压采条件下地下水位恢复对沈阳市地下工程安全影响分析

在分析了沈阳市水文地质条件的基础上,建立了地下水流二维数值模型,并对不同压采条件下地下水流场及降落漏斗的变化进行预测。结果显示,合理压采地下水能够有效减缓区域地下水位下降及降落漏斗扩大等问题,但过分限制地下水开采会导致地下建筑渗水或被淹等新的环境地质问题。分析表明可安全开采时间与压采比例呈对数关系,通过二者的对数回归曲线可进一步推求规划期内地下水资源的安全压采比例,在保障地下工程安全水位埋深的条件下,实现区域地下水位的顺利恢复。

膜蒸馏处理乳化油废水的实验研究

采用自制的中空纤维膜蒸馏组件对模拟的乳化油废水进行膜蒸馏处理研究,分析了料液的浓度、流速、温度和处理时间等因素对膜通量及去除率的影响。实验结果表明:在料液温度为50℃、流速为14 mL/min、乳化油浓度为500 mg/L的条件下,运行1 h后乳化油膜通量为21.20 g/m2.h,去除率>70%;运行5 h后膜通量下降为5.141 g/m2.h,去除率>90%。

沈阳黄家傍河水源地河水入渗过程中氧化还原分带规律

在分析沈阳市黄家傍河水源地地质及水文地质条件的基础上,通过场地监测-室内实验相结合的方法,对黄家水源地河水入渗过程孔隙水氧化还原分带规律进行研究.结果表明:辽河河床沉积带在河水入渗途径上存在氧化还原分带,在水流垂向入渗的初始0~20cm、20~80cm、80~90cm及后续范围内依次存在O_2-NO_3^-混和还原带、锰氧化物还原带和铁氧化物还原带;反应中河水中溶解有机碳不能提供足够的电子还原氧化剂,溶解至入渗水流中的沉积物有机碳与河水溶解有机碳一起作为碳源参与了氧化还原反应.

基于环境同位素技术的河水补给研究——以沈阳黄家傍河水源地为例

河水入渗补给是傍河水源地的主要补给来源,确定河水补给强度对于促进水源地长期安全的开采具有十分重要的意义。以沈阳黄家水源地为研究区,通过对比研究区河水、地下水的水化学及氢氧稳定同位素特征,分析了水源地地下水的补给来源及强度。结果表明:傍河水源地地下水主要接受河水的入渗补给和区域地下水的侧向补给;受河床沉积物和含水介质的岩性及结构在空间上的差异影响,河水入渗补给后在向地下水位漏斗中心流动的过程中具有浅层和深层两条地下水流路径,深层地下水与河水的水力联系更为紧密;河水对地下水的补给强度具有明显的时空变化特点,表现为雨季河水入渗强度明显大于旱季,并且随着与辽河距离的增加,水源地地下水获得的河水补给量呈逐渐减小的趋势。

雄安新区高阳地热田东北部深部古潜山聚热机制

为查明雄安新区深部碳酸盐岩热储的赋存特征与聚热机制,中国地质调查局近两年组织实施的雄安新区地热清洁能源调查评价工作,综合地温场背景、深部地质结构、凹凸相间构造格局、深浅断裂系统控热导热、地球物理场特征、区域水动力场、水化学场与温度场的多场耦合指示等综合探测手段,分析总结了高阳地热田东北部深部古潜山地热资源的最新勘查成果,阐述了雄安新区深部高温古潜山热田的聚热机制:①受太平洋板块向西俯冲影响,华北克拉通东部破坏明显,岩石圈、地壳厚度大嵋减薄,有利于幔源热向浅部的传导;②区域马西断层等深大走滑断裂切穿了岩石圈,有利于深部的幔源热物质和深部岩浆上侵入地壳;③热流由低热导率的凹陷区向高热导率的凸起区聚集,地下水沿断裂的深循环对流加热,区域岩溶地下水的汇流区等也有一定的聚热效应。在雄安新区深部碳酸盐岩热储聚热机制理论指导下,在高阳地热田东北部古潜山布设施工了两眼高温、高产地热井,井口水温分别达到109.2℃,123.4℃,揭示验证了雄安新区深部存在地热开发的第二空间——蓟县系碳酸盐岩热储,深部碳酸盐岩地热水温度高、流量大、开发潜力巨大。研究成果对雄安新区乃至华北盆地高温、高产地热井位的布设与深部碳酸盐岩热储开发利用的科学部署具有很好的示范与指导意义。

基于数值模拟法的傍河水源地井群设计和优化

为保证傍河水源地水资源的可持续开发利用,并尽量减少由此对生态环境造成的负面影响,对水源地的开采井群进行优化设计是必要的.本研究以开采量(20×10^4 m^3·d^-1)和地下水位允许降深(14 m)为目标函数,以袭夺江水比例、地下水位降落漏斗范围、理论单井供水能力为约束条件,以开采井数量、井间距离、井河距离3个设计参数为变量,应用Visual MODFLOW 2010^.0软件对地下水流场的演化规律进行了模拟预测,并基于预测结果对设计方案进行了比选,得到了最优参数组合.结果表明:9口开采井、井间距离为10^0 m、井河距离为50 m为最优方案;在该方案条件下,傍河水源地的供水能力为2.1×10^5 m^3·d^-1,其中袭夺的江水量占66%;形成的地下水位降落漏斗面积为2.8×10^6 m2,中心区降深为11.5 m,对环境产生的扰动最小,环境负效应也最小.

射流式液动冲击器在ZK01-2井提速应用研究

在深部地热开采中所钻遇的花岗岩地层,由于其硬度高、研磨性强、致密、可钻性差,致使钻进效率低、钻头消耗大、钻探周期长、成本高等。在“张家口地区地热资源调查评价”项目ZK01-2井施工中,为提高钻探效率,降低钻探周期与成本,采用了射流式液动冲击器配牙轮钻头的钻进方法,在硬岩地层中实现了高效破岩的应用效果。钻进过程中还对排量、钻压、转速等多种钻井工艺参数进行了优化分析,并进行了多次现场试验验证。应用结果表明,硬岩地层在进尺相同的条件下,采用射流式液动冲击器提速钻进比常规普钻效率提高了30%以上,大幅提高了硬岩地层的机械钻速,有效提升了钻探效率,起到了高效破岩的作用,为花岗岩等硬岩地层提速增效提供了重要的技术支撑。

含水层介质对石油类污染质的吸附特征研究

东北某石油采区由于输油管道锈蚀而发生石油泄漏,对地下水造成了一定的污染,含水介质的吸附作用对石油类污染质的迁移转化具有重要影响。根据该地下水石油类污染场地水化学测试结果,结合其典型的地质及水文地质条件,通过吸附动力学和等温吸附实验,以最大吸附量、吸附速率、吸附动力学常数等为定量指标,分析该地区的含水层介质对石油类污染质的吸附特征。研究结果表明,含水层介质对石油类污染质的吸附动力学规律符合准二级动力学模型,吸附量与含水层介质的比表面积成正比,吸附作用主要为物理吸附作用;含水层介质对石油类污染质的等温吸附规律为非线性等温吸附;由Langmuir模型结果可知,含水层介质对石油烃的吸附量及吸附速率由大到小顺序为粉土、粉砂、细砂。实验结果为研究石油类污染质在含水层的迁移转化规律及修复技术提供可靠的科学依据。

模拟实验中石油类污染物的生物降解规律

以东北某油田区内地下输油管道的泄漏区域作为典型研究区,通过静态降解实验模拟研究了石油类污染物在土著微生物作用下的自然降解规律。实验结果显示,天然情况下包气带介质中的生物降解效率可以达到67.03%,而含水层介质的生物降解效率为56.72%。石油类污染物在介质中的降解符合一级动力学方程,包气带介质中的降解速率常数为0.0298d^(-1),含水层介质中的降解速率常数为0.0226d^(-1)。上述实验结果为开展研究区地下水土中石油污染的生物修复工作提供了可靠的理论依据。