煤层气开采对环境的影响

煤层气是一种廉价、洁净、高效的新型能源,其开发利用可以弥补常规天然气和燃油的不足,750m^3煤层气可顶替1t标准煤。煤层气开发对环境的影响主要是减少了煤矿甲烷气体的排放,降低温室效应。其负面影响是在钻探、压裂、回注水和提纯过程中会造成煤层和煤层气中杂质气体和有毒有害物质富集,对大气和地下水造成污染。     

惰性气体法测定地下水入渗补给量

地下水入渗补给量是重要的水文地质参数。本文介绍了测定地下水入渗补给量的最新方法——惰性气体法的原理与方法，该方法适用于封闭条件下的深层地下水。     

群孔抽水试验在新疆哈密大南湖矿区烧变岩层中的应用研究

新疆哈密大南湖矿区北露天煤矿首采区东南部需要揭露Ⅲ火烧岩区一部分,这使得烧变岩水成为露天煤矿矿井充水的主要水源。资源勘探阶段的水文地质资料表明,烧变岩区赋水空间发育、透水能力强,储存量非常可观,但由于受资源勘探阶段水文地质勘探工程量制约,水文地质条件未能详细查明。因此为达到查明烧变岩地下水水力联系、水质变化情况,充分暴露Ⅲ火烧区烧变岩的水文地质条件的目的,设计了该次群孔抽水试验。该次试验查明了烧变岩含水层的水文地质条件,为烧变岩地质条件下防治水工作提供了依据。综合分析表明Ⅲ火烧区烧变岩为储存量型含水层,其补给条件差。     

基于支持向量机的地震属性优选及煤层气预测

为了充分发挥地震属性分析技术的优势,针对地震勘探中的小样本事件,阐述了支持向量机原理,开展了基于支持向量机的煤田地震属性非线性优选的方法研究,并在煤层气含量预测中取得了良好的效果。结果表明:基于支持向量机(SVM)属性优选的煤层气预测效果比运用钻孔插值的效果更精确,较好地解决了小样本的学习问题,可作为煤层气预测的一种有效方法。     

2010—2020年黄河下游河南典型灌区浅层地下水中砷和氟的演化特征及变化机制

黄河下游典型灌区河南段是豫北平原重要的农业种植区。该地区浅层水质整体较差,因常用于作物灌溉或家畜饮用,会对人体健康产生风险,因此对该地区地下水中砷与氟浓度变化特征和机制的研究将有助于提高对该地区地下水污染的认识水平。本文基于2010年和2020年在灌区范围内采集的327组浅层地下水样品,研究区内地下水砷和氟分布情况,并在此基础上对比研究十年间灌区浅层地下水中砷、氟的演化特征,探索分析砷与氟浓度及空间变化机制。研究结果表明：该地区浅层地下水中存在砷与氟超标问题,2020年浅层地下水中高砷（砷浓度大于10μg/L）和高氟（氟浓度大于1mg/L）的样品数量分别占总数的26.1%和26.06%。高砷水分布在太行山前洼地与黄河冲积平原等泥沙互层结构的沉积环境中,还原性较强,同时地下水径流不畅,较强的阳离子交换作用使得其所处环境中Ca2+浓度较高。近十年间砷浓度增加的水样占总数31.8%,砷浓度减少的水样占36.7%。砷浓度的增长（减少）是地下水还原性增强（减弱）使得锰氧化物溶解释放（吸附）导致。近十年间不同地区农业灌溉和水源置换等用水方式导致水位变化是引起砷浓度变化的潜在因素。高氟水主要分布在河南新乡与濮阳的黄河沿线,氟离子浓度受到沉积物中萤石等钙质矿物溶解影响,使得高氟地下水出现在低钙环境中。近十年间研究区中氟离子浓度减少的占总数60.2%,氟离子浓度增加的占32.1%,整体变化趋势向好,但是高氟区中氟离子浓度继续增加。氟浓度的变化同样受到Ca2+变化影响,在Ca2+浓度降低（升高）时氟浓度进一步升高（降低）。地下水中氟升高地区分布在黄河沿线,因此受到黄河水补给影响较大,地下水径流条件较好,阳离子交换作用减弱,使得Ca2+浓度降低,此时地下水中砷浓度受到环境影响而降低,因此研究区氟增加地区中砷与氟的分布和演化呈现反向关系。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体环境同位素组成及其水循环意义

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体的环境同位素组成表明,区内各种地表水体（河流和湖淖）在δ18O和δD图上主要分布在雨水线右侧,其关系线的斜率明显小于雨水线的蒸发线,集中反映蒸发作用对地表水体的影响。盆地内地下水大致集中沿雨水线分布,反映了白垩系盆地内地下水为大气降水成因。盆地南北两区地下水的环境同位素具有明显差异性特点,集中体现了盆地南北两区水循环条件的差异。盆地北区各含水岩组间地下水垂向水力联系比较密切,垂向运动特点比较明显,现代水积极循环带的深度为200 m;南区地下水分层性明显,以水平径流为主,现代水积极循环带的深度为160 m。区内浅层地下水以富氚和高¹⁴C含量为特征,反映为现代水补给;而中、深层地下水则以贫氚和低¹⁴C含量为特征,反映为地质历史时期补给。     

Techniques and methods of arsenic contaminated groundwater exploration in the Hetao plain of Inner Mongolia,China

1990年报道了在中国内蒙古河套平原由于饮用污染的地下水而患砷中毒的病例.估计目前内蒙受到砷中毒影响的居民已超过41万人.从1997年至2004年,在长达8年的时间里,我们进行了水文地质调查、地质调查和医学调查,并装置了管道输送的供水系统.这些调查揭示了河套平原地下水受砷污染的机理:由于被吸收的砷释放进入地下水,蓄水层中不断加强的还原环境造成铁氢氧化物的溶解.为了防止砷中毒病人数量的进一步增加,停止饮用污染过的水和供应安全的饮用水是重要的.我们需要根据当地的地质和水文地质条件来了解砷污染的机理.     

浅析库车前陆盆地水文地质条件与铀成矿作用

根据库车前陆盆地水文地质条件,分析了地下水的铀成矿作用,并通过热力学计算等方法,对水中铀的存在形式及铀的溶解、迁移和沉淀富集过程作了较为详细的论述,阐明了盆地水化学及铀水文地球化学环境,并提出了成矿有利地段和有利层位。     

A longer-term perspective on soil moisture,groundwater and stream flow response to the 2018 drought in an experimental catchment in the Scottish Highlands

The drought of summer 2018, which affected much of Northern Europe, resulted in low river flows, biodiversity loss and threats to water supplies. In some regions, like the Scottish Highlands, the summer drought followed two consecutive, anomalously dry, winter periods. Here, we examine how the drought, and its antecedent conditions, affected soil moisture, groundwater storage, and low flows in the Bruntland Burn; a sub-catchment of the Girnock Burn long-term observatory in the Scottish Cairngorm Mountains. Fifty years of rainfall-runoff observations and long-term modelling studies in the Girnock provided unique contextualisation of this extreme event in relation to more usual summer storage dynamics. Whilst summer precipitation in 2018 was only 63% of the long-term mean, soil moisture storage across much of the catchment were less than half of their summer average and seasonal groundwater levels were 0.5 m lower than normal. Hydrometric and isotopic observations showed that ~100 mm of river flows during the summer (May-Sept) were sustained almost entirely by groundwater drainage, representing ~30% of evapotranspiration that occurred over the same period. A key reason that the summer drought was so severe was because the preceding two winters were also dry and failed to adequately replenish catchment soil moisture and groundwater stores. As a result, the drought had the biggest catchment storage deficits for over a decade, and likely since 1975–1976. Despite this, recovery was rapid in autumn/winter 2018, with soil and groundwater stores returning to normal winter values, along with stream flows. The study emphasizes how long-term data from experimental sites are key to understanding the non-linear flux-storage interactions in catchments and the “memory effects” that govern the evolution of, and recovery from, droughts. This is invaluable both in terms of (a) giving insights into hydrological behaviours that will become more common water resource management problems in the future under climate change and (b) providing extreme data to challenge hydrological models.     

低温雨雪过程的粒子群-神经网络预报模型

利用逐日气温和降水量数据、NCEP/NCAR再分析资料以及预报场资料,通过分析提取我国南方区域持续性低温雨雪过程及其预报因子,使用粒子群-神经网络方法建立非线性的统计集合预报模型 (PSONN-EPM),对我国南方区域持续性低温雨雪过程进行预报试验。结果表明:以过程的冷湿程度及影响范围为标准,将低温雨雪过程分为一般过程和严重过程,并建立不同的预报模型效果较好。通过10 d独立样本预报试验看,基于粒子群-神经网络方法建立的集合预报模型比基于逐步回归方法建立的预报模型的预报平均相对误差小,对严重过程预报能力高于对一般过程预报,且这种非线性统计集合建模方法在建模过程中不需要调整神经网络参数,在实际预报业务中值得尝试。