深层地下水氢氧稳定同位素组成与水循环示踪

利用任楼井田及所在临涣矿区地表水与生产矿井的长观孔、矿井出水点,从上而下分别取第四系第四含水层、二叠系煤系砂岩含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层30个水样,测试δD与δ¹⁸O,分析D与¹⁸O组成并对含水层水循环进行示踪.研究表明：临涣矿区深部地下水样点δ值在δD－δ¹⁸O关系图上绝大部分均落在中国大气降水线和矿区地表水线下部,大气降水或地表水为各类含水层的补给主体.任楼井田煤炭采动影响第四系第四含水层明显,地表水补给第四系第四含水层速度快;临涣矿区的临涣、海孜与童亭四含水与大气降水未构成良好的水力联系.煤系砂岩地下水就整个临涣矿区来说,任楼井田埋藏相对较新.石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层在临涣矿区地下水径流速度相对较快,¹⁸O或D漂移不明显.     

芦苇占优势农田溪流营养盐滞留的水文和生物贡献分析

为解析大型水生植物大量生长情形的源头溪流营养盐滞留的水文、生物作用贡献,于2014年9月—2015年6月在南淝河流域某一芦苇占显著优势的农田源头溪流段,开展8次野外示踪实验,计算渠段雷诺数Re、弗劳德数Fr、曼宁糙率系数n等水动力学参数,估算NH4+、PO43-的总滞留率以及水文、生物过程的实际滞留贡献率和相对滞留贡献率。结果表明,整个研究期间溪流水体表现出显著的紊流特征,水流流态属于缓流类型,渠道曼宁糙率系数n变化范围为0.066~0.112,平均值为0.089;NH4+总滞留损失率变化范围为9.17%~28.27%,平均值为14.68%,水文作用和生物过程对NH4+实际滞留贡献率平均值分别为10.12%和4.57%,相对贡献率平均值分别为72.51%和27.49%,表明NH4+滞留损失主要来自水文过程的影响;PO43-总滞留损失率变化范围为5.75%~17.79%,平均值为12.53%,水文作用和生物过程对PO43-实际滞留贡献率平均值分别为10.12%和2.41%,相对贡献率平均值分别为81.42%和18.58%,表明PO43-滞留损失也主要来自水文因素的影响;n与Re、Fr和Q均呈显著的幂函数关系,而实际滞留率ηNH4、ηPO4与n、Re之间均没有表现出明显的相关关系。     

采动影响下井田主要充水含水层水化学环境演化分析

为了揭示采动影响下井田主要充水含水层水化学的时空演化规律,运用多元统计学中的主成分分析法对淮北矿区任楼井田不同时期的“四含”、“煤系”、“太灰”与“奥灰”水样的常规水化学数据（K ++Na +,Mg 2+,Ca 2+,Cl -,SO2-4,HCO-3与CO 2-3）进行分析,确定了方差贡献率较大的第一与第二主成分,分别代表“脱硫酸”作用和“硬化”作用,并揭示包含于其中的“咸化”过程,进而得到各主要充水含水层水样主成分得分的时空分布。研究成果表明：任楼井田“四含”水化学环境受控于基岩面,采动影响大;“煤系”水化学环境受断层与岩溶陷落柱控制,采动对其影响不大;“太灰”水化学环境受断层与岩溶陷落柱控制,采动影响大;“奥灰”水流交替快,水化学环境受采动影响小。井田主要充水含水层水化学环境的时空演化除了与自身所处的地质背景有关外,采动是一个不可忽视的影响因素。     

坚硬岩体中马蹄形洞室岩爆破坏平面应变模型试验

为了探讨马蹄形地下洞室围岩岩爆破坏过程与机理,以单轴抗压强度(σc)、脆性系数(K)与冲击能量指数(WB)为概化指标,通过物理模型材料的正交试验,选取了合适的具有岩爆倾向性的坚硬脆性岩体物理模型材料,制作了长800 mm×宽800 mm×厚200 mm的马蹄形洞室物理模型试件,并在岩土工程大型真三轴物理模型试验机上进行高应力条件下平面应变物理模型试验。试验结果表明:在高地应力条件下,马蹄形洞室坚硬脆性围岩岩爆破坏主要在洞壁围岩初始破坏裂纹产生后,在极短的时间与极窄的加载区间产生的破坏,破坏具有突发性;洞室围岩在发生岩爆破坏后,围岩应力要进行重新调整,在相对较长时间与加荷区间内围岩表现相对稳定。岩爆破坏过程的物理模拟结果与工程实际基本一致。     

地下水溶解碳酸盐中碳氧稳定同位素组成特征与演化规律

利用任楼井田及所在的临涣矿区生产矿井常观孔、矿井出水点,从上而下分别取第四系第四含水层、二叠系煤系砂岩含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层24个水样,测试溶解碳酸盐中δ¹³C与δ¹⁸O,分析¹³C与¹⁸O组成特征与演化规律.研究结果表明：任楼井田及所在的临涣矿区地下水溶解碳酸盐δ¹³C变化幅度大,碳循环复杂,土壤水补给机理、同位素交换反应机理和含水层围岩成分溶解机理明显;含水层碳酸盐岩含量决定溶解碳酸盐δ¹³C与δ¹⁸O的变化关系,碳酸盐岩含量越高,δ¹³C随δ¹⁸O变化斜率减小;四含水因埋藏较浅并受煤层开采影响,处于相对“开放”系统内进行地下水循环,煤系水循环系统相对比较封闭,岩溶含水层虽然埋藏深,水循环系统相比四含“封闭”,但地下水径流速度快,补给源区水力梯度大,可能为山区补给.     

开都河第二分水枢纽设计方案选择

正1流域概况开都河流域位于天山南坡,塔里木盆地北缘,是巴州产水量最大,雨雪混合补给的河流。河流全长560 km,源头至呼斯台西里以上为上游;峡谷段至大山口水文站(为出山口)以下约20 km到达灌区首端——开都河第一分水枢纽,为中游;该点以下至宝浪苏木为下游。开都河多年平均径流量26.27亿m~3,多年平均流量92 m~3/s。水量70%来自融雪和地下水的补给,年际变化不大,占焉耆盆地地表总     

软弱地基上井字梁底板式水闸的有限元分析

正为改进厚底板、大闸墩、多根灌注桩的传统水闸形式,新疆巴音郭楞蒙古自治州开都河第二分水枢纽水闸采用了井字梁底板式水闸,即利用公路桥的上游两根桥柱作为闸门的支承墩,闸墩只承担分孔和启闭力的作用,闸墩下部为灌注桩,其上为闸槽柱,闸门水压力全部由桥柱承担。采用油压启闭设备,活塞柱放在闸墩内,不需设启闭台及闸房。公路桥柱与闸底板刚性连接,闸底板采用"井"字形梁格式底板,使桥柱作用在梁格交点上。如此,桥     

深层地下水^18O与D组成特征与水流场

为了分析不同含水层系统中水流场分布,利用淮北任楼井田及所在的临涣矿区地表水体、地面长期观测孔、井下出水点从上而下分别采集了地表、第四系第四含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层30个水样,测试了δD,δ18O与咸化指标总溶解固体TDS.结果表明:临涣矿区四含和太灰地下水表现18O漂移,煤系地下水表现D漂移,奥灰地下水漂移特征不明显;临涣矿区四含与太灰地下水δ18O与TDS呈负相关关系,煤系地下水δD与TDS呈正相关关系.任楼井田煤炭的开采对四含与煤系水的影响较大,四含水由井田西北与东南方向向采区径流,煤系水由井田四周向采区径流;煤炭开采对太灰水影响不大,太灰水在井田范围内由东向西径流.     

华北隐伏型煤矿区地下水化学及其控制因素分析——以宿县矿区主要突水含水层为例

采用宿县矿区主要突水含水层四含、煤系、太灰地下水样常规离子(K~++Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+),Cl~-,SO_4~(2-),HCO_3~-,CO_3~(2-))、pH值、TDS等数据,利用离子组合比和主成分分析方法探讨了水化学成分的形成机制,进一步通过研究主成分荷载得分与水化学类型的空间分布规律,分析了矿区地下水水化学形成及其控制因素。研究结果表明:宿县矿区主要突水含水层水化学数据差异是不同地下水化学成分形成作用的综合反映,其中煤系以阳离子交替吸附或脱硫酸作用最为显著,而四含、太灰以黄铁矿氧化或碳酸盐、硫酸盐溶解作用最为显著。宿县矿区采矿活动与地质背景条件不同程度地影响了主要突水含水层水化学成分形成作用与水化学类型的空间分布,其中四含主要受采矿活动控制,煤系主要受断裂(层)控制,太灰主要受采矿活动、断裂(层)与褶皱控制。