湖北某抽水蓄能电站建设中地下河系统多元信息综合分析评价

岩溶发育特征是岩溶区水电工程建设中必须查明的水文地质条件,岩溶渗漏问题更是工程建设成败的关键。湖北某抽水蓄能电站上水库位于岩溶洼地区,工程区地下水系统边界不清、条件不明,可能面临严重的岩溶渗漏问题,本次研究将区域构造分析、地貌成因识别、地下河追踪溯源、微动态自动化监测等多种技术手段有机结合,提取多元信息综合分析,对工程区地下河系统进行了有效识别。结果表明:上水库周边不存在隔水层及阻水构造,子良坪背斜控制了地下水系统的基本格局;地下河岩溶管道具有单支管道状结构特征,南北向岩溶管道不发育,上水库存在向南西侧发生管道式渗漏的风险;上水库内垂向溶蚀作用强烈,建议进行库底土工膜全库盆防渗处理,工程蓄水后应防范可能发生的不均匀沉降和岩溶塌陷问题。

综合指数法和模糊综合法在地下水质量评价中的对比--以遵义市为例

综合指数法和模糊综合评价法在地下水质量评价中被广泛应用。岩溶地区地下水环境脆弱,潜在污染来源复杂。为了更好地了解综合指数法和模糊综合法在岩溶地下水评价中的应用效果,本文以贵州省遵义市为例,利用这两种方法分别对该市具有代表性的9个地下水点水质进行评价和对比分析。结果显示:遵义市浅层地下水水质总体较好,Ⅲ类及Ⅲ类以上水占33%,但个别区域地下水水质很差,主要为NO-2、NH+4、Mn、Na+、Cl-、SO2-4、溶解性总固体、总硬度(CaCO3)和Se等超标;两种方法评价结果一致的共有6个水点,均属Ⅱ类水质,结果不一致的3个水点,在综合指数法中全为Ⅳ类水,而在模糊综合评价中则是Ⅲ类水1个,Ⅴ类水两个。出现差异的主要原因是综合指数法在综合分值计算中过于强调单项指标最大值的作用和未考虑参评指标的权重,而模糊综合法则很好地克服了这些不足,精细地刻画出指标值对水质分级界限的接近程度并量化了所有指标对地下水水质的影响权重。可见,地下水水质评价中,模糊综合法要明显优于综合指数法。

不同权重确定方法对地下水质量评价的影响研究

用模糊数学方法进行地下水质量评价时,指标权重的确定,直接关系到评价结果。以贵州省遵义地区地下水质量样本为例,选择9个污染物指标,针对目前常用的确定指标权重的首尾比率法、聚类权法、超标法进行了水质评价比较研究。发现:如果指标权重的确定方法不同,其相应的评价结果也存在差异。在地下水水质评价中,用首尾比率法确定指标权重评价结果误差较大;超标法突出了实测浓度大的指标对水质的影响程度,而对一些实测浓度低的指标显得兼顾不够;而用聚类权法计算指标权重在地下水质量评价中合理可行。

基于孔中雷达反射成像特征的岩溶定量化评价

为准确评价隐伏岩溶区的强岩溶发育特征,采用孔中雷达反射成像技术,利用不同地层的电性差异特征以及探测钻孔孔壁地层岩溶发育情况,并根据岩体中雷达反射波的强度衰减特性,建立钻孔雷达最大探测距离与地层岩溶率的关系,定量推算出地层岩溶发育程度。结果表明:孔中雷达反射成像技术可获得钻孔半径10~30 m范围,甚至更远区域的岩溶发育信息。利用钻孔雷达最大探测距离与地层岩溶率的关系,可得到钻孔周边地层岩溶发育的定量化评价,分析各层位不同埋深的岩溶发育情况,可为地质勘察和工程建设提供更详实的基础数据,具有较好应用前景。

营口—辽滨经济区浅基础适宜性分区

营口—辽滨经济区有大面积的软土分布。通过对分布地区软土层的承载力计算和浅基础的规范法沉降量计算,取55 mm作为地基附加沉降界线值,并结合工程危险性指标将研究区划分为Ⅰ级—工程适宜性良好区,Ⅱ级—工程适宜性一般区,Ⅲ级—工程适宜性较差区3级分区。其中Ⅰ级区主要分布在营口市区西部和盐区南部,Ⅱ区主要分布在营口市区西南部及辽滨乡地区、盐区除南部之外的地区,Ⅲ区主要在营口市区东部。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类区分别占软土分区总面积的10.6%、86.2%、3.2%。

岩溶地下水系统防污性能评价方法

岩溶水系统结构复杂,不同类型岩溶区具有不同的岩溶水文地质特征,其地下水系统防污性能评价必须采用不同指标体系的评价模型。本文在对不同类型岩溶区发育特征分析基础上,分别就现有评价模型在不同类型岩溶区的适应性进行了分析,认为:埋藏型岩溶区可采用专门用于承压含水层防污性能评价的PTHQET模型进行评价,而对于补给区局部裸露的浅埋藏性岩溶区建议采用COP模型进行评价;EPIK模型适用于南方裸露岩溶区;北方裸露型岩溶区因表层岩溶带发育程度弱,亦可采用COP模型进行评价。针对覆盖型岩溶的特殊性,在欧洲模型基础上提出了PLEIK评价模型,评价因子包括保护性盖层(P)、土地类型与利用程度(L)、表层岩溶带发育强度(E)、补给类型(I)和岩溶网络发育情况(K);突出了P(保护性盖层)和L(土地利用类型)两个因子的作用,并赋予各因子比欧洲模型更丰富的内涵,同时采用多种可替代参数确定各因子量值,最后给出了防污性能指数计算方法与分级标准。

岩溶区典型石灰土Cd形态指示意义及风险评价——以桂林毛村为例

为了了解岩溶区石灰土中重金属Cd形态分配特征及富集情况,在桂林毛村采集了3种处于不同发育阶段的黑色、棕色和红色石灰土进行研究。通过原子光谱仪测试了Cd质量分数,运用改进的Tessier分析法测定了3种石灰土中Cd的可交换态(EXC)、碳酸盐结合态(CAB)、铁锰氧化物结合态(OXI)、有机结合态(ORG)、残渣态(RES)5种形态,并对其指示意义及风险进行了分析与评价,结果表明,3种石灰土中Cd质量分数从大到小依次为早期黑色石灰土、中期棕色石灰土、晚期红色石灰土。形态测试结果表明:黑色石灰土和棕色石灰土中Cd形态以铁锰氧化态和残渣态为主,占土壤Cd质量分数的63%以上,且5种形态质量分数从大到小顺序均为铁锰氧化态、残渣态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态;红色石灰土Cd形态以残渣态为主,占土壤Cd质量分数的76%,形态分配特征从大到小为残渣态、铁锰氧化态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态。Cd稳定度和富集程度评价结果表明:在黑色石灰土、棕色石灰土和红色石灰土中Cd稳定度逐渐减小,环境二次释放风险逐渐降低;富集程度从大到小依次为黑色石灰土、棕色石灰土、红色石灰土,其中Cd在黑色石灰土中呈显著富集状态,在棕色石灰土中呈中度富集状态,在红色石灰土中呈轻微富集状态。潜在生态风险评价和健康风险评价结果表明,由早期黑色石灰土到中期棕色石灰土和晚期红色石灰土,土壤中Cd的生态风险和健康风险均逐渐降低。研究结果可为岩溶区土壤重金属Cd污染修复与治理提供基础数据。

几种土壤重金属污染评价方法的对比

土壤重金属污染评价是土壤环境管理的基础性工作,采用合理的污染评价方法,才能识别土壤重金属污染状况,满足土壤环境管理和决策需要。选择单因子指数法、地质累积指数法、次生原生比值法和富集因子法四种方法进行对比分析,并进行实例计算和结果对比评价。结果表明:单因子指数法简单灵活,评价结果能直观反映土壤的污染情况,是比较实用的评价方法,但其将污染等级与元素实际含量简单地看成线性关系,导致评价结果较其它方法偏高。地质累积指数法是在单因子指数法基础上改进而来,计算公式较为简洁,污染评价结果较单因子指数法低。次生原生比值法突出元素形态的影响,未考虑元素总量和背景值,导致评价结果不能有效地与其它评价方法进行比较,在部分数据上还会出现污染浓度高却得到污染等级低的结论。富集因子法不仅考虑了元素的背景值,而且以地球化学过程中人为污染少、化学性质稳定、分析结果精确度高的Fe、Al、Si等元素作为参比元素,评价结果与地质累积指数法具有高度一致性,能够很好地体现土壤污染状况,但参比元素的实测值不易获取。研究结果可为土壤重金属污染评价方法的选取与改进提供基础数据。

地下河系统水动态监测网络优化对比分析:以桂林海洋-寨底地下河系统为例

基于我国南方地区岩溶发育极不均匀、水位水质动态变化快的特点,通过对信息熵法和防污性能法所得结果的对比,分析在缺少系列监测资料条件下,利用岩溶水系统防污性能评价结果快速布设地下河系统水动态监测网的可行性及其布设原则。根据防污性能评价结果,结合水循环特征,桂林海洋-寨底地下河系统水动态监测网需由17个监测站组成;采用信息熵法对现有35个监测站进行优化后,认为只需要12个监测站就可组成最优监测网,但这12个监测站点与采用防污性能评价法得到的点位完全重合,且均位于防污性能差的地区。对比分析认为,以地下水系统防污性能评价结果布设地下水动态监测网是可行性的,因为岩溶发育区既是防污性能差的地区,也是地下水动态变化快的地区,能充分反映地下河系统水质水量变化。采用防污性能评价法布设地下水动态监测网时,需要充分认识和了解地下河系统水文地质条件和地下河管道结构特征,且需要遵循以下原则:(1)在岩溶发育相对较弱的系统中部(基本上不存在防污性能差的地区)不设置监测站点;(2)在距离地下河出口较近的岩溶发育区内(即防污性能差的地区)监测站点可由地下河出口替代;(3)对于多支管道系统,岩溶发育相对较弱且距离较短的小型支管道上可以不布设监测站,由支管道与主管道交汇处的监测站代替。

广西南宁朝阳溪对浅层地下水污染特征研究

文章利用5个钻孔和3个水井监测资料，分析了广西南宁朝阳溪排污沟对周边浅层地下水的影响。结果表明，朝阳溪排污沟对周边浅层地下水产生了明显的污染，特征污染物为氧氨，浓度超过地下水环境质量Ⅲ类水质标准1～65．75倍，氨氮浓度随距朝阳溪的距离增大而逐渐减小，且具有季节变化特征，丰水期污染程度明显低于枯水期。分析认为，浅层地下水的三氮主要来源于排入朝阳溪的人畜粪便；多环芳烃主要来源于草、木、煤燃烧；DDT来源于历史残留，BHCs则来源于上游林丹的使用和远距离大气沉降。

几种地下水水质评价方法的对比研究

对常用的三种地下水水质评价方法即内梅罗指数法、模糊综合评价法、主成分分析法的原理和评价步骤进行了系统的介绍,并将它们应用于娄底市丰水期地下水水质评价。从评价结果的过渡性、优劣性、相关性以及各水质监测井间的差异性,来对比分析内梅罗指数法、模糊综合评价法和主成分分析法间的差异。结果表明:主成分分析法所得结果过渡性最好,但偏于悲观,在各点评价结果波动较大,不能有效揭示各水质监测井水质的变化趋势;模糊综合评价法评价结果过渡性较差,但与单指标评价结果吻合较好,能够客观地反映各点水质状况;内梅罗指数法评价结果的过渡性与模糊综合评价法相似,但评价结果与单指标吻合程度不如模糊综合评价法。评价结果可为娄底市地下水水质评价提供基础数据。

太原盆地地裂缝发育规律及防控措施

地裂缝灾害的发生直接影响着太原盆地工农业生产和城镇居民生活,掌握地裂缝的发育规律和成因机理对减少灾害损失显得尤为必要。以地质环境为基础,系统分析了太原盆地地裂缝的发育特征。在此基础上,从主控因素的角度将区内地裂缝划分成采空塌陷成因、地下水超采成因、地震成因、断裂活动成因4种类型。系统分析了各类型地裂缝的力学形成机制,据此提出了防治措施。研究结果可为当地环境条件改善、地质灾害治理提供参考。

桂林毛村3种石灰土Cd形态分配特征及影响因素分析

为了了解岩溶区土壤中重金属Cd形态分配特征,在桂林毛村人类活动稀少区采集了黑色、棕色、红色3种石灰土。通过原子光谱仪测试了Cd全量,运用改进的Tessier分析法测定了3种石灰土中Cd的有效态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态及残渣态等5种形态,并对其影响因素进行了分析。结果表明:3种石灰土中Cd全量大小依次为黑色石灰土>棕色石灰土>红色石灰土。形态测试结果表明,黑色石灰土和棕色石灰土中Cd形态以铁锰氧化态和残渣态为主,占土壤Cd全量的63%以上,且5种形态含量大小顺序均为铁锰氧化态>残渣态>可交换态>碳酸盐结合态>有机结合态;红色石灰土Cd形态以残渣态为主,占土壤Cd全量的76%,形态分配特征为残渣态>铁锰氧化态态>可交换态>碳酸盐结合态>有机结合态。相关关系表明,土壤中Si O_2、TFe2O_3、Al2O_3与Cd的5种形态成负相关关系,Ca O、有机碳、Mn、CEC、pH与Cd的5种形态成正相关关系。研究结果可为岩溶区土壤重金属Cd污染修复与治理提供基础数据。

SLUG试验及其水文地质参数的研究

Slug试验是通过记录地下水位瞬间变化来评价水文地质参数的现场测试方法。本文是在国外该试验发展的基础上,通过利用高精度测试,尝试对中、高渗透率含水层各参数进行测定。基于现场测试和已有的抽水资料,初步探讨了各种理论模型的不同,并以经典Cooper模型分析计算长春某场地的水文地质参数;通过对比抽水试验,验证了该试验的准确性,为该法的使用和推广提供科学依据。

小店污灌区浅层地下水Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分布特征及健康风险评价

为了解污灌区浅层地下水中重金属Cd和Cr的污染水平,在小店污灌区采集22组地下水样品,采用常规的统计方法和健康风险评价模型,定量分析了2种重金属元素的质量浓度及空间分布特征,并评价了地下水中Cd、Cr的健康风险水平。结果表明,地下水中Cr的平均质量浓度（14.4μg/L）显著高于Cd（2.06μg/L）,但二者均未超过地下水环境质量三级标准。重金属质量浓度的高值区主要分布在灌溉渠附近。Cd与Cr的Spearman相关系数为0.499,呈实相关。地下水中Cd的单项污染指数大于Cr,这与二者在地下水中的质量浓度关系相反。Cr经饮水途径的平均致癌风险约为Cd的9.2倍;22个评价点中,Cd的年致癌风险水平均低于ICRP推荐的年最大可接受风险水平（5×10-5）,而Cr仅有8个评价点的致癌风险低于ICRP推荐的年最大可接受风险水平（5×10-5）,但均高于导则（HJ25.3—2014）推荐的年最大可接受风险水平（10-6）;Cd和Cr的总致癌风险系数为15.33×10-6~123.14×10-6,其中Cd的致癌风险贡献率为6%~42%,显著低于Cr。

溶井微污染水供水就地处理技术研究

溶井是西南岩溶区主要的分散式供水方式。本文在对典型地区溶井水污染特征分析基础上,通过对现有分散供水水处理工艺原理的分析,提出了溶井供水的水污染防治措施,并结合中试试验,对溶井快渗池的设计思路、设计参数、水处理工艺以及施工中的注意事项进行了详细说明。试验表明,溶井在采取水处理措施后,出水浊度均低于5度,微量有机物去除率大于35%,氨氮可削减60%以上,细菌总数最大可截留95%;溶井快渗池工艺在溶井水处理过程中不需要添加任何药剂,避免了混凝剂和消毒剂对水质产生的副作用和卫生问题,出水水质主要指标基本达到生活饮用水卫生标准。

对井含水层储能系统渗流场模拟

对井含水层储能系统是一项新的将热泵系统和地下含水层储能技术相结合的节能环保技术,是当今世界缓解能源短缺的有效方法之一。准确预测水源热泵工程周围渗流场的分布特点及变化规律对储能效果影响很大。分析了地下含水层储能的一般特点,基于地下水水流运移的基本原理,建立了地下水渗流数值模型。在此基础上对沈阳某地下水源热泵工程进行渗流场数值模拟,分析了水源热泵运行过程中地下含水层储能系统的渗流特点。

三亚海相软土次固结特性研究

港口工程建设中经常遇到海相软土地基,海相软土是一种流变性很强的饱和软粘土,次固结变形在总变形中占有一定的比重,次固结系数是用来计算次固结变形量的一个重要参数。现有计算软土次固结变形的常用方法是不考虑荷载对其影响的,大量的试验表明荷载对次固结有较明显的影响。本文以三亚海相软土为例,根据室内试验成果,对其次固结变形特性与荷载的关系进行了分析研究,得出了一些规律性结论,对海相软土地基的设计与工程实践有指导意义。

贵州关岭地区发现地表和地下水体锶超常富集

1研究目的(Objective)在前期资料收集、补充调查及随机样采集的基础上,发现贵州打邦河流域关岭地区地表水、地下水锶(Sr)含量异常(图1),均大于国家饮用天然矿泉水锶含量限值,部分水样锶含量达到医疗矿泉水水平,超过西南岩溶区已有报道锶含量值,在西南乃至全国实属罕见。揭示该区各种类型水体锶含量分布状况、富集成因是本次研究目的。

岩溶区典型土壤对Cd^(2+)的吸附特性

文章采用有序批试验,就岩溶区两种典型石灰土(棕色、黑色石灰土)对Cd2+的吸附行为进行研究。试验结果表明:石灰土对重金属Cd2+具有较强的吸附能力(平均吸附率范围89.84~98.84),黑色石灰土的吸附能力高于棕色石灰土,吸附量随平衡浓度的增加而增大;Langmuir和Freundlich方程均能很好地描述两种石灰土对Cd2+的等温吸附过程,Freundlich方程拟合最优;两种石灰土吸附镉的动力学特征相似,吸附过程可分为快速反应、慢速反应和吸附平衡3个阶段,棕色石灰土对Cd2+吸附动力学的最优模型为Elovich方程和双常数方程(R>0.9),黑色石灰土仅在Cd2+初始浓度为100mg/L条件下,Elovich方程、双常数方程和WM方程的模拟达到较显著水平(R>0.8);有机质、碳酸钙含量及CEC值是影响石灰土对Cd2+吸附能力的主控因素,铁、铝、硅氧化物含量对Cd2+吸附影响不大;综合热力学、动力学及影响因素分析认为石灰土对Cd2+吸附机理包括土壤颗粒表面官能团的专性吸附及不均匀粒内扩散、静电作用等非专性吸附过程。