重庆雪玉洞CO_2浓度变化的自然与人为因素探讨

通过对重庆雪玉洞洞穴CO2浓度、地下河CO2分压及地下河水、滴水次生沉积物稳定碳同位素δ13C等地球化学指标进行的完整水文年监测,并结合该洞以往的CO2短期观测记录,发现洞内与CO2相关的环境因子均存在显著的季变性,其总体特征是:CO2浓度夏高冬低,δ13C夏轻冬重。对比每月游客量变化,发现人为因素对洞穴CO2环境的改变远弱于自然因素,洞内发育的常年地下河在其中起主导作用。地下河的存在使不同相态的碳在洞内快速流动交换以达到平衡,从而在"质"上(同位素比)和"量"上(浓度)反映外部环境的季节变化,又使得各项地球化学指标在每年的4月和11月换季时呈现突变特征。可推断雪玉洞CO2的改变来源于地下河对洞穴上部土壤CO2的传递,最终归因于土壤层生物活动对季节气候条件变化的响应。而雪玉洞地下河在CO2变化过程中的传递作用十分突出,可作为同类型洞穴的借鉴,为旅游开发服务。     

珠江口东岸地区海水入侵三维溶质数值模拟研究

在建立水文地质概念模型的基础上,运用FEFLOW软件建立珠江口东岸地区海水入侵三维溶质模型,并利用研究区水位和水质的动态观测资料对模型进行识别和校正。运用模型进行情景模拟,预测现状开采条件下地下水的水质演化趋势。预测2010年,第四系含水层海水入侵面积为115.98km2,基岩裂隙含水层海水入侵面积为89.36km2,2020年,第四系含水层海水入侵面积为106.83km2,基岩裂隙含水层海水入侵面积为82.76km2。预测结果表明:在现状开采条件下,第四系和基岩裂隙含水层海水入侵程度有所缓解,海水入侵面积逐渐减少,Cl-高浓度区域逐渐变小。     

层状盐岩蠕变变形相互作用研究

考虑泥岩夹层和盐岩的弹性性质和稳态蠕变性质,通过数值试验方法计算层状复合盐岩体在单轴和低围压三轴荷载作用下蠕变变形过程中力学相互作用和变形时效规律,分析泥岩夹层和盐岩层因蠕变率不匹配对层状盐岩蠕变的影响,初步讨论了层状复合岩体的复合材料研究方法。结果表明,层状盐岩中泥岩夹层与盐岩因弹性参数不匹配产生的初始应力集中在蠕变过程中发生松弛,因泥岩夹层与盐岩层蠕变率不匹配导致两者之间应力重分布,泥岩夹层对盐岩层的蠕变有明显抑制作用。这些分析体现了层状盐岩蠕变过程的非线性性质,为建立层状盐岩体合理本构模型奠定了基础。     

岩溶地区隐伏溶洞顶板稳定性及变形分析

溶洞顶板以及溶洞本身的变形是评价含隐伏溶洞岩溶地基稳定性最为直观的技术指标,在岩土自重和桩基的外附荷载作用下,确定桥基隐伏溶洞顶板安全厚度为8.0 m能够满足稳定性要求,突破了设计规范中对溶洞厚跨比必须大于0.8的要求。利用有限元计算,预测了桥基下溶洞及顶板的变形规律,采用钻孔多点位移计实现了在施工荷载施加过程中对溶洞及顶板岩体的变形的实时监测,有效验证了数值计算结果的合理性。监测结果表明：溶洞顶板不同岩层及溶洞本身的变形在荷载施加初期发展较快,相同施工荷载作用下洞体本身的应变最大,而顶板表层的应变又高于洞体上部岩层应变。     

察尔汗盐湖察尔汗二级系统S_3盐层晶间卤水及固相化学成分的相关性研究

通过对化学成分相关性的研究认为,晶间卤水中的NaCl是饱和的,MgCl2是不饱和的,KCl饱和与不饱和两种卤水共存。随着晶间卤水密度的降低,NaCl含量升高,MgCl2含量降低,KCl含量先升后降。且存在高钾晶卤带和高钾固相带。晶间卤水浓度变化的原因是阶段性淡化。固相钾主要以光卤石形式存在,晶卤钾与固相钾存在单向平衡。目前,S3盐层大部分部位的光卤石处于溶解状态,溶解的KCl进入晶间卤水,MgCl2仍留存于固相中;可溶性镁在盐层中可能存在另一种形式—被粘土吸附。在S3盐层沉积和盐湖干涸过程,曾出现盐滩和湖水并存的局面。     

电感耦合等离子体发射光谱法快速测定氯化钾

用电感耦合等离子体发射光谱法对氯化钾产品进行杂质分析,利用配盐的方法将杂质离子配成盐,用总量100减去杂质盐分的含量即得氯化钾的含量。该方法快速准确,精密度和准确度都非常好,能代替原有的化学分析方法。     

湖北清江和尚洞滴水微生物群落随空间和季节的变化

为了考察现代微生物群落对环境因子的响应关系及其在古气候重建中的应用潜力, 利用微生物学传统的培养计数、荧光染色总菌计数和BIOLOG的ECO微平板等技术对湖北省清江和尚洞内不同地点的滴水由内至外进行了空间和季节性的动态监测, 4个滴水点由内向外编号依次为1D、3D、4D和5D.结果证实湖北清江和尚洞洞穴滴水中存在一定数量的微生物.不同样点微生物的代谢活性不同, 1D样品中的微生物群落代谢活性最高, 3D表现出与1D相似的代谢特征, 但平均颜色变化率(AWCD: 微生物对碳源的利用程度, 颜色变化率越高, 表明微生物代谢越旺盛)较1D小, 4D和5D样品在接种24h后平均颜色变化率(AWCD)基本保持不变.对微生物代谢较为旺盛的1D、3D两个样品中不同时间内微生物群落的多样性指数进行分析, 表明洞穴滴水中微生物多样性相对稳定, 随采样季节的变化不大.相对于3D、1D的4个不同季节(采样时间)微生物群落对碳源种类的利用上存在一定差异.1D水样在2006秋季(2006年11月份)、2007春季(2007年5月)和2009年夏季(2009年7月份)微生物群落利用碳源种类上比较接近, 而在2008年初秋(2008年9月)碳源利用种类与前三者的差异明显.与1D相比, 3D的4个不同采样时间的滴水微生物群落在主成分1和主成分2的得分系数比较接近, 群落碳源代谢功能多样性差别不大.这种变化可能反映了不同季节滴水中可溶有机质成分(DOC)的变化及微生物群落成分的变化, 暗示了微生物群落结构变化在指示气候变化应用中的巨大潜力.但微生物群落多样性与代谢功能多样性与气候因子之间的关系尚需深入研究.      

河北省平山县水帘洞遗址地质地貌环境初探

水帘洞遗址位于河北省平山县西南部沕沕水生态风景区九天沐雨瀑布之后的水帘洞内。在古人类活动留下的灰烬层中发现了大量动物骨头化石和石器。根据地貌发展阶段、动物骨骼化石和石器特征,初步推测古人类生存的时代为30 ka B.P.左右的旧石器时代晚期。孢粉分析结果反映古人类生存时期的气候条件比较温和。沕沕水地区地质地貌调查和洞穴发育研究表明,水帘洞形成于中晚更新世构造稳定期,为古人类生存活动提供了良好场所,早全新世受构造活动影响,洞穴遭到破坏,古人类迁徙它处。     

盐岩地下油气储库运营期风险的故障树分析

盐岩以其良好的蠕变特性、低渗透性和损伤自我恢复性而被广泛用于地下油气能源储备,虽然目前国内外对盐岩力学特性的研究成果较多,但关于盐岩地下油气储库风险分析的研究报道却尚不多见。为了探讨盐岩地下油气储库运营期的风险机制,以江苏金坛盐岩地下油气储库为示范工程,对储库运营期的风险因子进行了辨识。应用故障树分析方法对储库运营期事故进行研究,建立了储库运营期腔体失效、地表沉陷、油气渗漏的故障树模型。通过对运营期故障树最小割集和结构重要度的分析,将储库运营期的风险因子按其影响程度进行了排序,并对故障树分析方法进行了评价,所得结论为进一步开展储库风险评估与控制提供了指导意见。     

盐岩储气库运营期时变可靠度计算及风险分析

盐岩是一种典型的流变性材料,其蠕变特性对建于其中的储库稳定性具有重要影响,储库可靠性具有明显时变特性。虽然在盐岩的蠕变力学特性及其变形特性方面,前人已做了大量的研究工作,但国内外在基于随机力学理论的盐岩储备库时变可靠度风险分析方面的研究尚不多见。以国内某盐岩地下储气库为例,建立了相应的可靠度计算功能函数,开展储气库运营期时变可靠度计算及储库风险分析研究。以储库的蠕变体积收缩率为风险控制指标,采用响应面法结合Monte-Carlo抽样,对储气库进行设计运营期内不同内压条件下蠕变随机力学计算,得出了储库可靠指标随时间的变化规律及风险发生水平,拟合出满足工程可靠度要求的体积收敛率限值与储气内压的关系式,并探讨了储气库可靠性对主要随机因素的敏感性,结论可为盐岩地下储气库的安全运行和后期维护提供理论依据