Variability in the vertical hyporheic water exchange affected by hydraulic conductivity and river morphology at a natural confluent meander bend

River confluences and their associated tributaries are key morphodynamic nodes that play important roles in controlling hydraulic geometry and hyporheic water exchange in fluvial networks. However, the existing knowledge regarding hyporheic water exchange associated with river confluence morphology is relatively scarce. On January 14 and 15, 2016, the general hydraulic and morphological characteristics of the confluent meander bend (CMB) between the Juehe River and the Haohe River in the southern region of Xi'an City, Shaanxi Province, China, were investigated. The patterns and magnitudes of vertical hyporheic water exchange (VHWE) were estimated based on a one‐dimensional heat steady‐state model, whereas the sediment vertical hydraulic conductivity (K_v) was calculated via in situ permeameter tests. The results demonstrated that 6 hydrodynamic zones and their extensions were observed at the CMB during the test period. These zones were likely controlled by the obtuse junction angle and low momentum flux ratio, influencing the sediment grain size distribution of the CMB. The VHWE patterns at the test site during the test period mostly showed upwelling flow dominated by regional groundwater discharging into the river. The occurrence of longitudinal downwelling and upwelling patterns along the meander bend at the CMB was likely subjected to the comprehensive influences of the local sinuosity of the meander bend and regional groundwater discharge and finally formed regional and local flow paths. Additionally, in dominated upwelling areas, the change in VHWE magnitudes was nearly consistent with that in K_v values, and higher values of both variables generally occurred in erosional zones near the thalweg paths of the CMB, which were mostly made up of sand and gravel. This was potentially caused by the erosional and depositional processes subjected to confluence morphology. Furthermore, lower K_v values observed in downwelling areas at the CMB were attributed to sediment clogging caused by local downwelling flow. The confluence morphology and sediment K_v are thus likely the driving factors that cause local variations in the VHWE of fluvial systems.     

豫西东部黄土工程特性研究

豫西东部堆积了第四纪不同时期的风成黄土及冲积、冲洪积黄土状土,全新统黄土、上更新统黄土具有湿陷性,为弱-中等湿陷.中更新统黄土一般不具有湿陷性.黄土的微观结构与土的形成时代、成因类型关系密切,全新统黄土颗粒间为开放或次开放式架空结构,具有较高的湿陷性,上更新统黄土接近接触式胶结,存在粒间架空孔隙,潜在弱-中等湿陷性;中更新统黄土为不等粒基底胶结结构,存在骨架接触式孔隙,一般不具有湿陷性;同时,黄土的渗透性又具有各向异性.     

地下空间逾渗与裂缝属性的关系分析

裂缝连通性评价是地下空间研究的重要内容。逾渗分析是研究裂缝网络连通性的一种有效手段。裂缝网络逾渗临界值多使用裂缝间接表征参数(如分形维数)来确定,但存在裂缝网络连通性不同却有相同间接表征参数的情况,这降低了预测的可靠性。为避免此类问题并更加准确快速地表征裂缝网络的连通性,文章在构建逾渗临界值方程时,摒弃了间接参数简化的方式,使用裂缝直接表征参数(如裂缝数量、长度等)进行非线性拟合。通过二维数值模拟建立不同参数的离散裂缝网络模型,分析逾渗低、中、高概率临界条件与裂缝直接表征参数的关系,建立逾渗临界条件预测方程,并对方程在不同尺度研究区的应用进行了讨论和验证。结果表明：预测方程可有效地预测不同概率的逾渗临界值。同时文章在预测方程的基础上,建立了裂缝网络连通性评价标准,这对于裂缝发育地区的地下空间评价工作具有一定的指导和借鉴意义。     

不同矿化度下泥质对岩石电性影响的逾渗网络研究

为了进一步认识泥质对岩石宏观电性的影响规律,本文利用非规整三维逾渗网络模型,通过数值模拟研究了不同矿化度下泥质对岩石电性影响的规律. 模拟结果表明：在中低矿化度下,泥质对岩石导电整体上呈现减阻作用,随着泥质含量的增加,电阻率降低的速度减慢;中等矿化度下泥质的减阻效果明显弱于低矿化度下的减阻效果;在高矿化度下泥质对岩石导电整体上呈现增阻作用. 在高矿化度、高含水饱和度下泥质对岩石电性的影响较小. 泥质起减阻、增阻作用的具体矿化度范围取决于储层的孔隙度、连通性以及地层温度等特性.     

柴东侏罗系源岩生油组分荧光特征与生烃意义

通过荧光特征研究了柴达木盆地东部侏罗系源岩生油组分,指出了不同生油组分对生烃的贡献、意义及其热演化特征。侏罗系源岩有暗色泥岩、油页岩、煤和炭质泥岩四种类型,主要生油组分为壳质组和矿物—沥青基质,不同生油组分荧光特征的差异又是生烃潜力大小、热演化程度和降解情况的综合反映。     

山东半岛南部近岸海域碎屑矿物对中小河流的物源响应

对山东半岛南部近岸海域的106个表层沉积物样品及大沽河、五龙河和乳山河的94个表层沉积物样品进行碎屑矿物分析,系统地研究了碎屑矿物的分布特征及物源指示。研究区共鉴定出40种重矿物和13种轻矿物,重矿物以普通角闪石、绿帘石、黑云母和自生黄铁矿为主,轻矿物以石英、斜长石、钾长石和风化云母为主。根据碎屑矿物组合特征,将研究区分为4个矿物区:Ⅰ区为胶州湾口至崂山头的附近海域;Ⅱ1亚区为丁字湾和鳌山湾附近水深约15 m以浅的海域,Ⅱ2亚区为研究区东南部水深＞20 m的远岸区;Ⅲ区处于Ⅱ区和Ⅳ区的过渡带;Ⅳ区为乳山口西南部近岸海域。Ⅰ区和Ⅱ区的矿物组合均为普通角闪石-绿帘石-石英-长石,Ⅰ区和Ⅱ1亚区受大沽河、五龙河和乳山河输入的物质及沿岸基岩、岛屿风化碎屑的影响较大,Ⅱ2亚区主要为晚更新世低海平面时形成的陆架残留沉积。Ⅲ区矿物组合为普通角闪石-石英-长石-片状矿物,Ⅳ区矿物组合为云母类-自生黄铁矿-普通角闪石-石英,Ⅲ区、Ⅳ区物源多样,黄河物质对两区贡献显著。     

风积砂质高浓度胶凝充填材料性能与粉煤灰掺量关系分析

充填材料是决定煤炭充填开采效益、效率、效果的最主要因素。为了掌握风积砂质高浓度胶凝充填材料的性能变化规律,本文以粉煤灰的质量掺入比作为变量,试验研究和理论分析了粉煤灰对该充填材料性能的影响规律。结果表明,粉煤灰的适量添加可以提高充填材料的强度,大掺量导致强度相对降低; 泌水率随着粉煤灰掺量的增大总体上呈减小趋势,较大掺量试样泌水速率相对较低; 分层度随着粉煤灰掺量的增大线性降低; 凝结时间随着粉煤灰掺量增大呈现指数增大; 坍落度总体上随粉煤灰掺量的升高而增大,但大掺量会使其出现相对降低。分析认为,适量粉煤灰的掺入,使风积砂质高浓度胶凝充填材料的颗粒粒度、水分分布和水泥分散均匀,而使材料的强度和输送性能适度改变,但掺量过大会稀释胶结料和改变颗粒相对级配而导致性能下降。     

东北三省城乡协调发展格局及影响因素

以东北三省36个地区为研究对象,系统构建了城乡协调的指标体系,采用基尼系数、空间自相关和空间回归等方法探讨了2005年、2010年和2015年东北三省城乡协调的空间格局和影响机制。研究表明:① 东北三省城乡协调度的区域差异不断扩大且具有明显的空间集聚特征,但集聚程度趋于减弱。② 不同地区城乡协调水平变化各异。研究期内,大连市和锦州市一直处于高水平城乡协调状态,朝阳市长期处于低水平城乡协调状态。鹤岗市和七台河市城乡协调度位次上升最明显,哈尔滨市和辽源市城乡协调度位次下降最显著。③ 从空间格局来看,中级城乡协调区增多且向北移动,初级城乡协调区减少且向中部集中,“南北高,中间低”的城乡协调格局基本形成。与此同时,城乡协调的冷热点均不断收缩,空间极化效应趋于减弱。④ 城镇化和农业规模化经营是促进东北城乡协调发展的主要力量,工业化并未显著促进东北城乡协调发展且与城乡协调发展负相关,农业现代化经营对城乡协调发展有正向作用,交通因素在近些年的促进作用逐渐凸显,经济发展水平与信息化水平对东北城乡协调发展的作用还不明显。     

利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中的生烃母质特征

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7油层组的黑色泥岩、油页岩等黑色生油岩薄片中的生烃母质,因黑色石油、沥青等黑色有机质的覆盖或不透明,导致其在偏光显微镜透射光系统下观察常局部或整体呈现为黑色。因此,建立一种黑色生油岩薄片中生烃母质有效观察的方法,对致密油、页岩油的生烃研究具有重要的理论和实际意义。本文提出了一种利用电子探针薄片和偏光显微镜的反射光系统观察黑色生油岩中生烃母质特征的方法。该方法能够克服黑色生油岩薄片中生烃母质因被黑色有机质覆盖或不透明,而在偏光显微镜的透射光系统下局部或整体呈黑色的弊端,能够对生烃母质的大小、形态、结构、分布和物质成分等特征进行整体且清晰的观察。实践表明,本文提出的利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中生烃母质特征的方法,简单有效,易在致密油、页岩油的生烃研究领域推广使用。