地下水源热泵抽灌井优化布置及参数灵敏度

为了确定地下水源热泵的最佳布井方式,探明含水层温度场变化特征以及水文地质参数灵敏性,以石家庄地下水源热泵适宜区肖家营—东兆通为研究区,基于热储层的地热地质条件和热物性参数,利用FEFLOW软件构建了三维水-热耦合数值模拟模型。在2000 m^(3)/d的抽灌量下对不同井间距、不同布井模式-含水层温度场变化进行模拟,探讨发生热突破的可能性,并探讨温度场关于热导率、渗透系数、孔隙率等参数的灵敏度。研究结果表明:1)在单抽双灌模式下,方案C(两眼回灌井连线与地下水流向垂直,一眼回灌井位于抽水井正下游,另一眼回灌井位于沿地下水流向45°方向,即两回灌井与抽水井组成等腰直角三角形,抽水井正下游的回灌井为直角顶点)的布井方案对含水层温度场影响最小,为最优方案;2)单抽双灌模式下,抽灌量为2000 m^(3)/d时,方案C抽灌井间距设置在40~50 m较为合理;3)抽灌过程中,温度场对于渗透系数的改变灵敏度较高,而对孔隙率以及热导率的改变灵敏度较低。

基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测

为探明贵德盆地干热岩资源位置及分布范围,首先利用Landsat 8 TIRS(thermal infrared sensor)热红外数据,通过单窗算法和劈窗算法对贵德盆地地表温度进行遥感识别,确定了高温异常区位置;然后基于干热岩形成条件构建了包括地层、岩体、断裂、环形构造、线性构造、水热蚀变异常、地表温度异常、温泉、地热钻探、区域重力异常、区域航磁异常、电磁勘探信息等12个因子的多元信息干热岩靶区预测模型,并对贵德盆地干热岩靶区进行了预测。研究结果表明:1)贵德盆地干热岩以新近系、三叠系和第四系为保热盖层,大型北西向晚三叠世中酸性隐伏花岗岩为储热岩体,北北西向瓦里贡山深大断裂及花岗岩体为导热通道,下地幔软流圈供热和壳内部分熔融层供热为主要热源,岩石放射性产热为叠加热源;2)盆地内隐伏岩体预测区、地表温度异常区、水热蚀变异常区均具有沿北西—南东方向分布的特点,且分布位置相互印证;3)经过模型确定贵德盆地内存在一个沿北西—南东方向分布的大型干热岩带,面积约820 km^(2)。

石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水位动态演变特征及影响机制

为探寻人类活动影响下的石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水位动态时空演变特征及影响因素,以研究区年降水量、地下水埋深、地下水开采量,人口、GDP等数据为基础,绘制不同阶段的地下水平均水位变幅图和地下水流场图,探讨了地下水流场时空演变特征,在此基础上充分探究了人类活动(地下水开采、人工压采)、自然因素(降水)和其他因素(人口、GDP、土地利用类型)对地下水位动态的影响机制。研究结果表明:1)时间尺度上,1980—2000年研究区年均地下水埋深缓慢增大,2000—2015年快速增大,2015—2021年呈现减小趋势,其中2016年为转折点;空间尺度上,研究区地下水埋深呈现西北小、东南大的特点,地下水整体由西北流向东南。2)1980—2015年研究区内地下水降落漏斗面积较大,地下水在漏斗区发生汇流,2015年后研究区内地下水降落漏斗面积逐渐减小,汇流情况逐渐消失。3)1980—2000年降水与地下水农业开采为年均地下水埋深变化的直接主导因素,2000—2015年地下水工业开采转变为直接主导因素,2015—2021年人工压采转变为直接主导因素。4)人口、GDP以及土地利用类型间接影响研究区整体地下水埋深,石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水埋深变化有明显的阶段性特点。

基于自适应BPNN-GIS耦合的地下水源热泵适宜性分区研究

基于石家庄市的地质条件构建了地下水源热泵适宜性评价指标体系。利用自适应Back Propagation(BP)神经网络与(GIS)耦合的方法进行地下水源热泵适宜性分区评价,同时与模糊层次分析法评价结果进行对比。结果表明,两者适宜性分区除了面积略有差异,适宜性分布情况基本相同,BP神经网络与模糊层次分析法适宜区评价结果面积占比仅相差3.80%,较适宜区面积占比相差8.06%,不适宜区面积占比相差11.86%。采用自适应BPNN-GIS的评价方法解决了传统人工手动调参以及主观赋权的弊端,同时评价效率更高、精度更高,更能反映研究区单点适宜性程度。

以教学比赛促进青年地质教师教学水平提升

青年教师是高校发展的生力军,青年地质教师的教学水平直接影响地质人才培养质量。地质课程教学比赛为青年地质教师教学风采展示和教学水平的提升搭建了平台。大赛科学的竞赛规则,充分体现出以学生为中心的教学理念。科学选择和精心提炼教学内容、精心组织教学过程、强化教学方法是打好教学比赛的基石。学校对教学的支持是教师提升教学水平、取得大赛好成绩的重要保障。以赛促教、以赛促改、以赛促学、以赛促交,深度发挥青年教师地质课程教学比赛的支点作用,有利于推动我国地质教育教学进一步发展。

长白山玄武岩区地热异常区遥感识别

利用Landsat TM5遥感影像多光谱和热红外数据,对长白山玄武岩区地表温度场进行了反演。在此基础上,综合分析了研究区地表温度场、温泉和地热井分布特征、布格重力场及磁场4个因子,采用判别分析方法建立并验证了判别函数,对研究区地热异常区进行了识别。研究结果表明:研究区地表温度异常区主要分布在长白山天池火山口周围,此外,在区内3个中生代沉积盆地(抚松盆地、松江盆地和长白盆地)也有孤立状的高温区域分布,地表温度异常像素所占比例为2.993%;研究区潜在地热资源异常区可分为环长白山天池火山口区域、松江河—抚松县及二道白河—松江镇一带的抚松盆地和松江盆区、仙人桥地区以及长白县—十四道沟一带的长白盆地区,其中环长白山天池火山口区域地热潜在概率值均大于0.9,最大值达到1.0。该研究为地热异常区的识别提供了一条新的思路。

基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测

为解决以往模型未考虑地下水位相关影响因素的问题,探讨长短期记忆(LSTM)神经网络在地下水位预测中的应用,利用长短期记忆神经网络,采用多变量输入的方式,构建了基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测模型。以泰安市岱岳区J1号监测井为例,采用2001—2014年地下水水位动态监测资料与相关影响因素数据,利用多变量LSTM神经网络对2015—2016年地下水位进行预测,并与单变量LSTM神经网络和反向传播(BP)神经网络进行对比。研究结果表明:以相关影响变量为输入的BP神经网络无法考虑时序变化规律,预测均方根误差最大,为2.3993;以地下水位为变量输入的单变量LSTM神经网络仅能根据时序变化作出相应预测,无法考虑相关变量影响,预测均方根误差为2.1022;基于多变量输入的LSTM神经网络的预测精度显著高于单变量LSTM神经网络和BP神经网络,预测均方根误差最小,仅为1.9191。总体上,多变量LSTM神经网络地下水位预测模型仅在某些峰值处误差较大,但总体预测效果较为理想。

长白山玄武岩区盆地型地热水特征及成因模式

利用长白山玄武岩区地热井水化学、同位素数据以及地球物理勘探和地热井钻探资料,对研究区盆地型地热水资源特征及成因模式进行了研究。研究结果表明:研究区盆地型地热水属于低温地热水,漫江地热井和松江河地热井水温分别为31.2℃和29.5℃,化学组分阳离子以Na^+为主,依次为Ca^(2+),阴离子以HCO^3^-和Cl^-为主,水化学类型为HCO_3·Cl—Na·Ca;微量组分偏硅酸含量最大,其次为锶和硼酸盐。氚年龄均大于60a;漫江地热井热储层温度平均值为101.91℃,松江河地热井热储层温度平均值为99.71℃;漫江地热井热储循环深度为3.23 km,松江河地热井热储循环深度为3.16 km;地热成因模式为:热源为上地幔传导热;盖层为下更新统军舰山组(Qp^1j)、中生代侏罗系果松组(J_(2-3)g)、林子头组(J_3l)和三叠系长白组(T_3c),厚度约2300 m;热储层为古生界奥陶系马家沟组(O_1m)、冶里组(O_1y),亮甲山组(O_1l),张夏组(?_2z)和古元古界老岭群珍珠门组(Pt_1z),厚度在400 m以上;地热水接受大气降水和少量封存水补给,经深部循环(3.15～3.30 km),受大地热流传导热的加热,在浅部发生冷热水的混合,沿断裂通道向上运移。

基于GIS-FAHP的石家庄市地下水源热泵适宜性分区

为探明石家庄城区地下水源热泵适宜区分布情况,基于石家庄市的地质、水文地质和环境地质条件构建了地下水源热泵适宜性评价指标体系,包括水文地质条件、水动力条件、水化学条件、环境地质条件和先决条件;利用模糊层次分析法确定了评价指标综合权重,并结合GIS空间分析功能划分了石家庄城区地下水源热泵适宜性分区。结果表明:研究区地下水水源热泵开发利用适宜区分布在靠近滹沱河地区,面积约为19.74 km^(2),占全区面积的5.85%;较适宜区分布于研究区大部分,面积约为251.22 km^(2),占全区面积的74.40%;不适宜区主要分布在研究区西北部及东部地下水超采漏斗区,面积约为66.71 km^(2),占全区面积的19.75%。石家庄市除地下水降落漏斗区及水文地质条件较差地区不适宜作为地下水源热泵开发的地区外,大部分地区较适合利用地下水源热泵技术。

气候变化与人类活动对石家庄市藁城区地下水位埋深的影响分析

为了探寻石家庄市藁城区地下水埋深动态变化规律,以藁城区2001—2018年的年降水量、地下水人工开采量等数据为基础,对藁城区地下水位埋深进行研究。首先采用P-Ⅲ型曲线法确定降水序列的丰、平、枯年份,分析不同降水量情况下地下水位埋深变化规律;其次,利用地下水开采潜力系数法和灰色关联度法对人工开采量和地下水位埋深的关系进行研究。结果表明:1)藁城区地下水位埋深在2001—2016年逐渐增大,在2016—2018年趋于减小,2016年为转折点;在空间上藁城区地下水位埋深呈现出北部埋深小、南部埋深大的特征,北部水位埋深较同期南部水位埋深要浅5-10 m。2)降水是驱动藁城区地下水位埋深变化的重要因素,枯水年水位埋深变幅在0.8-1.5 m之间,平水年水位埋深变幅在0.3-1.2 m之间,丰水年水位埋深变幅在0.3-1.1 m之间。主灌期(3—6月)的地下水位埋深增加速率均为cm/d级,非主灌期(7—10月)的地下水位埋深减少速率均为mm/d级。3)人工开采是驱动藁城区地下水位埋深变化的主导因素,其中农业开采量占人工开采量的80%。综上认为,藁城区一直处于严重超采状态,地下水累计超采量每增加1亿m3,地下水位埋深增加0.45 m。

Study of fate and transport of chromium in unsaturated zonesaturated zone

Effluent irrigation can ease the water shortage area agricultural water shortage,and waste-water recycling,as well as bring a series of scientific and socio-economic issues,such as environmentalissues,food safety,sustainable development and so on,which has attracted the attention of people.So,paper to Kaifeng city several important dirt irrigation district for