中国的酸雨模拟及控制对策研究

本文以大气污染源、大气污染特征、降水化学特征和酸雨污染特征等方面论述了我国在气污染和酸雨污染属于“煤烟型”,并将我国的大气了环境状况与世界其它一些国家作了比较分析。进一步利用我们发展的南京大学酸沉降模式系统（ＮＪＵＡＤＭＳ）模拟了中国地区的ＳＯ２地面浓度和硫沉降分布,并与实际观测浆和亚洲酸雨模式（ＲＡＩＮＳ－ＡＳＬＡ）的计算结果作了比较。最后从能源结构和经济发展状况出发,论述了我国控制ＳＯ２污染和     

柴达木黑北凹地早更新世新型砂砾层卤水水化学特征与成因

柴达木黑北凹地深部砂砾石层内的承压水是近期在柴达木西部新发现的规模巨大的孔隙卤水,水位埋深8~24 m,接近地表;富水性中等偏强;矿化度较高,KCl含量达到可开发利用的要求,井采时不易结盐,可作为后续开发钾盐的备选区域.离子统计分析结果显示,TDS、Cl-、Na+、Cs+、B₂O₃、Ca2+、Mg2+、Sr+、NO₃-、Rb+在卤水中的浓度变化幅度小,分布较均匀;SO₄2-的变化幅度大,分布极不均匀;Br-、I-、Li+、K+变化幅度和均匀程度介于二者之间;Na+、Cl-、Ca2+、Sr2+、TDS呈正态负偏高峰态,K+、SO₄2-、Li+呈非正态正偏高峰态.成分聚类分析图中,K+、SO₄2-、Li+首先聚为一亚类,Cl-、TDS、Na+聚为一亚类.从离子含量变化曲线图中可以看到,该孔隙卤水从东至西,Na+、Cl-含量和变化趋势相同,且它们与TDS、B₂O₃的变化趋势相同.K+、SO₄2-、Mg2+三种组分含量较一致,变化趋势相同,且同时与Li+的变化趋势相同.孔隙卤水钠氯系数C_Na/C_Cl值为0.85~0.96,溴氯系数为0.01~0.34,与盐岩溶滤卤水接近.在Na+、K+、Mg2+//Cl--H₂O四元体系和Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO₄2--H₂O五元体系25 ℃介稳相图中反映出2种析盐规律,一种为硫酸镁亚型,另一种是氯化物型.其形成可能与化学沉积层中高矿化度晶间卤水与砂砾石层中原始孔隙(淡)水相互作用有关.      

西藏搭格架地热区天然水的水化学组成与稳定碳同位素特征

为探究青藏高原搭格架地热区地热水、湖水、河水、冰雪融水等天然水体的水化学组成及物质来源控制因子,于2014年8月对该地区进行了考察和取样。利用紫外-可见光分光光度计和ICP-OES测定了水样中各阴、阳离子含量,利用Gas Bench连接同位素质谱仪测定了水样中溶解无机碳（DIC）同位素比值。结果表明,地热水中总溶解固体（TDS）含量为977.13~1 279.50 mg/L,阳离子以K+和Na+为主,阴离子以HCO3-和Cl-为主,湖水的TDS含量为77.81~810.94 mg/L,阳离子以Na+和Ca2+为主,阴离子以HCO3-(CO32-)和SO42-为主,地热水和湖水的水化学类型为HCO3-Na型;河水和冰雪融水的各离子含量较低,水化学类型为HCO3-Ca型;地热水的DIC浓度范围为9.2~15.4 mmol/L,δ13CDIC值为-9.09‰~-0.95‰;湖水的DIC浓度为1.1~9.7 mmol/L,δ13CDIC值为-8.84‰~-0.27‰。根据水化学Gibbs分布模式图判断出区域水化学特征主要受硅酸盐岩风化控制,以钠长石和钾长石风化为主,但是地热水的水化学组分受到硅酸盐岩和蒸发盐岩共同控制。通过碳同位素比值分析对区域主要风化过程中CO2的来源示踪表明,湖区周围的硅酸盐风化其碳源主要为土壤CO2,热泉区硅酸盐水解其碳源为地球深部CO2输入。      

冲击荷载下红砂岩非线性黏弹性损伤本构研究

根据红砂岩在冲击荷载作用下应力曲线表现出的明显的分段特征,以朱王唐本构模型为基础进行改进,建立了一种非线性体、Maxwell体和基于Weibull分布的损伤体并联的本构模型;根据红砂岩动态力学特性,对朱王唐本构模型进行简化,并基于Lemaitre等效应变假设推导出一种率型损伤本构方程.对两种新建本构方程进行试验验证,讨...     

青藏高原盐湖水化学及其矿物组合特征

青藏高原湖泊的矿化度与其湖泊演化所处的自然环境,特别是与气候条件关系密切,根据取得盐湖数量和卫片解译,本区湖泊矿化度在空间上变化的总趋势是由北、西北向南、东南趋向下降,大体上与现代高原年干燥度(年蒸发量/年降水量)呈同步变化。高原盐湖的pH值既与水化学类型有关,又与湖水矿化度有关,即由碳酸盐型→硫酸钠亚型→硫酸镁亚型→氧化物型,其pH值趋于下降,而湖泊的pH值与矿化度大体呈反相关。根据库尔纳可夫—瓦良什科分类法及作者对碳酸盐型的细分,对青藏高原盐湖水化学进行了全面细致划分,从而取得了清晰的规律性认识:本区盐湖水化学具有南北分带,东西分区的特点。不同的盐湖水化学类型,具有不同的专属性,碳酸盐型代表性成矿组合为硼砂(三方硼砂)或硼砂—扎布耶石,以及碱—芒硝组合;硫酸钠亚型代表性成矿组合为芒硝(无水芒硝)—石盐以及镁硼酸盐(库水硼镁石、柱硼镁石等)—钠硼解石—芒硝;硫酸镁亚型代表性成矿组合为硫酸镁盐(泻利盐、白钠镁矾)—石盐、镁硼酸盐—芒硝、芒硝—软钾镁矾—石盐以及大量石膏;氯化物型代表性成矿组合则为光卤石—水氯镁石—石盐、光卤石—石盐,个别盐湖共生南极石。由此可见,青藏高原各类型盐湖矿物组合基本上具有冷相组合特征,芒硝及与其共生的冷相盐类矿物,可成为研究古气候变化的重要标志物。目前已检出青藏高原盐湖水含有59种元素,其中B与Li、Cs、K、Rb有密切共生关系,其含量随湖水矿化度增长大致呈正相关;B、Li、Cs、K、Rb最高正异常落在羌南碳酸盐型带(Ⅰ2)西段—昂拉陵湖区为中心地区;并与本区中新世火山沉积岩系和地热水B、Li、Cs、Rb等高值区并行不悖。以上有力证明B、Li、Cs等特殊元素物质与深部来源有关。据近期大量地球物理和火山岩岩石地球化学研究,其成因与印度—欧亚陆陆碰撞引起的重熔岩浆作用有密切成因联系。南美科迪勒拉高原硼锂(铯)盐湖即生成于活动大陆边缘,两者均说明全球特定的活动构造带是造成天然水B、Li、Cs(K、Rb)高丰度及其成矿作用的主因。     

灰岩冻融循环的劣化规律研究

基于岩石损伤理论推导了冻融循环作用下岩石的损伤劣化模型,并采用冻融循环试验方式测试了后崴子隧道灰岩岩样冻融循环后的物理力学特征变化规律,分析了其损伤劣化规律。获得了岩样的质量、纵波波速随冻融循环呈现先增后减的趋势,单轴抗压强度持续减小,弹性模量和峰值应变逐渐增大的结果。分析获得了冻融循环作用下灰岩总损伤变量与应变的关系,冻融和载荷的共同作用会使总损伤加剧,但损伤曲线表明耦合作用也可适当缓解这一影响,且灰岩应变值趋于一致,表明影响灰岩强度极限的主要因素可以不考虑冻融循环。     

考虑土体结构性损伤的沉桩挤土效应解析分析

根据土塑性力学基本原理,采用简化的线性软化模型并考虑土的结构性损伤影响,推导出沉桩时产生的挤压应力的空间解析解,并在此基础上分析了土体具有不同的损伤程度时沉桩产生的挤压应力和极限扩张压力的空间分布规律。同时,采用Henkel孔隙水压力公式,进一步分析孔隙水压力的发展规律,该解析解可以弥补经典圆孔扩张理论在沉桩应用中的不足,能更好地揭示沉桩时的挤土机理。     

基于Weibull分布的冻结砂岩损伤本构模型研究

冻结岩石的变形破坏特性是冻结法施工过程中的基础力学问题,在荷载作用下不同冻结温度岩石的力学特性和变形特征差异性较大,严重影响冻结壁的安全与稳定。因此,研究冻结岩石的损伤本构关系,对指导冻结法设计与施工具有重要意义。为分析荷载作用下冻结岩石变形破坏的全过程,采用Weibull分布描述岩石材料的非均质性,基于Drucker-Prager破坏准则,建立三轴应力状态下岩石损伤本构模型,结合冻结砂岩三轴压缩试验,重点分析本构关系中均质度系数m、平均强度F₀与冻结温度和围压的变化关系,对损伤本构方程进行修正,并基于此模型研究冻结砂岩的损伤演化规律。结果表明:在相同围压下,随着冻结温度的降低,砂岩峰值强度显著增大,峰值应变减小,压密阶段逐渐减弱,弹性变形阶段斜率增加,岩石脆性破坏特征明显。在相同冻结温度下,均质度系数m和平均强度F₀随围压升高无显著变化,而随着冻结温度的降低,m和F₀分别呈现指数增长和线性增长,说明随着冻结温度的降低,砂岩冻结越充分,内部自由水冻结成冰占比及冰体强度增长幅度越大,尤其在0~–10℃内提升效果显著,冻结作用提高了砂岩的均质性和平均强度。基于不同冻结温度砂岩的力学特性和变形规律,对不同冻结温度砂岩的损伤本构方程进行了修正。依据修正本构模型研究发现,损伤演化曲线能够很好地反映冻结砂岩压缩试验的压密、线弹性、屈服变形及应变软化各阶段的变形特征,验证了模型的合理性。研究结果为低温环境下岩石力学特性研究及地下冻结工程设计施工提供有益的参考。      

河北省遵化市汤泉地下热水赋存特征

汤泉的地下热水历史悠久,人们利用其自然出露的温泉进行洗浴、疗疾已有上千年的历史。其地热资源类型为基岩裂隙型地下热水,热水区的分布受断裂构造控制明显,地温场在平面和垂向上表现为温度不均一。不同方向、不同规模的断裂构造,成为地下热水赋存场所和深循环通道,深部热水沿断裂构造交汇部位上升,形成浅层地下热水异常区。     

济南泉域浅层地下水水化学同位素研究

文章系统地分析了济南泉域浅层地下水(第四系孔隙水)和地表水的水化学成分和氢氧稳定同位素,并结合当地地形和水文条件,研究了不同地段浅层地下水和地表水的不同补给来源,揭示了浅层地下水与岩溶水的水力联系,得出浅层地下水在市区和东郊以降水入渗补给为主;在西郊和平安店则以岩溶水顶托补给和地表水(河水和水库水)入渗补给为主、当地降水入渗为辅的结论。为保护泉水、优化泉域内地下水开采方案提供了重要依据。