国道108线广元段公路桥梁裂缝病害及加固对策

国道108线广元段由于地质地貌条件复杂、重载作用及施工质量未能保证，桥梁裂缝病害较为普遍。文章简要介绍了沿线工程地质条件，按裂缝病害的成因将其分为3种类型：即桥台填土上部不密实引起的裂缝病害、桥台填土整体不密实引起的裂缝病害及地基土不均匀引起的裂缝病害。分别提出3种加固对策：即压浆、预应力对穿锚索锚梁及高压旋喷技术对上述病害进行治理。通过工程实例证明了这3种措施的有效性，为公路桥梁类似裂缝灾害提供了实践经验。这3种治理措施的优点为工艺简单、成本较低。但是桥梁病害的治理往往为隐蔽工程，施工难度较大、检测困难。对于压浆和高压旋喷加固工程，必须进行取芯检测，而预应力对穿锚索锚梁在施工过程中必须严格控制水平孔的倾斜度，保证施工质量。     

The Removal of Dissolved Metals by Hydroxysulphate Precipitates during Oxidation and Neutralization of Acid Mine Waters, Iberian Pyrite Belt

This study examines the removal of dissolved metals during the oxidation and neutralization of five acid mine drainage (AMD) waters from La Zarza, Lomero, Esperanza, Corta Atalaya and Poderosa mines (Iberian Pyrite Belt, Huelva, Spain). These waters were selected to cover the spectrum of pH (2.2–3.5) and chemical composition (e.g., 319–2,103 mg/L Fe; 2.85–33.3 g/L SO₄⁼) of the IPB mine waters. The experiments were conducted in the laboratory to simulate the geochemical evolution previously recognized in the field. This evolution includes two stages: (1) oxidation of dissolved Fe(II) followed by hydrolysis and precipitation of Fe(III), and (2) progressive pH increase during mixing with fresh waters. Fe(III) precipitates at pH < 3.5 (stages 1 and 2) in the form of schwertmannite, whereas Al precipitates during stage 2 at pH 5.0 in the form of several hydroxysulphates of variable composition (hydrobasaluminite, basaluminite, aluminite). During these stages, trace elements are totally or partially sorbed and/or coprecipitated at different rates depending basically on pH, as well as on the activity of the SO₄⁼ anion (which determines the speciation of metals). The general trend for the metals which are chiefly present as aqueous free cations (Pb²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Mn²⁺, Co²⁺, Ni²⁺) is a progressive sorption at increasing pH. On the other hand, As and V (mainly present as anionic species) are completely scavenged during the oxidation stage at pH < 3.5. In waters with high activities (> 10⁻¹) of the SO ₄⁼ ion, some elements like Al, Zn, Cd, Pb and U can also form anionic bisulphate complexes and be significantly sorbed at pH < 5. The removal rates at pH 7.0 range from around 100% for As, V, Cu and U, and 60–80% for Pb, to less than 20% for Zn, Co, Ni and Mn. These processes of metal removal represent a significant mechanism of natural attenuation in the IPB.     

三峡库区地质灾害防减灾战略关键问题

三峡库区地质灾害防治已成为目前中国地质灾害防治的主战场。论文主要分析三峡库区地质灾害防治工作中面临的主要问题及防、减灾战略实施中的一系列关键问题。先概要介绍了库区地质灾害种类繁多、量大面广、日趋严重的现状;然后从库区人为诱发地质灾害愈演愈烈的状况、地质灾害基础调查工作在广度与深度方面的不足、地质灾害防治资金投入有限等方面对目前该区地质灾害防治面临的主要问题进行了研究;其后重点从库区地质灾害防治总体规划的形成历程与实施、地质灾害的科学管理制度的建立与多体系管理体制的理顺、地质灾害的预测预报研究与成果转化及库区地质灾害全面监测预警体系的建立、治理地质灾害采用的整治与利用相结合的技术措施等方面,深入分析了实施库区地质灾害防、减灾战略的一些关键问题。结论认为,呈日趋严重之势的库区地质灾害,难以在水库最终建成蓄水之前实施全面治理,防、减灾战略的关键是要尽快实施库区地质灾害总体防治规划,并且在总体防治规划的指导下,在科学的地质灾害管理制度及顺畅的管理体制下,开展库区地质灾害预测预报工作及全面实施监测预警。同时实施重点整治与土地利用相结合的治灾技术路线。     

水射流破碎南海含水合物沉积物数值模拟研究

为研究高压水射流切割、破碎南海天然气水合物储层的过程,采用著名的LS—DYNA显示动力分析有限元程序,对淹没状态下,水射流破碎海底含水合物沉积物过程进行数值模拟研究,研究了不同射流速度对高压水射流作用下含水合物沉积物破碎效果的影响规律。随着射流速度的增大,冲蚀深度逐渐增大,两者呈线性递增关系。含水合物沉积物冲蚀体积是轴向冲蚀与径向冲蚀共同作用的结果,射流速度越大,对含水合物沉积物的轴向与径向冲蚀作用增强,加大了含水合物沉积物冲蚀体积递增速率。     

碳同位素动力学模拟及其在天然气评价中的应用

天然气碳同位素动力学模拟是国际油气地球化学界的前沿性研究方向。它和盆地沉积埋藏史、受热史结合起来,对于评价天然气的成因和成藏历史是一种新而且有效的手段,正逐渐为人们所接受。介绍了天然气形成的碳同位素动力学模拟,以及其在评价天然气的成熟度、气源、运移-聚集史和油气比研究等方面应用的新进展,充分展示了其具有良好的应用价值。天然气碳同位素特征不仅受母源、成熟度的影响,而且与运聚条件、沉积盆地增温速率有关。瞬时聚集气与累积聚集气在碳同位素特征存在明显差别。碳同位素分馏动力学模型在不同含油气盆地会存在差异,不仅取决于气源条件,还与运移-聚集史、沉积-构造史有关。中国叠合型盆地天然气藏成因复杂,具有多期、多源的特点,本研究对这类天然气的研究与评价提供了新思路。     

X射线衍射法在天然气水合物研究中的应用

天然气水合物是一种由气体分子(包括烃类和CO2、H2S等非烃类气体)和水分子在高压低温环境中形成的笼型水合物,主要有Ⅰ型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构)三种晶体结构。研究水合物的结构特征及变化规律,对于认识水合物形成机理、微观动力学、相态转化及水合物样品鉴定等具有重要意义。X射线衍射(XRD)是一种利用X射线照射晶体(或某些非晶态物质)时产生的衍射来研究晶体内部结构(即内部原子排布)的分析技术。该技术应用于天然气水合物研究,不仅能准确获取水合物的结构类型及晶格参数等重要信息,还能观测水合物生成分解的微观动力学过程。本文阐述了XRD技术应用于水合物结构特征研究、水合物生成/分解动力学过程原位观测以及野外水合物样品鉴定等方面的研究进展。已知结构Ⅰ型和Ⅱ型水合物立方晶体的边长分别约为12.0×10-10m和17.3×10-10m,而结构H型水合物六方晶体a轴和c轴的边长分别约为12.2×10-10m和10.0×10-10m,因此,通过XRD技术准确测量水合物晶体的晶格参数,即可判定水合物晶体的结构类型,该技术在国外已应用于海洋和冻土区钻获的天然气水合物样品鉴定并获得结构信息。此外,通过测定不同条件下生成的水合物晶体参数的变化,可研究水合物的结构转换及其影响规律,研究表明混合气体的组成、客体分子体积及直径大小、温度等都对水合物晶体参数及结构产生影响。通过在高压环境下的XRD原位技术,可测定水合物的生成与分解过程中衍射峰的变化,研究水合物生成/分解动力学过程,研究表明水合物生成/分解主要分两个阶段,即在气液(固)表面的快速生成/分解过程及气体分子在液(固)体内部的扩散过程,后一个阶段控制着反应速度。目前,国外在水合物研究中应用XRD技术已相对成熟,而我国才刚刚起步。本文认为,将XRD技术应用到天然气水合物的研究中,可解决水合物的结构类型鉴别及晶格参数测量等基本的科学问题,而且XRD技术与核磁共振、红外光谱、X-CT等分析技术的联用,尚有很大的发展空间,将为天然气水合物相关的理论研究提供强有力的技术支撑。     

京津冀区域龙卷风灾害特征分析

基于气象报表、中国气象灾害大典、气象灾情数据库以及档案馆地方志等历史资料,查阅1956—2016年京津冀区域的龙卷风个例,按照"增强藤田级别"龙卷风强度等级分类标准,采用专家评定法对龙卷风个例进行定级,并运用时间序列、趋势分析和空间分析方法,对龙卷风的时空分布、灾害特征进行了统计分析。主要结论如下:①1956—2016年,京津冀区域共确认龙卷风个例188个,空间分布上,龙卷风发生最多的区域有2个,一是张家口坝上4县:张北、尚义、沽源、康保,二是京津冀东部地区,特别是沧州、天津、唐山、秦皇岛沿海地区是龙卷风高发区;②时间分布上,1985—1993年龙卷风发生次数最多,90年代以后呈下降趋势;③龙卷风在夏季发生次数占总数的81.9%,龙卷风主要发生时段为11:00—20:00;④对有灾情记录的122个龙卷风个例,经专家评定,EF4和EF3级各1例,EF2级14例,EF1级52例,EF0级54例。     

自然气候变异与人为气候变化对径流影响研究进展

在回顾IPCC于1990-2007年4次关于气候变化对径流影响的评估报告进展的基础上,将第一次与第二次评估报告归纳为第一代--以气候均值变化对径流影响及其适应为主要特征;第三次与第四次评估报告为第二代--突出人为气候变化与自然气候变异对径流影响及其适应问题,分析了常规的气候变化对水文水资源影响评估方法的发展过程及存在的问题。研究结果反映了年代际时间尺度的自然气候变异的影响,而未能考虑与极端事件发生频次和强度变化密切相联的日、季和年际尺度的气候变异的影响,从而低估了气候变暖对洪水、干旱以及农业灌溉需水的负面作用。在介绍国内外研究的基础上,为第五次IPCC评估报告提出了加强交叉学科综合研究的建议。     

农业气象灾害影响评估和防御技术研究进展

为解决我国16亿人口的食物安全问题，最根本的措施是进行一次新的农业科技革命，依靠科技创新使农业生产力水平实现质的飞跃，开展农业气象灾害的影响评估和防御技术研究，提高其技术水平，便是一项必不可少的措施之一。为此，通过对农业气象灾害影响评估的分析，找出其相应防御技术和措施。     

基于GIS的安徽省重大农业气象灾害测评系统

以安徽省重大农业气象灾害的气候规律分析及遥感监测方法的基础,利用地理信息系统技术,设计并建立了省级农业气象灾害测评系统。该系统运用结构化设计原理,根据用户需求及系统建设的基本目标,确定了系统结构及主要功能,以为主要支撑软件,建立了安徽省干旱,洪涝及低温冷害的基本数据库、灾害监测评估模型和应急反应及决策服务系统。