钾盐和磷酸盐对固化土早期强度的影响研究

利用土壤板结原理,通过对硫铝酸盐水泥固化土无侧限抗压强度试验和水稳定性试验,探讨钾盐、磷酸盐对其早期强度的影响规律;通过X射线衍射（XRD）对固化土的物相成分进行了分析,探讨钾盐、磷酸盐影响固化土强度的变化内在机制。试验结果表明,钾盐、磷酸盐对固化土强度提高的阈值为0.6%,当盐掺入量低于该阈值时,固化土强度会随着盐掺量的增加而提高,当盐掺入量超过该阈值时,固化土强度会逐渐降低。盐掺入量不超过2%时,掺盐固化土水稳定性与未掺盐固化土差不多,7 d固化土软化系数基本保持在70%以上,但掺入K2SO4的固化土水稳定性较差,软化系数在60%左右。生成高强难溶具有膨胀性的矿物晶体是掺盐固化土早期强度提高的主要原因,但盐掺入量过高,固化土中矿物晶体过多膨胀作用,破坏固化土结构,而使固化土早期强度降低。     

浅水障碍绕流的数值模拟

浅水流绕过岸边和固壁时常出现分离生涡、脱涡和周期流现象.文中提出参数化局部涡模型和新生涡在背景流场中输移演化及其相互作用的算法,成功地对三峡水库坝区水流横向摆动进行了数值模拟.     

磷石膏物理力学特性初探

通过大量的室内试验,研究了磷石膏的烘烤温度与含水率的关系、烘烤时间与含水率关系、溶解度与温度关系。按土工试验规范进行试验,测得磷石膏的含水率随着烘烤温度的升高而增加,也随着烘烤时间的增长而增加,但是含水率应该是一个恒定的指标,所以磷石膏的含水率的测定不能按照现行规范进行,必须加以改进。建议在55～60℃条件下烘烤36 h或更长时间来测定磷石膏的含水率。从试验还可以得知磷石膏有一定的溶解度,且其溶解度随着温度的升高而降低。也正是由于磷石膏的溶解特性,所以在进行渗透试验和三轴剪切试验时要使用室温条件下的饱和磷石膏溶液替代水,从渗透试验结果来看,磷石膏坝渗透特性不同于一般的尾矿坝,其垂直渗透系数要大于水平渗透系数。从磷石膏的固结不排水三轴剪切试验可知,磷石膏是一种有明显的剪胀性的材料,在剪切条件下其破坏发生在孔隙水压力为负的情况下,且其破坏时的应变受围压的影响不明显。利用磷石膏的剪切破坏发生在负孔压的这一特性,理论上可以通过坝体内孔压变化的监测来预测磷石膏坝的安全性。     

表面活性剂压裂液的防水锁增产机理实验

以进一步探索表面活性剂压裂液（1.5% KCl+0.05% AN）的防水锁增产机理为目的,采集河东煤田柳林地区沙曲矿的焦煤作为研究对象,通过表面张力和接触角测试、渗透率伤害实验、变压解吸实验,探讨煤储层水锁伤害的控制方法,揭示表面活性剂压裂液防水锁增产作用机理。研究结果表明：表面活性剂压裂液具有极低的表面张力和界面接触角,具备降低煤储层孔喉毛细管压力、增强压裂液可排性的能力,使得其水锁伤害率比活性水压裂液降低约40%,能够有效抑制煤储层的水锁伤害;这种防水锁作用不仅能够提高煤储层束缚水状态下的气相渗透率,实现增透增产,而且还能降低煤层气产出的临界孔径以促进煤层气解吸,实现增解增产。     

人工抽水引起土洞塌陷的可能性

在人工抽水过程中,抽水量越大、距抽水井越近,越可能产生土洞塌陷.在砂土层中,抽水持续时间越长,地下水潜蚀作用越强,越有可能产生土洞塌陷;在粘性土层中,避免反复频繁抽水及适当减少抽水初期的抽水量,有利于减少土洞塌陷的可能性.     

基于GPS垂向位移测定云南地区陆地水储量及其对累积降雨的响应机制

本文基于中国大陆构造环境监测网（陆态网）GPS台站垂向形变数据,通过主成分分析计算云南省6大流域陆地水负荷形变,并与降雨数据进行相关性分析和交叉小波分析。结果表明,云南省各流域陆地水储量变化相对于降雨在半年和年周期上分别存在1.5~2.25和3~6个月的滞后,不同周期滞后的叠加使陆地水储量与累积降雨量之间存在显著的负相关性,6大流域的降雨累积天数各不相同,均在47~109 d之间。本文由此提出一种云南地区陆地水储量对累积降雨的响应机制。     

国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项解析

国家重点研发计划"水资源高效开发利用"重点专项是国家科技计划管理改革后首批启动的重点专项之一。该专项立足中国水资源安全形势和国内外科技发展现状及趋势,以提升国家水资源安全保障的科技支撑能力为目标,通过全链条创新和全景式布局,凝练了现阶段中国水资源安全领域亟需解决的重点研究任务。深入分析了"水资源高效开发利用"重点专项的总体布局、科学目标、主要任务和立项情况,剖析了2016年和2017年项目立项和申报中存在的现象和问题,讨论了下一步支持的重点任务方向,对于加强重点专项项目的立项、申报和管理,保障总体目标实现具有积极的指导作用。     

太行山淇河流域2000-2015年土壤侵蚀和水源供给变化研究

山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化对评估区域生态环境质量有重要意义。基于2000-2015年四期土地利用数据,借助InVEST模型对淇河流域近16年间山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化进行评估。结果表明：① 研究区主要土地利用类型为耕地、草地和林地,共占流域总面积的90%以上。近16年间淇河流域的耕地面积显著减少,草地和水域面积大幅增加,建设用地扩张明显。② 平均土壤侵蚀模数显著降低,2000年土壤侵蚀模数为154.27 t/（hm²·a）,2015年减少到32.09 t/（hm²·a）;强度侵蚀、极强侵蚀和剧烈侵蚀由9.03%、12.19%和25.96%分别减少到7.17%、6.36%和4.21%,微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀由24.31%、16.96%和11.57%增加到41.89%、27.71%和12.68%;退耕还林、还草措施优化了土地利用格局,促进植被恢复,对治理土壤侵蚀起到了显著效果。③ 水源供给量整体呈现先增加后减少的趋势,2005年达到峰值（1.79亿m³）。相邻两期水源供给量增减变化不一,2000-2005年水源供给量增加的面积大于减少的面积,其水源供给的量值也呈增加趋势,水源供给能力整体增强;而2005-2010年、2010-2015年的水源供给能力随之减弱,其中,2010-2015年水源供给减少的较小;林地和草地面积的增加造成水源供给量降低,土壤水源涵养能力增强。土壤侵蚀和水源供给是山地生态脆弱性响应的重要指标,制定合理的水土保持措施对增强山区生态系统的服务能力具有重要意义。     

Fractionation mechanism of stable isotope in evaporating water body

Under Rayleigh equilibrium condition, stable isotopic ratio in residual water increases with the decrease of the residual water proportion f exponentially, and the fractionation rate of stable isotopes is inversely proportional to temperature. However, under kinetic evaporation condition, the fractionation of stable isotopes is not only related to the phase temperature but also influenced by the atmospheric humidity and the mass exchange between liquid and vapor phases. The ratio δ in residual water will not change with f after undergoing evaporation of a long time for great relative humidity. The rate that the evaporating water body reaches isotopic steady state is mainly dependent on the relative humidity in atmosphere. The analysis shows that the actual mean linear variety rates, about -30.0, of the δ18O in residual water versus the residual water proportion at Nagqu and Amdo stations are consistent with the simulated process under temperature of 20 oC and relative humidity of 50%. The distillation line simulated under Rayleigh equilibrium condition is analogous to the global meteoric water line (MWL) as the temperature is about 20 oC. Under non-equilibrium condition, the slope and constant values of distillation line are directly proportional to temperature and relative humidity. According to the basic data, the simulated distillation line is very consistent with the actual distillation line of Qinghai Lake.     

Relating the depth of the water table to the depth of weathering

Weathering of bedrock creates and occludes permeability, affecting subsurface water flow. Often, weathering intensifies above the water table. On the contrary, weathering can also commence below the water table. To explore relationships between weathering and the water table, a simplified weathering model for an eroding hillslope was formulated that takes into account both saturated and unsaturated subsurface water flow (but does not fully account for changes in dissolved gas chemistry). The phreatic line was calculated using solutions to mathematical treatments for both zones. In the model, the infiltration rate at the hill surface sets both the original and the eventual steady-state position of the water table with respect to the weathering reaction front. Depending on parameters, the weathering front can locate either above or below the water table at steady state. Erosion also affects the water table position by changing porosity and permeability even when other hydrological conditions (e.g. hydraulic conductivity of parent material, infiltration rate at the surface) do not change. The total porosity in a hill (water storage capacity) was found to increase with infiltration rate (all else held constant). This effect was diminished by increasing the erosion rate. We also show examples of how the infiltration rate affects the position of the water table and how infiltration rate affects weathering advance. Published 2020. This article is a U.S. Government work and is in the public domain in the USA