喜马拉雅东构造结地热资源赋存特征与开发利用潜力

喜马拉雅东构造结地热资源丰富,未来开发利用前景较好,对西藏地区的高质量发展、助力实现国家“双碳”目标具有重要意义。本文通过对喜马拉雅东构造结典型温泉开展野外调查、水化学同位素分析、地温温标与硅-焓模型计算等方法,分析了地下热水水文地球化学与地热资源赋存特征,评价了地热资源储量与开发利用潜力。研究结果表明,喜马拉雅东构造结地热资源分布受活动断裂控制,地下热水主要赋存于雅鲁藏布江缝合带、通麦-通灯断裂、嘉黎-察隅活动断裂带三个水热活动区,地热资源丰富。区内地下热水具有高温度、高TDS、高偏硅酸和偏硼酸含量等典型特征,符合理疗矿泉水认定标准,可作为理疗矿泉水开发应用。区内地下热水为大气降水起源,补给高程为4309~4988 m,循环深度为1403~7202 m,热储温度为65.5~303.2℃,受热对流影响,沿构造薄弱部位向上径流,接受72%~96%比例的冷水混合,于地表形成不同类型地热显示。区内地热能资源总量为173.42×10^(18)J,可采地热能资源量为26.013×10^(18)J;地热水资源总储量为2.191×10^(10)m^(3),可采地热水资源量为3.286×109m^(3),现状开采系数仅0.86%~27.84%,极具开采潜力。地热资源的梯级利用和集成应用措施与技术是该地区未来重点研究的方向。

川西高原上的“蓝宝石”--冰湖

位于我国青藏高原东南部与横断山脉相交地区,存在一片被凡尘瞻仰的高地--川西高原,该地区海拔在4000米~5500米。在这片土地上,贡嘎山、折多山、海子山等山脉升腾跌宕,金沙江、雅砻江等河流贯穿其中,演变成高山峡谷的奇特壮丽景观,就像一幅写真的水墨画。在高山之间,遍布着众多大小不一的湖泊,当地藏族同胞称之为“海子”,它们三面环山,纯净无瑕,像蓝宝石一样镶嵌于高山之间,在高耸的雪山下,以碧绿的草甸为枕,做着浅浅的梦。这些抑或翠绿、抑或邃蓝的瑰丽湖泊便是今天的主角--冰湖(海子)。

盐城滨海平原地下水质量现状及健康风险评价

为了查明盐城滨海平原区地下水质量状况,选择具有代表性的267个地下水井,检测了33项化学指标,利用单指标综合评价和影响因素识别相结合的方法研究了本区地下水的质量现状,并同时给出毒理学指标的饮水途径健康风险以供参考。结果表明:一般化学指标对本区地下水质量影响程度最高,原生指标中钠离子、铁、锰、氯化物、溶解性总固体、碘化物,砷化物对超Ⅲ类水单指标贡献率超过20%,污染指标中氨氮贡献率最大,为8%,重金属指标对区域地下水质量影响很小;化学致癌物As、Cd和Cr中,As的健康风险值最大,各含水层所致健康危害风险值数量级在10^(-5)~10^(-3)a^(-1),为研究区首要的环境健康风险管理控制指标;化学非致癌物亚硝酸盐、硝酸盐、氟化物中,氟化物的健康风险最大,其数量级在10^(-8)~10^(-6)a^(-1),深层地下水和浅层地下水样品中超过USEPA(1×10^(-4)a^(-1))最大可接受风险的比例分别为82%和88%;重金属指标汞、锰、铜、锌和铅的健康危害风险值均较小,绝大部分都低于10^(-6)a^(-1),其中锰和铅的健康风险值相对较高。开展地下水质量和毒理指标的健康风险评价,可为本区地下水资源的合理开采利用和保护提供参考。

窟野河流域中游煤矿区地下水质量及补给来源研究

为查明神东矿区地下水质量状况和补给来源,分析测试了不同含水层(第四系松散层、白垩系洛河组、侏罗系直罗组和延安组含水层)的一般化学指标、毒理学指标和环境同位素(D、18O、3H)的值,利用环境同位素(D、18O、3H)分析该区地下水的补给来源和更新能力,利用单指标综合评价和影响因素识别相结合的方法研究了区内地下水的质量现状和影响因素,采用四步法计算出毒理学指标的饮水途径健康风险值。结果表明:(1)第四系松散层地下水、白垩系洛河组地下水和侏罗系风化带水主要为现代大气降水补给,更新快。侏罗系深层基岩裂隙水主要为晚更新世冰期降水补给,与现代降水基本无水力联系;(2)侏罗系延安组地下水水质较差,Ⅳ-Ⅴ类水所占比例较高,达到47.9%,其他含水层地下水水质较好。总体上,对Ⅳ-Ⅴ类水单指标贡献率较大的指标为钠>氟化物>TDS>氯化物>硫酸盐;(3)毒理学指标中氟化物的健康风险值最大,其他毒理学指标健康风险基本都在可接受范围内。因此,氟化物应作为水污染监测和防治中的优先控制物。本次研究成果将为矿区水源地的选择和污染物防控提供科学依据。

西吉县第三系承压水中硫酸盐的水文地球化学特征及其来源

宁夏自治区西吉县地下水中硫酸盐(SO42-)含量普遍超标,为了查明地下水中SO42-的来源,对区内36件地下水样品的水化学组成、21件岩石样品的易溶盐组分和10件地下水样品硫同位素组成进行了测试分析。结果表明:SO42-是区内地下水中主要阴离子组分,在区域上具有北部低,中部和南部高的明显的分带性,并且沿着地下水流向SO42-含量逐渐升高;SO42-也是区内第三系地层中主要的易溶盐组分,以石膏和芒硝形式存在;区内地下水中SO42-主要来源于地层中石膏和芒硝(所占比例平均为83%),其次是地层中的硫化物(所占比例平均为17%)。

可可西里盐湖水化学特征及其形成机制

湖泊水化学特征对于识别湖水循环过程及湖泊演化历史至关重要。选择可可西里盐湖流域为研究区,通过对比分析研究区内湖水及其他水体的水化学和氢氧同位素特征,揭示湖泊水化学特征及其形成机制。结果表明:(1)湖水为弱碱性的咸水,水化学类型为Cl-Na型,由大气降水、冰川融水、地下水、河水至湖水,水化学类型由HCO型向Cl型演化,同时伴随着盐分的增加。(2)氢氧同位素特征表明,研究区内不同水体的补给来源均为当地大气降水,并受到蒸发浓缩作用的影响,氘盈余显示蒸发浓缩是导致湖水盐分增加的主要因素。(3)利用Gibbs图、离子比值及PHREEQC反向水文地球化学模拟,从定性和定量视角进一步揭示了湖水的水化学形成主要受蒸发浓缩作用影响,同时伴随着岩盐、白云石、石膏矿物的溶解和方解石矿物的沉淀及Na-Mg阳离子交换。研究成果可为青藏高原内陆湖泊水化学演化分析提供理论支持,也可为进一步开展可可西里地区多源补给湖泊的水盐平衡研究提供科学依据。

可可西里盐湖流域潜在蒸散发演变规律及成因分析

蒸散发过程是联系大气过程和陆面水文过程的关键环节,对流域水循环和水量平衡具有重要影响。以可可西里盐湖流域为研究区,利用Penman-Monteith公式计算了1960—2019年潜在蒸散发(ET_(0)),利用Mann-Kendall、Morlet小波及参数敏感性等方法分析盐湖流域ET_(0)的变化趋势和周期,揭示了ET_(0)演变的成因。结果表明:盐湖流域ET_(0)多年平均值813.8 mm,年内呈单峰型特征,夏季占比最大;盐湖流域ET_(0)呈显著增加的趋势,增加速率为10.8 mm·(10a)^(−1),以冬季和春季增加为主,近60a存在20a和10a的变化周期;气象因子中,盐湖流域ET_(0)对相对湿度的变化最敏感,敏感性系数在冬季和春季最大,相对湿度、平均气温和水汽压为本区ET_(0)变化的主导因子。研究结果可为盐湖流域湖泊水平衡分析及河湖演变预测提供科学依据。

川藏铁路格聂山和察雅段构造岩溶发育规律及岩溶地下水循环模式研究

川藏铁路建设面临高原构造岩溶高压突水突泥重大地质安全风险,开展高原构造岩溶发育规律与岩溶地下水循环模式研究对隧道突水突泥灾害早期预测具有重要意义。文章分析研究了川藏铁路格聂山和察雅段构造岩溶发育规律及岩溶地下水循环模式。研究表明,研究区构造岩溶发育具有明显的层序规律和高程分带性,一至四级岩溶发育区分别形成于中新世之前、中新世晚期至上新世、上新世和上新世至更新世,高程依次为4900~5300 m、4000~4300 m、3700~3800 m和2900~3200 m。活动断裂对岩溶水分布、富集具有明显控制作用,晚更新世以来的活动断裂沟通岩溶发育区段,形成特有的高原岩溶蓄水构造条件。岩溶地下水系统可分为高位补给区、远程管道径流区和集中排泄区,高位补给区位于一级岩溶发育区,三、四级岩溶发育区为岩溶水集中排泄区,常出露流量大于100 L/s的岩溶大泉。岩溶水流系统可分为浅部水流系统和深部水流系统。岩溶大泉主要接受冰雪融水补给,具有水压高、流程长和深循环的动力特征。低温状态下冰雪融水高CO_(2)饱和浓度和SO_(4)^(2-)产生的盐效应促进了高TDS硫酸型岩溶水的形成。

基于水化学及稳定同位素的西藏察雅地下热水成因研究

西藏察雅分布有两处地下热水,其中娘曲热水流量达23356 m3/d,温度达36℃,掌握其成因以及地下水循环模式对铁路隧道的规划建设具有重要意义。为查明地下热水水化学特征及其成因模式,采用同位素水文地球化学方法进行研究。结果表明:两处地下热水主要阳离子为Ca^(2+)和Mg^(2+),主要阴离子为SO_(4)^(2-)和HCO3^(-),溶解性总固体含量为1255~2051mg/L,水化学类型分别为SO_(4)·HCO3^(-)Ca·Mg型和SO_(4)-Ca·Mg型。氢氧同位素分析结果表明,地下热水补给来源主要为大气降水,并具有18O漂移现象,反映了热水与围岩的氧同位素交换效应。地下热水的补给高程为4146~4185 m,热储温度为53.1~61.0℃,循环深度为1409~2020 m。其成因模式为:地下水在东北部高山区接收大气降水入渗补给,沿岩溶裂隙管道径流,经深循环获得大地热流加热,受构造及岩层阻水影响沿断层上升,在上升过程中与份额达0.79~0.91的浅层地下水混合,于沟谷等地势切割处出露成泉。综合水文地质条件与隧道位置分析,隧道穿越的两处岩溶富水条带,东部岩溶富水区对隧道突涌水威胁较小;西部岩溶富水区对隧道存在构造岩溶水高压突涌水风险,后期应注意防范。

神东煤炭基地1:50000活鸡兔幅矿区水文地质图数据集

本数据集在1:50 000活鸡兔图幅内综合应用了遥感、地面调查、物探、钻探,以及水化学同位素等多种方法进行数据采集,共完成2期遥感数据解译800 km^2,地面调查点377个,丰水期、枯水期地下水水位统测240点次,抽水试验10组,水体样品采集共计127组,水文地质钻探累计进尺600 m。本数据集细化了工作区内第四系孔隙含水层、白垩系洛河组孔隙-裂隙含水层富水等级,填补了侏罗系安定组、直罗组水文地质信息的空白;同时,加入了与采煤相关的次生环境地质要素,并首次将浅层含水层疏干区较为准确地勾画出来,还建立了采煤影响下的地下水的循环模式,突出了矿区水文地质调查的特色。本数据集为矿区水文地质调查工作的规划、部署与总结提供常态化支持,对保障国家能源安全、生态安全具有重要的现实意义。

西藏波密冰川覆盖区大型河流与断裂带地下水转化关系

川藏铁路波密段穿越冰川覆盖区,分布多条与断裂复合发育的大型河流,水量丰富,可与断裂共同构成构造高压涌水突泥灾害风险源。本文通过多期测流和对大气降水、冰川、河流和地下水水化学、同位素特征分析,研究了大型河流的流量变化特征和地表水与断裂带裂隙水的转化关系。结果表明:西藏波密冰川覆盖区河水主要接受冰川融水和大气降水补给。雨季河水的δ^(18)O和δD值小于旱季,说明河水雨季和旱季的补给源结构不同。旱季气温低,以大气降水补给为主;雨季冰川融水量陡增,为主要补给源。断裂影响范围内的古乡沟、比通曲和龙冲曲河水流量较大,均超过4×10^(4) m^(3)/d,但年内流量波动幅度小于非断裂带影响范围的河流。河流可渗漏补给断裂带水。浅层循环断裂带水年龄5~10 a,中深层断裂带水年龄超过4000 a,水岩作用较充分。非断裂带影响范围的河流与基岩风化裂隙水存在较密切的水力联系和较频繁的相互转化。研究成果可为青藏高原东部冰川覆盖区铁路隧道高压涌水突泥灾害的早期识别和灾害防范措施制定提供参考。

康定北部高原构造岩溶发育特征与地下水径流带识别

受自然环境和技术方法制约,青藏高原岩溶发育演化和岩溶地下水循环特征研究相对薄弱,制约了青藏高原碳酸盐岩区的经济发展、民生设施建设和地质灾害防治。通过野外地质测量,岩溶地下水、地表水和大气降水水化学和同位素特征分析,泉水流量动态,水均衡计算和物探等技术方法,系统分析了四川省康定市北郊碳酸盐岩分布区的岩溶发育特征,识别了岩溶径流通道和岩溶大泉主要补给来源。结果表明:康定市北郊碳酸盐岩分布于高山峡谷地貌类型区,可溶岩地层分布、岩溶发育程度和岩溶水补给、径流、排泄均受构造控制,可溶岩与非可溶岩接触带和活动断裂附近的岩溶发育程度较强。岩溶水呈管道流径流,主要以岩溶大泉形式集中排泄,泉流量约1.5×10^(4) m^(3)/d且动态较为稳定。通过水文地质条件分析,识别出研究区存在通化组岩溶水径流带和雅拉河断裂岩溶水径流带。水化学-同位素数据、岩溶泉流量动态和水均衡计算结果显示,雅拉河河水是岩溶大泉的主要补给源,岩溶地下水主要沿雅拉河断裂岩溶水径流带径流并集中排泄。

不同碳酸盐岩岩性试片的溶蚀速率研究——以三姑泉域为例

评价岩性对溶蚀速率的影响以及查清不同的溶蚀模式,有助于提高岩溶碳汇强度估算精度,对于研究全球气候变化具有重大意义。采用溶蚀试片法及称重法,在山西晋东煤炭基地南部的三姑泉域干旱-半干旱岩溶区开展4种不同岩性、不同地貌单元以及不同埋藏深度的溶蚀试验研究。结果表明:对于不同的地貌单元,随着海拔的升高,溶蚀量呈现出逐渐减小的特征;对于不同的岩性试片,溶蚀量为石炭系生物碎屑灰岩>奥陶系泥灰岩>奥陶系灰岩>寒武系白云岩;对于不同埋藏深度的试片溶蚀量,从地上、表层到埋藏深度为0. 2 m处,溶蚀量逐渐减小;埋藏深度0. 2~0. 5 m溶蚀量增加。在酸性矿坑水的作用下,4种碳酸盐岩试片的溶蚀量显著变大。总结了区内两种溶蚀模式:水蚀过程会消耗一部分的CO2,属于碳汇过程;酸蚀过程会释放出一定量的CO2,增加了一部分碳源,这对于提高区内碳酸盐岩的碳汇强度计算精度具有重要意义。

金沙江断裂带中段岩溶发育和地下水循环特征

金沙江断裂带中段碳酸盐岩分布区水文地质结构复杂、岩溶水量丰富,是工程地质安全的重要威胁之一。文章在岩溶地貌和水文地质调查的基础上,采用水化学和新型同位素测年与示踪的方法,研究了金沙江断裂带中段岩溶发育特征,分析了岩溶水补给、径流和排泄过程。结果表明:岩溶空间分布和地下水补给、径流、排泄均受构造控制;在垂向上主要存在3个高程级别的岩溶发育分区,其中二级和三级顶部岩溶的发育时间分别为晚中新世至晚更新世和上新世至晚更新世;岩溶水补给区海拔4400~4600 m,主要补给源为大气降水和冰湖水,水中^(228)Ra/^(226)Ra数据显示非定曲断裂控制范围内水源难以形成跨断裂影响范围的补给;岩溶水循环速度快,岩溶大泉的^(85)Kr年龄<15 a,且基本没有年龄较大的地下水混合;径流过程中碳酸盐岩溶蚀和阳离子交换作用不充分。在工程中应充分考虑活动断裂影响下岩溶水径流通道空间分布、高水压影响和特殊天气条件带来的地质灾害威胁。

基于QoS的Web服务组合研究

随着web服务技术应用的不断普及，Web服务市场的快速增长，提供满足用户服务质量需求的动态、个性化的Web服务已经成为商业应用和学术研究的热点。本文首先总结Web服务相关基本概念；然后对基于QoS的Web服务模型、Web服务发现与选择以及Web服务组合优化等基于QoS的Web服务组合管理三个方面内容进行分类介绍；最后，总结全文，并指出基于QoS的Web服务组合研究的发展方向和面临的挑战。

独塔不对称斜拉桥合理成桥状态分析

以南台头闸大桥为工程背景,进行合理成桥状态的建模计算与分析。建立内力与线形双控制的索力优化模型,提出分步迭代的成桥思路,精确得到合理成桥状态。分析迭代塔、梁内力与线形、斜拉索索力的误差变化,研究成果对于独塔不对称斜拉桥合理成桥状态的确定具有参考意义。

江苏盐城地区地下水水化学特征及形成机理

为了查明江苏盐城地区深层地下水咸化的主要影响因素,采集了不同类型水样(河水、浅层地下水、深层地下水和海水),通过对该地区不同水体的水化学特征、离子比值以及氘氧氚同位素组成进行分析,研究了盐城地区深层地下水水化学特征的形成机理。结果表明:浅层微咸水主要是溶解地层盐分和蒸发作用形成,而滨海港镇的部分地区受到一定程度的现代海水入侵影响。深层地下水总体为淡水,水化学演化以正常的水-岩作用为主,而深层微咸水主要分布在两个地区,一是东部滨海地区的灌河口至大丰一带,二是内陆地区的大丰市及其周边一带。滨海地区的深层微咸水主要是淋滤古海相地层盐分形成,黄沙港镇部分地区则受到轻微的现代海水入侵影响,而内陆地区的深层微咸水主要是浅层咸水下渗造成的。因此,盐城东部沿海矿化度增高的区域应大力加强对地下水的保护,特别是随着全球变暖,黄海海平面有上升的趋势,东部的滨海港镇等受海水入侵影响较大的区域更应引起高度重视。