。温性草原土壤pH值最高达8.46,分别是草甸化草原和高山嵩草草甸的1.04倍和1.10倍。总体来看,重金属元素含量在高山嵩草草甸最高,温性草原最低,草甸化草原居中。三种草地类型土壤7种重金属元素含量都在一级以内,其生态危害指数未出现强污染状况,适合构建示范区发展有机畜牧业。     

地质特深孔绳索取心钻杆机械性能研究

地质特深孔绳索取心钻杆结构区别于API石油钻杆,其机械性能计算不可直接引用API石油钻杆的相关理论公式。针对这一理论依据与计算方法缺失,本文对地质特深孔双台肩钻杆接头进行了受力分析,开展了钻杆接头拉伸载荷与扭转载荷计算理论研究,构建了绳索取心钻杆机械性能计算的理论方法。同时,通过有限元分析和台架试验,确定了H-5000规格双台肩绳索取心钻杆的机械性能,验证了计算方法的准确性,并提出了钻杆结构改进建议与下一步研究方向,为高性能薄壁绳索取心钻杆“服役”于5000 m地质岩心钻探工程提供了技术支撑。     

近海粘土设计参数与指标特性之间的关系分析

展示了近海粘土指标特性与设计参数之间相关关系的研究结果。该项研究的一个重要目的是建立一个按统一方法测定的高质量的土性测试指标数据库。该数据库由10个场地组成，包括大西洋、挪威北海、挪威海、里海和2个沿海陆上地点。数据库分析表明，前期固结压力pc?与液限指数IL之间存在良好的相关关系，但当液限指数小于0.5时，数据比较分散。同时还发现，前期固结压力与由三轴压缩、三轴拉伸及直剪试验测定的不排水抗剪强度之间均有很好的线性相关关系。由此，以pc?与IL之间的关系为基础，提出了使用这些线性关系式估算近海粘土原位不排水强度su的方法及建议。     

Multi-functional heat pulse probe measurements of coupled vadose zone flow and transport

Simultaneous measurement of coupled water, heat, and solute transport in unsaturated porous media is made possible with the multi-functional heat pulse probe (MFHPP). The probe combines a heat pulse technique for estimating soil heat properties, water flux, and water content with a Wenner array measurement of bulk soil electrical conductivity (EC_bulk). To evaluate the MFHPP, we conducted controlled steady-state flow experiments in a sand column for a wide range of water saturations, flow velocities, and solute concentrations. Flow and transport processes were monitored continuously using the MFHPP. Experimental data were analyzed by inverse modeling of simultaneous water, heat, and solute transport using an adapted HYDRUS-2D model. Various optimization scenarios yielded simultaneous estimation of thermal, solute, and hydraulic parameters and variables, including thermal conductivity, volumetric water content, water flux, and thermal and solute dispersivities. We conclude that the MFHPP holds great promise as an excellent instrument for the continuous monitoring and characterization of the vadose zone.     

南黄海海底沉积物声学特性及其影响因素试验研究

利用自南黄海中西部海底取回的沉积物样品,对其声学特性及其影响因素进行了试验研究,结果显示,研究区海底沉积物的压缩波速为1.359 ~1.695 km/s,剪切波速为12.5 ~70.9 m/s;颗粒较细的沉积物与较低的压缩波速、剪切波速对应,主要集中在研究区东侧水深较深处;沉积物的物理力学性质对其压缩波速、剪切波速的影响较显著,沉积物的温度和换能器的频率对上述声学两参数也具有一定的影响,而沉积物的包含物及薄夹层等影响声波传播的理论计算结果。给出了研究区海底沉积物物理力学各参数与压缩波速、剪切波速之间的回归方程,以期为国防、工程提供基础资料。     

青藏高原西大滩多年冻土活动层土壤性状与地表植被的关系

以青藏高原多年冻土区北界的西大滩为研究基点, 选取多年冻土不同退化阶段的两个样地, 对植被分布特征、 冻土活动层和土壤特性等进行调查监测, 同时分析不同活动层状态下土壤水热、 养分和地表植被特征变化及相互间的作用关系. 结果表明: 西大滩地区的植被以浅根系植物为主, 0~10 cm的表层土壤中地下生物量约占地下生物总量的63%和62.2%之多. 在气候条件基本一致的情况下, 多年冻土的存在情况及活动层土壤水热状况对植被生态系统的演变起决定性作用. 高地表植被覆盖下的冻土土壤水热调节能力强, 有助于延缓冻土退化过程. 西大滩土壤全氮、 碱解氮、 速效钾与有机质含量密切相关, 含量随冻土退化明显减少, 且随土层深度的变化曲线表现为相同的趋势. 土壤表层养分和速效养分受冻土退化程度的影响较大.     

煤岩组合体峰前能量分布公式推导及试验

冲击地压一定是在能量驱使下发生的,为探索引发冲击地压的能量在煤岩系统中的积聚层位,构建了煤岩组合体力学模型,推导了煤岩组合体峰前能量分布公式,对细砂岩−煤（fine sandstone-coal,简称FC）、粗砂岩−煤（gritstone-coal,简称GC）、细砂岩−煤−粗砂岩（fine sandstone-coal-gritstone,简称FCG）3种组合体开展5种加载速率下的能量积聚规律试验,分析了组合体破坏特征、力学特性及能量积聚规律。试验表明：（1）在0.001 mm/s加载速率下,组合体峰前能量主要以原生裂纹的扩展、贯通的形式缓慢耗散,属于塑性完全破坏;在0.1 mm/s加载速率下,组合体峰前能量主要以局部弹射破坏的形式快速释放,属于脆性不完全破坏。（2）组合体的抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数与加载速率呈对数关系。随着加载速率增大,组合体抗压强度、弹性模量、冲击能量指数增幅逐渐减小,峰前能量增长率呈现低－高－低的趋势。（3）随着加载速率增加,煤组分储能增多,能量占比增大。在0.001～0.010 mm/s加载速率下,煤组分积聚能量增加较快;在0.010～0.100 mm/s加载速率下,煤组分积聚能量增加较慢。（4）相同加载速率下,煤组分能量占比顺序：FC组合体＞FCG组合体＞GC组合体。（5）组合体中煤组分能量占比均大于50%,煤组分是能量积聚的主要载体。相同应力条件下,软弱岩层能量积聚能力强于坚硬岩层,更易积聚能量。研究结果可为确定冲击地压能量积聚层位和释能减冲工作提供参考。