华北煤田岩溶陷落柱及其突水研究综述及展望

华北煤田岩溶陷落柱（简称“陷落柱”）是地质历史演化过程中形成的产物。80多年来,在中国华北煤田39个矿区煤矿开采过程中共揭露10 000多个陷落柱,因其导致的重大突水淹井事故20余起,研究岩溶陷落柱对系统认识中国矿山岩溶水文地质条件以及防治岩溶水害具有十分重要的理论与现实意义。文章系统梳理、总结了华北煤田陷落柱的发育特征、成因机理、突水机理、探查与防治方法,归纳出近年来华北南缘陷落柱的研究成果,并结合目前华北煤田生产过程中陷落柱研究与水害防治中存在的问题,从陷落柱形成机理与演化过程、小型隐伏陷落柱精细化探查与解译、陷落柱“动态监测—预测模型—突水机理”模式以及陷落柱水害防治技术体系等方面展望了其今后研究趋势及水害防治的方向。      

蒋家沟砾石土的特性及其对斜坡失稳的意义

云南蒋家沟是世界上著名的由降雨导致泥石流、浅层滑坡频发的沟谷之一。组成蒋家沟斜坡表层的砾石土具有孔隙度高、级配宽、不均匀系数大等特点,级配曲线为上凹型或双峰型,为内在不稳定性土。X射线衍射分析表明,粒径小于1 mm 的细粒部分主要由绿泥石和伊利石等黏土矿物及次生石英组成,黏土矿物会影响砾石土的物理力学性质。在环境电镜扫描中观测了砾石土的微观结构,发现一种特殊的“桥式”胶结结构,并在遇水条件下发生断裂,不仅降低了微弱黏聚力,而且土颗粒容易分离成粒径为数十微米的散微粒。这与砾石土中黏性部分具有高分散性有关。此外这些散微粒在自滤过程中会能发生运移,并在孔喉等处积聚而堵塞孔隙,会降低砾石土的渗透性以及有利于斜坡中暂态上层滞水的积聚。     

气候变化对湖泊蓝藻水华的影响研究综述

在全球气候变化的影响下,湖泊蓝藻水华面临着规模扩张、频率增加和持续时间延长的发展趋势,严重威胁着湖泊生态系统服务功能和人体健康。系统阐述了外部环境因子和内部生理生态特征对湖泊蓝藻水华发生的作用机制,探讨了气温升高、CO₂浓度增加、极端气候事件频发对湖泊蓝藻水华发生机制的影响途径和过程,初步搭建了以“机理解析—模型构建—模拟预测—风险评估”为主线的气候变化对湖泊蓝藻水华的影响研究框架,并提出了应对气候变化的湖泊蓝藻水华防控策略。针对目前研究存在的问题,从大数据监测平台搭建、机理模型构建及风险预测、营养盐控制标准制定、防控政策制定等方面提出了未来研究的重点方向,以期为湖泊蓝藻水华的综合防治提供科学支撑。     

基于离心机模型试验的甘肃江顶崖古滑坡复活机理研究

位于白龙江断裂带的甘肃舟曲江顶崖古滑坡规模巨大,受断裂活动、降雨入渗与河流侵蚀和人类工程活动等因素影响,多次发生复活-堵塞白龙江灾害事件,造成极大危害。为研究江顶崖古滑坡的复活机理,本文在野外地质调查的基础上,重点开展了滑体在含水率为10%、15%和20%条件下的离心机模型试验。研究表明:在滑体含水率为10%情况下,试验结束后仅在坡体中后部产生少量裂缝,但滑坡体整体还处于稳定状态; 而在滑体含水率为15%和20%情况下,滑坡均发生了破坏,在滑体含水率分别为15%、20%情况下坡体失稳所需离心加速度分别为100g和50g。试验测试分析表明,江顶崖古滑坡为推移式滑坡,其变形先从坡体中后部开始,坡体中后部产生裂缝,随后裂缝逐渐向前缘扩展,最终裂缝贯通造成滑坡滑动破坏。滑坡体的变形过程主要分为3个阶段: ①变形启动阶段(裂缝开始形成阶段); ②变形加速阶段(裂缝加速发展阶段); ③失稳阶段。通过离心模拟试验,结合野外调查分析,认为江顶崖古滑坡复活的因素主要受降雨和孔隙水压力的影响,是受前缘河流侵蚀牵引、降雨入渗造成滑坡中后部推移的耦合滑动。     

长江倒灌鄱阳湖原因及发生条件的量化指标

江湖倒灌对鄱阳湖流域水动力变化和流域水环境保护等方面有重要影响,正确认识江湖倒灌原因和倒灌发生条件对明晰江湖倒灌作用机理、研究倒灌强度和倒灌影响范围等方面具有重要意义。在剖析江湖倒灌原因的基础上,从非恒定流洪水波传播的角度出发,结合鄱阳湖为"河相"、"湖相"时江湖倒灌的特点,提出了长江作用强度指标和鄱阳湖作用强度指标,在此基础上引入江湖作用综合强度函数,依据实测资料,分析研究了江湖作用综合强度函数的关系表达式、江湖倒灌发生条件及量化指标。经验证,所提出的江水倒灌量化指标可区分江湖顶托和江湖倒灌现象,可实现对鄱阳湖为"河相"、"湖相"时的江湖倒灌预测,且提高了预测江湖倒灌起止时间、总历时和年内发生次数的准确率,成果可用于江湖关系研究和鄱阳湖流域水资源综合利用工程实践中。     

大河三角洲河口海岸演化机理模型研究:(II)模型构建与实证

本文以z坐标下的三维斜压海洋动力学数值模式为基本模式原型 ,在整理渤海基本数据并诊断计算风生环流和热盐环流作为背景环流场基础上 ,初步建立了渤海海域动力环境数值模式。模式采用了经校正的Bagnold型方程来计算渤海底移质沉积物输运 ,悬移质计算则是取二维深度平均悬移质输运方程和河床变形方程 ,计算含沙量分布以及由悬移物引起的冲淤厚度。利用这种方法建立的沉积物输运模式 ,定量模拟了渤海沿岸和海底的沉积物输运方向和冲淤分布。模拟结果与通过多年实测水深估算获得的渤海海底沉积物的冲淤变化分布相比较 ,两者之间在基本结论上是比较一致的     

基于人文视角的人地关系地域系统机理研究——以福建省长汀县为例

针对人地关系地域系统机理研究,初步构建了基于人文视角上的人地关系地域系统作用概念模型.并以福建省长汀县为例,从农户行为动机视角出发,采用系统分析方法,详细阐述了农户生计行为、生活行为和自身再生产行为的人文因素的组成和结构,深入揭示了人地关系地域系统的作用机理.最后,对案例研究结果进行理论升华,提出2点结论:基于农户行为动机的人地关系地域系统研究是一个新的研究方向;农户生计行为是农村人地关系地域系统最主要的影响因素.     

泛长三角城市土地利用效益测度及时空格局演化

以泛长三角地区为研究区域,从经济、社会、生态3维度构建城市土地利用效益指标体系,运用改进熵值法测度1995-2013年城市土地利用效益值;并通过ESDA分析技术、耦合度及多元回归模型等方法对泛长三角城市土地利用效益时空格局演化及机理进行了初步探讨。结果表明:1)1995-2013年泛长三角城市土地利用效益整体上呈提升趋势,且效益"南高北低、东高西低"差异显著;2)相邻城市单元表现出较弱的空间集聚特征,效益热点区主要分布在苏锡沪和宁杭地区,向皖江、绍甬地区演化,而效益冷点区主要集中在皖北地区;城市土地利用效益系统的耦合度不高,处于拮抗阶段向磨合阶段演化,仅个别城市效益系统耦合较好,呈"点"状形态分布;3)泛长三角城市土地利用效益时空格局演化主要受城市化水平、经济发展程度及土地市场化3个主要驱动力综合作用及影响。     

剪切带型金矿中金沉淀的力化学过程与成矿机理探讨

剪切带型金矿是一种重要的金矿床类型,有关该类型金矿的成因问题已开展了大量研究,但对于剪切带中金的沉淀析出机制和成矿过程仍存在较大争议,对于赋矿部位的构造属性与矿床关系的研究尚显薄弱。对此笔者整理分析了近年来国内外有关剪切带型金矿的研究进展,并结合我国胶东金矿的研究实例,运用断层阀和力化学理论分析发现,无论是脆性还是韧性剪切带,无论是脉型还是蚀变岩型金矿,其成矿的关键部位均与构造应力集中而导致的脆性破裂(特别是R、T、R’破裂的产生)和碎裂作用以及(多期)岩体侵位密切相关,并且脆性破裂所导致的压力骤降从而引发流体闪蒸的力化学过程可能是造成金沉淀析出成矿的有效机制,其中多期岩体侵位所提供的流体是成矿的物质基础。此外,从国内外实例可以看出,剪切带中的脆性破裂不仅发生于脆性或脆韧性构造域,也可以发生在较深层次的韧性构造域中,尽管韧性域中产生脆性破裂的原因还不十分清楚,但这可能是韧性剪切带成矿的关键机制之一。最后,综合岩体、流体、剪切带三者对成矿的耦合作用,文中提出剪切带型金矿的成矿机理为:(多期)岩体侵位-热液活动-构造剪切-应力集中-脆性破裂(碎裂)产生-压力骤降-流体闪蒸-元素(金)析出,如此循环往复方可形成大型剪切带型金矿。     

苏北盆地油田封存二氧化碳潜力初探

油田二氧化碳封存是减少温室气体排放量最有效的途径之一,油藏中封存CO2 主要有构造地层储存、束缚气储存、 溶解储存和矿化储存等四种方式,CO2 在油藏中的地质储存容量采用国际上通用的资源储量金字塔理论来进行潜力评价。 本文通过分析油田CO2 封存机理,结合江苏省苏北盆地的地质和构造条件,对苏北盆地油田进行CO2 封存潜力研究。苏北 盆地油田多为低渗透和含水油藏,在储存CO2 的潜力上,东台坳陷优于盐阜坳陷,次级单元中又以高邮凹陷、金湖凹陷封 存CO2 潜力最大,一系列小型构造单元比较适合于CO2 封存,并有利于后期的保存。在封盖能力上,苏北盆地在垂向上有 明显的两分性,下部上白垩系和古新统盖层相对上部始新统盖层对CO2 封盖性更好。估算得到苏北盆地油田埋存CO2 的理 论储存容量为1.5054×108 t,有效储存容量为0.0828×108 t~0.4421×108 t,表明苏北油田封存CO2 的潜力较大。