包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的应用

在干旱半干旱地区,包气带的溶质和同位素剖面不但可以提供较长时间尺度上的地下水补给信息,而且记录了过去气候变化与环境变化信息。本文基于学科组近10年的研究成果,以鄂尔多斯盆地为例（包括南部的黄土高原和北部的沙漠高原）,将包气带和饱和带结合起来,利用多种环境示踪技术,提升了包气带在干旱半干旱地区地下水研究中的潜力,并将其应用到地下水补给历史重建、地下水补给机制确定、植被变化对地下水补给影响评价和地下水污染物全过程示踪中。研究表明,由于在干旱半干旱地区,包气带较厚且补给量有限,地下水和现今的浅表水文过程未达到水力平衡,如在沙漠高原西部,近2 500 a降水尚储存在包气带13 m以浅,地下水是4 000 a以前补给的,其水化学特征与浅部包气带水差异巨大;而在黄土高原,补给量较大,但包气带巨厚,年降水仍需要几十到上百年时间入渗到地下水（但并不意味着没有补给,其土壤水在包气带中平均入渗速率为0.1~0.3 m·a-1）,包气带浅部溶质含量较深部和地下水中的高;典型黄土塬区的地下水均不含氚,地下水年龄在几百到上万年。黄土内部层状均匀的土壤质地特征和相对较老的地下水年龄揭示的均匀活塞流入渗是黄土塬区浅层地下水补给的主要方式。黄土高原退耕还林还草和沙漠区植被恢复导致地下水补给呈现不同程度的减少,反映在包气带上表现为溶质含量的增加,可用于定量化确定地下水补给量的变化。本文强化了包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的作用,在未来地下水资源评价、地下水污染全过程刻画中应得到重视。     

福建盐田海水补给型地热系统地球化学特征及其成因

海水补给型地热系统具有补给资源量大,但温度低、水质咸化等特点,查明沿海地热水循环补给条件和成因机制,对东南沿海地热资源的合理开发利用和保护具有重要意义。在泉州官桥盐田地热区分别采集了地热水、地下水和海水样品14个,利用水化学同位素特征分析和地球化学温标法,揭示了官桥盐田地热水循环补给和地热资源成因机制。结果表明：地热水水化学类型为Cl—Na型水,与海水水化学类型一致;H01和H02的溶解性固体总量（TDS）分别为2 610 mg/L和3 090 mg/L,地下水以TDS小于400 mg/L的HCO3—Na型水为主;地热水富集Br-,地下水中Br-未检测,表明盐田地热水存在现代海水或者海相沉积层古海水补给。根据盐田地热田H01和H02地热水Cl-混合模型计算,地热水H01海水混入比为9.13%,H02海水混入比为10.76%,显示H01在出露于第四系地层后混入了更多的地下水。综合分析认为,海水是盐田地热水的重要补给资源,地热水化学组分受海水混合作用影响明显,深层热水上升过程中存在两次或者多次地下水或者海水混入从而形成浅层热储,采用SiO2地热温标和多矿物平衡法估算的浅层热储温度在89～1...     

考虑预应力影响的壳-弹簧模型及其在预制地下管廊纵向抗震分析中的应用

利用ABAQUS有限元软件,采用壳单元模拟管廊结构,非线性地基弹簧单元模拟土-结构相互作用,非线性弹簧单元模拟带止水橡胶的承插式接头和预应力钢绞线,提出了一种考虑预应力影响的预制地下管廊纵向抗震分析的壳-弹簧有限元模型,并基于反应位移法分析了某拟建预制地下双舱管廊在地震波作用下的内力和变形.研究表明:文中壳-弹簧模型充...     

水下长大沉管隧道抗震性能及减震措施研究进展

沉管隧道抗震性能研究是目前地下工程防灾减灾领域重要的研究方向之一,同时也是该领域亟需解决的难题.在总结了隧道震害特点的基础上,全面系统地阐述了原型观测、模型试验、理论分析三种沉管隧道地震响应计算的分析方法及最新研究进展.基于这些方法,进一步介绍了质点-弹簧模型、梁-弹簧模型、多体动力学模型三种水下长大沉管隧道纵向抗震简...     

中、下扬子区海相地层油气显示特征及成藏控制因素探讨

通过野外实地考察在中扬子地区所发现的多处“古烃源灶”或“古油藏”以及中、下扬子地区中—古生界油气显示的特征分析,中—古生界油气显示非常丰富,均以碳沥青、轻质油、凝析油、天然气为主,显示了其高演化、古油层蜕变为储层沥青的特征,证实了中、下扬子地区过去曾经发生过较大规模的油气生成、运移、聚集事件。通过分析高演化海相地层的烃源类型、构造演化以及整体封存等成藏条件,认为中、下扬子地区在强烈的构造运动背景下,烃源岩的“再次”补给能力和区域保存条件将成为控制中、下扬子地区油气富集的主要因素。烃源类型多样,以多源补给为主导。比较完整的“构造活动平静区”和优良区域盖层的发育区是海相地层较有利的勘探区。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素分布特征

地下水氢氧稳定同位素的组成与空间分布规律可为研究地下水补给及深入认识水循环过程提供重要理论依据。基于青海湖沙柳河流域浅层地下水样品的氢氧稳定同位素数据,通过空间插值法和δD-δ¹⁸O线性关系法,分析了氢氧稳定同位素组成、空间分布特征及地下水补给关系。结果表明：沙柳河流域中下游地区浅层地下水δ¹⁸O与δD值分别为-8.54‰~-6.02‰和-58.6‰~-34.6‰,平均值分别为-6.79‰和-41.8‰;δ¹⁸O值在流域空间上表现为西北、中部高,南北低的特征;流域西北和中部地区地下水主要受降水补给,补给来源单一、蒸发作用强是该区域地下水同位素值较高的原因,降水→地下水→泉水是其主要补给、排泄关系;流域北部、南部地区地下水与降水、河水、泉水等水体水力联系密切,不同补给来源的平滑作用是该区域地下水同位素值较低的原因,其补给、排泄关系主要为降雨→河水→地下水→泉水（或降雨→地下水→泉水→河水）。     

断盖配置组合下中上部油气运聚纵向分布刻画方法及其应用

为了搞清含油气盆地断盖配置组合下中上部油气纵向分布规律,在断盖配置封闭组合特征及其下油气运聚纵向分布研究的基础上,通过油源断裂输导油气部位和油源断裂与上中下区域性泥岩盖层配置封闭和不封闭部位叠合,建立了一套断盖配置组合下中上部油气运聚纵向分布的刻画方法,并利用其刻画了渤海湾盆地歧口凹陷港东断裂与沙一中亚段、东二段和明化镇组区域性泥岩盖层配置组合沙一下亚段、东三段和馆陶组油气运聚纵向分布,结果表明：港东断裂与沙一中亚段、东二段和明化镇组区域性泥岩盖层配置组合沙一下亚段油气运移纵向分布主要在其东部和西部,港东断裂与沙一中亚段、东二段和明化镇组区域性泥岩盖层配置组合东三段和馆陶组油气运聚纵向分布主要在其中部。港东断裂与沙一中亚段、东二段和明化镇组配置组合沙一下亚段油气运聚纵向分布相对发育,有利于油气运聚成藏,港东断裂与沙一中亚段、东二段和明化镇组配置组合东三段和馆陶组油气运聚纵向分布相对不发育,不利于油气运聚成藏,与目前港东断裂处沙一下亚段、东三段和馆陶组内已发现油气分布相吻合,表明该方法用于刻画断盖配置组合下中上部油气运聚纵向分布是可行的。     

锆石微量元素地球化学对硅质火山岩浆系统的制约

大型硅质火山作用(喷发体积约102～104 km3)的岩浆系统是地壳尺度的,经历了复杂的起源、运移、存储、补给和喷发等过程.揭示岩浆从起源到喷发过程中的结晶分异、堆晶、晶体-熔体分离、地壳混染、岩浆补给、晶粥活化等岩浆作用的细节是认识硅质火山岩浆系统演化的关键.锆石中Th、U、Ti、Hf和REE等微量元素的含量和系统变...     

正弦洋流感应电场数值模拟及分析

海流运动因切割地磁场会生成微弱的电流,从而在海洋及其周围空间中激发感生电场.本文基于海流感应电磁场微分方程及其边界条件,推导了水平地层正弦洋流感应电场表达式.建立海水层、海底沉积层以及地壳绝缘层构成的地电模型,模拟计算正弦洋流感应电场及感应电流密度,分析海水层和海底沉积层中感应电流分布特征,并讨论了影响洋流感应电场的因...     

乌兰布和沙漠降水入渗补给对气候变化的响应

为探究地下水补给对气候变化的响应,以乌兰布和沙漠为例,基于氯质量平衡法,通过野外打钻和室内离子分析,重建区域地下水补给历史和短时间尺度的气候变化过程。结果表明：降水对沙漠地区的地下水补给非常小,对比周边地区记录发现,地下水补给呈现出由西向东逐渐增大的趋势,且一定程度上反映出贺兰山对季风气流的阻挡作用,在相关季风较弱年份,贺兰山西侧降水补给弱于东侧。过去600年来本地区的气候波动大,1455-1500 AD、1600-1650 AD是气候较为干旱的时期,18世纪末至19世纪初是环境演化一个重要的时间界限,自此以后的漫长时间,干旱化进程进一步加剧,尤其是1920-1930 AD,区域极端干旱。本研究也验证了处于季风边缘沙漠地区降水入渗补给对气候变化所呈现出的响应差异。