安徽淮北平原区地表水与地下水的补排特征及转化规律——以颍河阜阳闸与新汴河宿县闸2个典型监测站点为例

通过对比分析颍河阜阳闸与新汴河宿县闸2个水文站点2019年1月1日至2020年9月30日逐日水位监测数据,并在阜阳闸下和宿县闸上分别布设一条浅层地下水监测剖面,根据河流和地下水水位监测数据,并结合降水量、蒸发量及周边水利工程资料,分析研究不同时间、不同地段及不同影响因素下地表水与地下水的补排特征。研究结果表明：受降水、蒸发及水利工程影响,地表水与浅层地下水补排关系复杂,闸上地表水位常年高于闸下水位;闸上地表水位常年高于浅层地下水水位,地表水补给地下水;闸下地表水位则常年低于浅层地下水水位,地表水排泄地下水;但在持续强降水时段,浅层地下水位升高趋势明显,与之相应,局部出现短时段的闸上地表水位低于浅层地下水水位。     

中国铝物质流历史变化分析和再生铝资源利用研究

本文采用物质流分析(Material Flow Analysis, MFA)的方法, 构建了铝全生命周期动态物质流分析框架, 自上而下的追踪了1949—2021年中国铝的流量、存量和供需情况。结果表明: 1)1949—2021年中国铝土矿铝物质累计流入量5.86亿t, 国内开采与进口各占一半左右。实际铝物质累计消费量3.74亿t。生命周期内铝损失严重, 铝物质损失量2.39亿t。2)2021年人均铝物质社会存量208.9 kg/人, 与同经济发展时期的北美、日本基本一致。3)1990年以来中国再生铝产量快速增长, 累计0.77亿t, 以国内生产为主, 占比76.7%。随着含铝产品到达寿命及未来铝需求量的持续走高, 将迎来含铝产品的报废时代。建议从全生命周期的角度出发, 减少铝在各个环节的损失量; 合理布局再生铝产业, 提高再生铝的利用, 优化铝供应结构, 促进铝工业低碳转型, 支撑“双碳”目标的实现。     

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系烃源岩生烃演化及与中—新生代构造演化的响应关系

渤海湾盆地石炭系—二叠系为烃源岩的古生界潜山内幕型原生油气藏认识程度低,勘探难度大,明确石炭系—二叠系烃源岩生烃演化过程及与中—新生代构造演化的响应关系对内幕型原生油气藏勘探具有重要意义。笔者等基于三维地震资料、典型井实测镜质体反射率、流体包裹体等数据资料,进一步采用构造解析、潜山埋藏史分析以及盆地生烃模拟等技术手段,探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷中—新生代构造运动及对石炭系—二叠系烃源岩生烃演化的控制作用,明确了生烃时期及有利生烃范围。研究表明,黄骅坳陷中—新生代构造活动经历了“两期裂陷,两期抬升”的四个演化阶段,形成多种类型的埋藏史,构造运动引起的古地温变化使南北地区烃源岩进行差异了生烃演化,裂陷建造作用促进地温上升,有利于有机质生烃,挤压改造作用抑制地温上升,有机质生烃中止。乌马营潜山及歧北潜山具有3次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、早白垩纪、古近纪,港北潜山具有两次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、古近纪。黄骅坳陷内早期(即早—中三叠纪)生烃范围局限,晚期(即古近纪)生烃最有利,乌马营地区及歧北地区为原生油气藏有利勘探区。     

浅水三角洲物源、砂体构型与储层特征研究——以准噶尔盆地永进—莫西庄地区侏罗系三工河组二段为例

针对准噶尔盆地腹部侏罗系三工河组物源、砂体构型及储层物性认识存在争议的问题,笔者等基于岩芯、录井、钻井等方面的资料,结合前人在准噶尔盆地周缘磷灰石及锆石年龄数据,运用沉积学、层序地层学、沉积盆地分析及储层沉积学的基本原理和方法对三工河组二段物源方向、远近和类型、沉积体系展布、砂体构型及储层物性之间的关系进行了系统的研究。研究表明,在敞流盆地快速抬升/缓慢沉降的构造背景下形成辫状河三角洲退积式沉积序列,在五级层序地层格架中,河道强冲刷叠置砂体见于第1、2砂组,三角洲退积,分支河道强烈冲刷,导致河道砂体叠置,微相类型单一,单砂体厚度向上变薄,砂体全区稳定分布,储集性较好。河道弱冲刷叠置砂体见于第3、5砂组,三角洲退积,分支河道冲刷不明显,形成河道“二元结构”,单砂体厚度向上变薄,粒度变细,储集性好;河口坝组合砂体见于第4砂组,在三角洲退积过程中,水下分流河道末端形成河口坝,总体岩性向上变细,砂体不连续,储集性好,远砂坝席状砂组合砂体见于第6、7砂组,砂体零星分布,储集性很差。在浅水、低可容纳空间、快速抬升/缓慢幕式沉降构造背景之下,浅水三角洲的物源的方向、远近及类型是影响沉积微相展布的关键因素,也是影响砂体构型及其储层物性的物质基础。     

基于Copula函数的二维极端降水 联合概率特征分析

根据多年逐日降水资料,采用第95个百分位值作为极端降水阈值,利用Archimedean Copula函数构建极端降水量和年最大日降水量(P₉₅,P_max)、极端降水强度和年最大日降水量(I₉₅,P_max)、极端降水量和极端降水贡献率(P₉₅,R₉₅)之间的二维联合分布函数。以高邮站1968—2020年日降水资料为研究对象,进行实例分析。Frank Copula能较好地描述(P₉₅,P_max)、(I₉₅,P_max)之间的联合分布,Clayton Copula函数能较好地描述(P₉₅,R₉₅)之间的联合分布。相比于联合重现期和同现重现期,Kendall重现期能更准确地反映给定重现期情况下多变量极端降水要素的概率。     

赣杭构造带中段岩石圈电性结构研究

赣杭构造带（简称赣杭带）位于扬子板块和华夏板块的结合部,是中国重要的铀多金属矿成矿带,发育一系列中酸性火山—侵入杂岩;前人对岩浆喷发和侵入的地球动力学背景仍然存在诸多争议。文章对赣杭带中段（盛源盆地）及邻区收集的大地电磁测深（MT）数据,利用MT相位张量分解技术、二维非线性共轭梯度法（NLCG）等技术手段进行处理和反演获得到了研究区可靠的岩石圈电性结构。结合已有资料分析表明：赣杭带中段浅部火山—侵入杂岩带存在东南方向下倾的高导带和深部软流圈高导区且相连,揭示了该地区中酸性岩浆活动受区域江绍深断裂控制,在晚中生代岩石圈伸展作用下沿着区域深断裂上升侵入和喷发形成火山—侵入杂岩;该岩浆活动处在伸展构造环境与同期Izanagi板块俯冲后撤有关。     

基于DeepLabv3+与GF-2高分辨率影像的露天煤矿区土地利用分类

遥感与深度学习为及时掌握露天煤矿区土地利用情况提供了高效率的技术手段。基于国产高分二号(GF-2)卫星高分辨率遥感影像,利用深度学习DeepLabv3+模型实现露天煤矿区土地利用识别,并与U-Net、FCN、随机森林、支持向量机、最大似然法等方法进行对比。首先,制作高分辨率影像样本数据,通过敏感性测试确定适合研究区露天煤矿场景的样本最佳裁剪尺寸和方式;然后,训练深度神经网络DeepLabv3+模型,进行土地利用识别实验;最后,比较不同方法的识别结果。结果表明:研究区露天煤矿场景下的样本最佳裁剪尺寸为512像素×512像素,最佳裁剪方式为随机裁剪。采用的DeepLabv3+模型对露天煤矿区土地利用识别的总体精度、Kappa系数分别为80.10%、0.73,均优于U-Net、FCN、随机森林、支持向量机、最大似然法等方法的识别精度。DeepLabv3+模型的识别速度与上述5种方法保持在同一数量级,验证了DeepLabv3+模型和GF-2卫星影像在露天煤矿区土地利用识别中的可行性,对露天煤矿区生态环境监测与修复规划具有重要意义。      

煤层气井无杆排采工艺应用与改进方向

鄂尔多斯盆地东缘地区煤层气资源量巨大,现已成为我国煤层气主力产区之一。区块自开发以来,针对中浅层煤层大斜度井与水平井开展了液力无杆泵、水力射流泵、电潜泵、隔膜泵排采工艺试验,生产中发现上述4类无杆排采工艺具有能有效避免大斜度井与水平井管杆偏磨的优点,但同时存在防煤粉防砂能力一般、防腐蚀防垢能力一般,存在高压刺漏风险、下泵深度受限、地面设备可靠性不强等缺点。通过分析区块前期中浅层煤层气井无杆排采工艺试验效果,总结了各类无杆排采工艺的优缺点,并指出中浅层煤层气井无杆排采工艺的改进方向。目前,随着煤层气勘探开发领域由中浅层煤层逐步转向深层煤层,原有中浅层煤层气井无杆排采工艺已无法满足深层煤层气井的排水采气需求,针对深层煤层气 “原生结构煤发育、地层压力高、高含气、高饱和、游离气与吸附气共存”的地质特征和 “见气早、气液比高”的生产特点,认为深层煤层气井无杆排采工艺需跳出中浅层煤层气井无杆排采工艺的思路,可以借鉴区块内致密气和海陆过渡相页岩气先导试验井的采气工艺经验,在生产现场开展“同心管气举”工艺、“小油管+泡排”工艺与“连续油管+柱塞+气举”工艺试验,能在有效避免传统无杆排采工艺缺点的同时实现深层煤层气的高效开发。      

明月峡背斜南部张关—排花洞岩溶水系统地下水径流模式解析

川东明月峡背斜地下岩溶发育的强烈非均质性造就了独特的地下水径流模式,孕育出区域复杂的岩溶工程水文地质问题,查明明月峡背斜南段地下水径流模式对指导区内隧道工程选址及建设具有重要意义。文章在已有研究基础上,以“张关—排花洞”岩溶水系统为研究区,通过系统厘清区内水文地质条件,深入剖析区内地下水水文地球化学特征及水动力条件,明确区内岩溶含水介质不均一性控制下的地下水小尺度径流规律。结果显示:研究区地下水在平面上表现为形似“扫帚状”的径流模式:在补给、径流区,三叠系下统嘉陵江组一段（T₁j1）、嘉陵江组三段(T₁j3)地层（强岩溶化）与嘉陵江组二段（T₁j2）、嘉陵江组四段 （T₁j4）地层（弱岩溶化）呈间互状分布的特点导致相邻地层之间水力联系较弱,以地层为单位形成多个相对独立的岩溶水子系统;在研究区排泄区,受控于势汇最强的T₁j3内部管道流对其他地层地下水持续的袭夺效应,地下水统一汇聚至排花洞暗河出口向御临河排泄,各岩溶水子系统最终整合为一个岩溶水系统。      

祁连山党河盆地二道泉剖面新近纪沉积物磁性矿物与古水流及其对盆地水系演化的启示

二道泉剖面(39°01′34″N,95°52′49″E)位于党河盆地腹地,呈北南向展布,长790 m,党河盆地位于祁连山腹地,是研究青藏高原北部构造沉积与地貌演变的理想地区。本研究在野外地层观测、古流水重建及砾石组分分析的基础上,对党河盆地中西部二道泉剖面新近系白杨河组顶部-玉门砾岩底部河湖相沉积物进行磁化率测量与等温剩磁实验分析。结果显示,剖面沉积物的磁性矿物主要有磁铁矿和赤铁矿,其中赤铁矿相对含量较高。通过对比发现剖面中黄色调粗粒沉积物中的赤铁矿含量显著高于红色调细粒沉积物。砾石成分和向南的古流向结果显示,白杨河组晚期至玉门砾岩早期地层沉积物主要源自于二道泉剖面北部的野马南山地区。磁化率及沉积相揭示出源区物理风化作用逐渐增强,赤铁矿是从源区直接搬运沉积的,而非自生形成;这一过程未受外界气候环境的影响,赤铁矿多为碎屑,岩石颜色发黄。综合分析认为,二道泉剖面疏勒河组到玉门砾岩组早期沉积时党河盆地发育一条规模逐渐变大、水动力逐渐变强的由北向南流动的河流,现今流向为北西向的党河水系可能最早在新近纪玉门砾岩沉积中期以后才形成。