基于GF卫星解译巴丹吉林沙漠湖泊水量变化

遥感技术作为科学、快速、大面积调查监测手段,在湖泊演化、动态变化研究中应用广泛。通过解译国产GF-1、GF-2卫星遥感影像信息,结合实地勘测,解译了巴丹吉林沙漠110个湖泊地质历史时期与现代的湖面高程和边界,总结了湖泊萎缩规律,估算了两期水量变化。结果显示:湖面高程平均降低9.76 m,面积共减少61.052 km~2(占古湖总面积的75.49%),湖泊群水量共减少4.9亿m~3,说明湖泊萎缩程度高,沙漠干旱化趋势明显;研究区古、今地下水等水位线均表现出东南高、西北低的宏观特征,反映了古、今沙漠区地下水相同的补给来源与径流条件;基底凹陷区湖泊萎缩程度较低(如苏木吉林湖),基底隆起区湖泊萎缩程度较高(如雅布赖山前湖泊),萎缩程度的差异性受区域构造基底的控制与影响。     

阜阳市东南部土壤地球化学特征及土壤质量评价

通过1∶250 000多目标区域地球化学调查、采样和化验,获得了阜阳市东南部地区表层、深层土壤中22项指标的土壤地球化学背景值、基准值等数据,研究其分布特征,并依据相应规范进行土壤质量评价。结果显示,与邻区(淮北-亳州)土壤基准值相比,N、Mn、I、Cr等8种元素(指标)土壤基准值略高,而P、MgO、S、Cd等8种元素(指标)则低于邻区;N、Corg和Mn土壤背景值高于邻区的土壤背景值;而P、CaO、MgO、S等8种元素(指标)土壤背景值低于邻区。土壤养分主要处于中等水平、土壤环境质量以清洁为主,仅存在少量轻微污染土壤,影响土壤环境的地球化学指标主要为Cd。区内土壤质量综合评价以优质等级为主,约占研究区总面积的76.33%;其次为良好等级,占研究区总面积的23.67%,就此提出了土地资源分质利用的建议。     

东胜城区及周边地区浅层地下水硝酸盐分布及影响因素研究

以地下水污染调查数据为基础,利用城市解剖与水化学分析相结合的方法,对东胜城区及周边地区浅层地下水中硝酸盐分布特征及影响因素进行了分析。结果表明:调查区地下水硝酸盐超标率高达21%,超标点主要分布于人类活动强度较大且水位埋深较浅的地区,局部出现硝酸型地下水;高硝酸盐的地下水具有高矿化度、低p H值、低γCa2+/γCl-、γNa+/γCl-、γHCO3-/γCl-的特征,表明水动力条件越差、变质程度越深且蒸发浓缩越强烈的酸性地下水中越有利于硝酸盐的富集;大气降水对地下水中硝酸盐浓度具有稀释作用,但最终变化态势仍取决于污染源强度。城市化过程中既能产生硝酸盐污染源,又能形成有利于硝酸盐富集的水环境条件,加强对生活污染源的处置与管理是控制城市地区地下水硝酸盐污染的关键所在。     

基于综合指数法的保定市地表水资源脆弱性评价

根据地表水资源脆弱性内涵及保定市地表水资源的特点,从自然脆弱性、人为脆弱性和承载脆弱性三个方面选取10项评价指标。利用层次分析法确定各指标权重,基于综合指数法结合GIS/RS技术对保定市地表水资源脆弱性进行了定量评价。结果表明,保定市地表水资源总体上呈现出较为脆弱的态势,其中以保定市西北部、西部、中部偏东及东南部地区表现得最为明显。根据脆弱性结构,将这些地区分成自然脆弱性主导型地区、人为脆弱性主导型地区和承载脆弱性主导型地区三类。针对自然和人为脆弱性主导型地区,提出加快水利设施建设、扩大绿化面积等对策;针对承载脆弱性主导型地区,提出控制用水总量和人口增长、淘汰落后产能、发展节水技术、宣传节水知识等对策。     

黄土塬区浅层地下水化学特征及其碳循环意义

对甘肃省灵台县独店镇秋射村黄土剖面浅层地下水的水化学组成、溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)等进行了取样分析,对其δ~(13)CDIC和δ~(13)CPOC的特征及其控制因素进行了探讨,并评估了降雨补给过程中的碳酸盐风化碳汇强度。结果表明,研究区地下水的水化学类型为HCO3-Ca·Mg型,其方解石饱和指数SIC大于0,已经饱和,但尚未达到大规模沉淀的程度。研究区黄土浅层地下水的DIC变化范围为5.25~5.45mmol/L,DOC含量为0.59~0.62mg/L,明显低于地表水体;而POC稍高,这是因为黄土颗粒物的混入造成。泉水和井水的δ~(13)CDIC变化范围在-9.19‰~-8.90‰之间,其较高的δ~(13)C与碳酸盐风化-沉积过程中反复的碳同位素交换有关。而δ~(13)CPOC变化范围在-19.99‰~-18.87‰之间,与黄土有机碳同位素特征基本一致。地下水中的HCO-3、Ca2+和Mg2+主要来源于碳酸盐的化学风化。根据风化反应的离子平衡关系,计算得到研究区的风化碳汇为2.82mmol/L,即每有1L的降水入渗到零通量面以下,就会产生2.82mmol的碳汇。     

华北平原山前至滨海区垂向渗透系数空间变异性

以华北平原山前至滨海区为研究区, 选择 8 个钻孔, 利用渗透系数反演公式和改进的 Archie 公式对渗透系数进行计算, 同时充分考虑研究区垂向渗透系数影响因素, 基于随机森林算法和时间序列算法对垂向渗透系数的空间 变异性进行研究。研究结果表明: 渗透系数在垂向上的影响因素主要为沉积环境、地层压力、随机误差三大类, ; 在剔除沉积环境和随机误差的影响后, 渗透系数随深度的增加而不断减小, 山前至滨海区渗透系数对地层压力的敏感性呈逐渐递减的趋势。研究结果可为华北平原农业灌溉、污染物迁移、垃圾填埋场选址及深层地下水资源开发等提供科学依据。     

砂穴式入渗初步试验研究

以双重介质渗流理论为基础,借鉴复合地基施工技术,选取冲积砂、河砂等作为试验填充材料,在粉砂、中砂地层中开展砂穴式入渗试验,研究了砂穴这一入渗方式的入渗效率。结果表明:分选好的多孔介质更适宜作为砂穴填料;河砂作为填料比冲积砂入渗效果更好;入渗效率受受水介质影响明显。在不同岩性中利用穴式入渗,入渗效率明显不同。中砂地层的入渗效率是粉砂地层的7.6倍,是粉砂地表入渗的48.1倍。在同一岩性中利用不同的入渗方式,其入渗效率有很大差距。在粉砂地层中利用穴式入渗,其入渗效率是粉砂地表的6.3倍。砂穴式入渗是一种可以加快入渗速率可操控性的技术方法,它将促进渗流理论转化为减轻雨洪灾害的技术形成生产力服务于城市(或者山区)洪涝减灾,提高水资源的有效利用水平,促进水循环体系自我恢复和良性发展。     

黄岛地下水封洞库库区三维裂隙网络模拟

 低渗透性的裂隙岩体是地下水封石油洞库建库的最佳选址区,裂隙网络模拟技术是研究离散裂隙渗流的有效手段。以黄岛地下水封洞库库区渗透性研究为出发点,在地表裂隙调查与钻孔裂隙统计的基础上,运用离散裂隙模拟软件DFN对洞库区进行三维裂隙网络模拟,得出模拟区导水系数分布图以及ZK13钻孔连通性分布图,通过将模拟结果与野外试验结果对比,认为模拟结果合理可信。实例分析表明,模拟结果能较为深刻地揭示裂隙水渗流的本质,可为后续的洞库水封效果及涌水量评价提供参考。     

石油污染土壤生物修复的强化技术

为探索石油污染土壤的高效修复方法,从实验室保存的优势菌中筛选得到4株降油效果最佳菌,采用摇床和恒温培养箱培养,对含油量为5%的石油污染土壤进行微生物菌剂强化处理和环境强化实验。微生物菌剂强化结果表明:4种菌和除油效果最好的A、C、D混合菌3d可将石油烃依次降解24%、19.81%、22.55%、26.46%、39.67%;并对该菌群的最佳投加配比进行确定,A、C、D菌群数量的最佳配比为N_A:N_C:N_D=1:2:0.5,3d内菌群A、C、D在最佳接种配比情况下可将石油烃降解44.2%。环境强化实验结果表明:A、C、D菌群在最佳修复条件营养物质C:N:P为75:8:3、表面活性剂为0.5%、通气条件为6层纱布、电子受体H₂O₂的加入量为1.5%下,3d内石油烃降解61.46%,比自然条件下修复的除油率4.7%提高了56.76%,较只进行菌种强化时最高除油率44.2%提高了约17%。     

高地应力下深部岩芯饼化裂缝发展规律及机制研究

以青海共和盆地干热岩调查井的钻孔岩芯为研究对象，首先分析现场岩芯饼化侧面破坏特征、端面断口宏观和微观特征，然后基于三维离散–连续混合方法，分析不同类型应力状态下钻孔取芯过程中的裂缝扩展行为，从细观角度探究岩芯饼化形成机制。研究结果表明：(1)饼化岩芯侧面特征可分为破碎状、薄饼状、饼化状和厚饼状；端面断口形态可分为马鞍形、平面、杯状凹面和椭圆形，大多粗糙不平，具有凹凸性；(2)岩芯饼化侧重于拉伸破坏机制；(3)高水平主应力是岩芯饼化发生的主要因素，诱发带状分布裂缝并产生杯状凹面断口；垂向应力抑制裂缝带状分布，水平应力较小时，足够大的垂向应力可使岩芯产生平面断口；(4)在应力重分布作用下，岩芯根部产生大量裂缝，岩芯上部的已有裂缝也会继续发展，加剧岩芯饼化程度；(5)水平主应力差异性既影响裂缝的分布状态，也影响裂缝走向，裂缝走向倾向于沿最大水平主应力方向，且聚集分布在岩芯边缘附近区域；(6)裂缝走向分布受应力水平的影响，沿最大水平主应力走向裂缝比例随最小水平主应力的减小或垂向应力的增大而增加，较大的最大水平主应力会削弱裂缝走向对应力方向的指示作用。