管道流模型参数敏感性分析及其在许家沟泉域的应用

在岩溶含水系统中,作为主要排水通道的管道对泉流量动态具有一定的控制作用,而管道特征参数对流量变化亦有影响。为确定管道各参数的影响,前人以管道发育的岩溶水系统为研究对象,进行了短时间序列泉流量响应的分析探讨,而对岩溶管道不十分发育的岩溶水系统的研究较薄弱。为此,本研究结合北方岩溶水系统的发育特征,借助CFP管道流模型对管道各参数对岩溶系统流量和流态的影响程度及各参数的敏感性进行了分析,而后基于河南鹤壁许家沟泉域岩溶水文地质特征构建了泉域的MODFLOW-CFP模型,对泉域岩溶地下水渗流进行了模拟,并对不同降水保证率下的泉流量进行了预测。结果表明:管道流量与管壁渗透系数、管道坡度和管径呈正相关,而随弯曲度和埋深的增加管道流量呈先增大后减小的趋势。管壁粗糙度对流量的影响较小,且呈现出一定的波动性,尤其是当管壁粗糙度较小时,波动比较明显。经敏感性分析发现,管壁渗透系数和埋深的敏感性最高,其次为弯曲度和管道坡度,而管道直径和管壁粗糙度敏感性最低。许家沟泉域在25%降水保证率下,年最大泉流量为0.45 m^3/s,平均泉流量为0.36 m^3/s;在75%降水保证率下,年最大泉流量为0.41 m^3/s,平均泉流量为0.31 m^3/s,与实际情况吻合。该法可为我国北方岩溶区水资源评价及泉域水资源开发保护提供借鉴。

太行山东缘典型岩溶泉流量变化特征及规律分析

为揭示太行山东缘小南海泉流量变化特征及规律,基于小南海泉1971-2016年的流量资料,采用R/S分析法、Mann-Kendall趋势分析法和小波分析法,探讨小南海泉流量变化规律及特征。结果表明:小南海泉年流量呈显著下降趋势,年变化幅度为0.05m3·s^(-1);未来泉流量的变化趋势和过去一致,具有持续性特征,且持续性强烈;泉流量的变化存在约15、27年的主周期与6年的次周期。降水量的减少和气温的增加是导致泉流量减少的主要气象因素,且这种暖干化现象会持续发展。泉流量对降雨的响应存在一定的滞后,流量与前五个月的月降水量均呈高度相关,其中与前2月的降水相关性最高,研究成果可为小南海泉水资源合理开发和保护提供依据。

河间隐伏型岩溶裂隙含水系统演化的数值模拟

为揭示隐伏型岩溶含水系统在不同边界条件与介质特征下的发育状况,基于地下水渗流和碳酸盐岩溶蚀理论构建耦合裂隙网络渗流与碳酸盐岩溶蚀的岩溶裂隙网络溶蚀扩展模型,模拟再现了河间隐伏型岩溶含水系统平面上发育演化过程。结果显示:岩溶系统发育过程中流量变化呈现三个阶段:第Ⅰ阶段为缓慢层流阶段,流量增速为2.2×10^-6 mL⋅(s⋅a)^-1,持续时间与初始水头差呈对数关系;第Ⅱ阶段为极快速紊流阶段,流量增速为5.5×10^2 mL⋅(s⋅a)^-1,持续时间与初始水头差呈线性关系;第Ⅲ阶段为快速紊流阶段,流量增速为26 mL⋅(s⋅a)^-1。优势裂隙的存在使得岩溶裂隙网络溶蚀演化加快,非均质系统进入极快速紊流阶段所用时间较均质系统缩短了53%,裂隙溶蚀扩展的速度加快了12.5%。

电热消解封闭压力酸溶系统在ICP-MS中的应用

电热消解封闭压力酸溶（HF-HNO3）可以有效分解岩石、土壤和水系沉积物等地质样品,采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行测定,大部分元素可以得到满意的回收率。消解后的残渣用盐酸复溶提取,Zr、Hf、REEs、Rb、Th、U等难溶元素分解较完全。称样量由25mg加大至100mg,溶样时间由12h延长至48h,有效地解决了取样代表性及难溶元素测定结果偏低的问题。通过对岩石、土壤、水系沉积物等国家一级标准物质中Li、Be、Cr、Mn,Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Mo、Cd、In、Cs、Ba、Ti、Zr、Nb、Sn、Sb、W、Hf、Ta、Tl、Pb、Bi、Th、U以及稀土元素（REEs）等46个微量元素的测试,测定值与标准值基本一致。方法的测定下限为0.02~0.85μg/g,精密度（RSD,n=12）为0.77%~13.5%,准确度（RE,n=12）〈10%。方法准确、可靠,一次溶样即可满足多种元素同时测定要求,适用于各种不同类型地质样品的分析测试。

川道河谷漫滩地区抗浮设防水位的合理确定

以甘肃省天水川道河谷漫滩地区为研究对象,结合工程实例,在岩土工程勘察的基础上,对研究区地下水影响因素进行分析,综合考虑大气降水、地表径流、地形地貌、地质成因、人工活动等多方面因素,最终合理确定研究区的抗浮设防水位。通过研究以期为类似川道河谷漫滩地区抗浮设防水位的确定提供参考。

某河谷漫滩地段桩基施工优化的试验研究

为合理推进工程进度,降低工程成本,增加经济效益,基于天水某勘察项目对建设工程场地桩基的持力层及施工工艺采用试桩法进行相应的选择优化。研究结果表明:在该建设场地范围内碎石土类地层较为密实,以卵石(4)层作为建筑桩基持力层其试桩效果明显优于强风化~中风化泥岩和砾岩互层(5)层,可作为桩端持力层;此外,采用旋挖钻孔泥浆护壁后注浆施工工艺试验桩的沉降稳定性优于未进行后注浆工艺的试验桩。