竹林地下系统结构及其生物力学研究进展

通过对竹林地下系统的结构,植物根系生物力学性质,植物根系与坡面稳定的关系以及今后竹林鞭根系统的研究重点等方面文献资料的检索,梳理了前人研究竹林地下系统结构及其生物力学研究的进展,提出了现有研究的不足以及今后的研究重点,以期为从事该项研究工作的人员提供较为全面的信息和参考。

荒沟抽水蓄能电站地下系统工程施工支洞布置

荒沟抽水蓄能电站地下系统工程埋藏深、开挖量大,施工通道的布置直接影响各洞室的施工条件和工程工期,该工程经过反复研究比较后,在充分利用永久洞室基础上,另外布置了7条施工支洞,提高了施工效率。

毛竹和雷竹地下系统结构及生物力学性质

利用植物稳定山体边坡是一种环保、经济、可持续的生物工程措施,符合生态文明建设新理念。以亚热带典型散生竹种毛竹和雷竹地下系统结构为研究对象,描述毛竹和雷竹根系在土壤中的空间分布状况,探究影响毛竹和雷竹地下系统生物力学性质的因素。结果表明:随着土层的深入,3个径级的毛竹和雷竹根系长度和体积所占比重均表现出逐渐减少的趋势,0-40 cm土层中集中了80%以上的根系。毛竹和雷竹径级D≤1 mm根系占全部根系长度的比重均为最大,大小依次为雷竹鞭根(83.62%)>雷竹竹根(80.46%)>毛竹鞭根(75.70%)>毛竹竹根(70.45%),毛竹径级D≥2mm根系体积所占比重最大,分别为竹根78.73%和鞭根70.23%,雷竹径级D≥2mm(43.60%)和D=1-2mm(39.76%)竹根体积比例相当,径级D=1-2mm鞭根体积为最大(50.78%);毛竹和雷竹不同生长阶段竹鞭抗拉强度和弹性模量之间均存在显著差异,中龄竹鞭抗拉强度显著高于幼龄和老龄,而中龄竹鞭的弹性模量显著低于幼龄和老龄,说明生长阶段是影响竹鞭抗拉强度和弹性模量的因素;饱和含水率条件下,毛竹和雷竹根系抗拉强度与直径呈负幂函数关系,12%含水率条件下,毛竹鞭根和雷竹竹根抗拉强度和直径仍然呈负幂函数关系,毛竹竹根和雷竹鞭根抗拉强度和直径关系不显著。毛竹和雷竹地下系统抗剪切强度与干物质量均呈幂函数关系,毛竹抗剪切强度增加趋势高于雷竹。

抽水蓄能电站地下系统施工通道布置分析

吉林蛟河抽水蓄能电站,地下系统施工通道布置优先利用交通洞、通风洞等永久洞室,在此基础上结合枢纽布置、工程特点、地形地质条件、施工进度等,增设地下系统施工支洞,以满足工程地下洞室施工交通要求。在施工通道尺寸确定时,既满足了出渣、混凝土运输等施工要求,也兼顾了重大件设备运输要求。

蒲石河抽水蓄能电站地下系统施工通道布置和设计

蒲石河抽水蓄能电站工程地下系统运输、出渣通道的规划布置及设计,充分利用了永久洞室,做到了"永临结合";在工程实施过程中,优化了施工支洞的布置,加快了地下工程的施工进度,方便了工程施工。在工程实施中积累的经验,可以为其他抽水蓄能电站地下系统的设计提供参考和借鉴。

城市中心商务区地下系统的整合应用可行性初探——以上海陆家嘴为例

近年来城市中心区交通、环境、空间问题愈发明显,对于地下空间的研究开始增多。然而这些研究主要集中于地下步行的空间感受或轨道交通的布置等[1],缺少对地下各个系统的整合分析。文章以上海陆家嘴为主要研究对象,讨论完整地下系统的内涵、开发优势和可行性,并针对陆家嘴现状对其地下系统整合与设计提出初步的概念设想与优化方案。

建筑地下系统施工技术要点探析

本文简单介绍了加强建筑地下系统施工技术的必要性,通过对当下建筑地下系统施工中存在的问题进行分析,来探讨建筑地下系统施工技术要点的有效把控,以明确建筑地下系统施工环节的重要地位,转变传统建筑工程施工管理模式,由专人来对建筑地下系统施工进行有效管控,不断地创新建筑地下系统施工技术,提升建筑地下系统施工技术水平,保障地下系统施工质量,从而推动建筑工程建设的可持续发展,实现建筑工程施工效益最大化。

深层岩溶地下水系统水流动力学特性与溶质运移模拟

我们最近研究了深层地下岩洞里的水是怎么流动的,以及水里的一些物质是怎么移动的。我们不仅去了现场观察,还做了一些地质调查和实验室里的小实验,来了解地下水的流动情况、它们之间的联系、变化情况,还有水里化学成分的特点。我们发现,这些深层地下岩洞里的水系统,就像一个巨大的水库,能储存很多水,还能调节水量。在岩洞发育得比较好的地方,水流速度特别快。而且,地下水的温度会随着深度的增加而升高。我们还用了一些软件,比如MODFLOW和MT3DMS,来模拟这些物质在地下水中的移动情况。结果 告诉我们,这些物质在地下水中的移动速度很快,路径也很复杂,它们的浓度会随着时间和地点的不同而变化。地下水的开采活动可能会改变这些物质的移动路径和速度,这可能会导致污染的范围变得更大。这些发现对于我们如何科学地管理水资源,以及如何让水资源能够持续利用,提供了很重要的信息。

贵州裸露型岩溶地下河系统污染防治技术——以遵义坪桥地下河系统污染防治工程为例

裸露型岩溶区岩溶强发育、水文地质条件复杂,受污染的地下河系统通道隐蔽性强、污染防治难度大。本文以坪桥地下河系统污染防治工程为例,在近污染源的主径流通道实施“地下水防渗帷幕+污水抽排”工程措施实现近源截排。施工面临岩溶破碎地层易掉块卡埋钻、钻效低及岩溶强发育段浆液扩散距离远等难题。通过配备适宜的钻进工艺,采取纯压式灌浆、水泥砂浆灌填溶洞、低压限量及速凝浆液灌注等灌浆控制措施,保证了工程进度质量,实现了源头治理污染地下水的目的。“近源截排”对类似水文地质条件下地下水污染防治提供可借鉴的地学治理模式。

地下水系统中的新污染物

新污染物是具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征,对生态环境或人体健康存在较大风险,但尚未纳入管理或现有管理措施不足的有毒有害化学物质,相对传统已经被监管的污染物而言较“新”。据生态环境部的报道,目前国际上被广泛关注的新污染物主要分为4大类:抗生素、内分泌干扰物、微塑料及持久性有机污染物。2022年,国务院办公厅印发了《新污染物治理行动方案》,指明了今后新污染物治理的方向。该方案展现了中国积极参与全球环境治理的决心,对建设美丽中国和共建地球生命共同体具有重要意义。

地下进风系统对间接空冷塔性能的影响

削弱环境风对间接空冷塔散热器性能的不利影响,有助于其安全和经济运行。该文提出一种新型间接空冷塔地下进风系统,将空冷散热器整体布置在低于地表平面的地下空间内。建立配置地下进风系统的间接空冷塔数值计算模型,得到间接空冷塔的空气流场特性和热力特性。基于凝汽器和空冷散热器协同调节、相互制约的作用机制,采用机理模型和数值模拟相结合的方法建立排汽压力的计算模型,在此基础上计算地下进风系统的热经济性。结果表明,在4 m/s风速下,虽然迎风扇段空气流量减少14.5%,热负荷降低12.4%,但侧风扇段和背风扇段冷却空气量分别增加46.0%、8.0%,热负荷分别提升30.9%、3.2%。在高风速工况下,地下进风系统削弱环境风对排汽压力的影响,具有抵御自然大风的能力。某660 MW间接空冷机组,采用地下进风系统全年可节约标煤9554.3 t,节省燃料费1094.0万元。

贵州裸露岩溶地下河系统污染通道识别钻探技术

贵州裸露岩溶区地下河系统发育、岩溶发育强烈、水文地质条件复杂,地下河系统易受地面污染源渗滤液浸入引发严重污染问题。地下河系统污染通道隐蔽性强、空间狭窄、各向发育不均匀,精准识别难度大。为揭露识别污染通道,钻探成孔施工面临软硬互层与软弱不均、强岩溶地层易孔斜、大溶洞钻孔轴线易偏移和套管拆断、自然水力坡度小的地下河系统示踪剂迁移缓慢等难题,污染通道揭露识别难度大、效率低。采用防斜保直、大岩溶套管穿越封隔、孔内激化促示踪剂迁移等技术措施,保证了勘查孔垂直度,并为测井、示踪试验及水样采集等工作提供精准的钻孔通道,实现了污染通道的精准揭露和快速识别。对同类地层精准揭露和高效识别污染通道的钻探施工有参考和借鉴意义。

典型岩溶地下河系统污染成因及修复治理效果分析

以典型岩溶山区坪桥地下河系统为例,综合分析该系统污染成因及污染模式,对污染通道进行识别,重点研究了污染通道区垂向岩溶发育特征及透水性,提出地下水污染修复治理思路,对工程修复治理效果进行评估。结果表明:坪桥地下河系统污染模式为间歇式降水入渗淋滤污染模式、持续性泉水径流入渗淋滤污染模式和持续性竖井渗流污染模式三种,污染通道位于废渣处置场东部,垂向上岩溶发育程度和透水性以标高800 m为界划分为两带,提出采用“近源截排”治理措施,工程实施后治理效果明显,污染受体坪桥地下河出口污染物浓度降低66%~78%,计算治理工程每年抽出污水量47 244 m^(3),氨氮每年削减量为16 250 kg,锰削减量10 960kg。研究成果对西南岩溶山区地下水污染修复治理具有一定的参考价值。

通化抽水蓄能电站地下厂房系统设计

本文主要介绍了通化抽水蓄能电站地下厂房系统设计,根据已勘测的地形地质条件,从枢纽总体布置、地下厂房位置和轴线拟定对工程进行总体布置。介绍了主厂房洞、主变洞、尾闸洞、母线洞、出线洞、交通洞、通风洞等附属洞室和开关站的布置情况。

基于地下物流系统的地铁网络节点重要度研究

电子商务高速发展,促进了物流行业的发展。为了缓解地上物流所面临的各种压力,将地下物流与地铁相结合构建地下物流网络是一种有效方法。识别地下物流网络中的关键站点对于提高整个网络的安全性及稳定性具有重大意义,因此,基于地下物流系统(ULS)对地铁网络中站点的重要度进行评价至关重要。综合考虑城市地铁网络中站点节点拓扑指标和影响地下物流发展的区域环境指标,用熵值-TOPSIS算法对地铁站点综合重要度进行排序,并以2022年底武汉市地铁为研究对象进行实例分析。结果表明,重要度排名靠前的地铁站点大部分为换乘站点,地理位置处于武汉市中心区域。相对于单一指标,使用该算法得到的评价结果更加客观全面。

城市地下燃气管线系统定量风险评估

随着快速的城市化进程,地下管线系统越来越复杂,地下管线系统的风险显著增加。中国地下燃气管线事故数量较多,而且其事故造成的伤亡后果远远高于其他地下管线。其他地下管线在运行过程中对地下燃气管线系统造成的风险也受到燃气领域人员的关注。为了对地下管线系统进行定性、定量和系统的风险评估,综合STAMP和BN两种系统分析方法建立STAMP-BN模型,基于STAMP模型识别系统风险和因果因素,基于STAMP结果和安全控制结构,采用BN建模进行定量风险评估。应用建立的STAMP-BN模型进行地下管线系统风险评估,结果表明造成地下燃气管线泄漏的主要中间原因是三方公司的动土作业,并揭示了第三方公司和燃气公司脆弱的根本原因。可见加强第三方公司运营层协调和燃气公司协调安排、事件应急、对其他地下管线造成的慢性危害识别方面的能力是消减风险的关键。

新疆开孔河流域地下水依赖型植被生态系统的遥感识别

在干旱-半干旱地区,识别地下水依赖型植被生态系统(GDVEs)的位置和范围,对水资源和生态环境保护至关重要。针对传统识别方法的不足,以新疆开孔河流域为研究区,探索基于遥感技术的GDVEs识别方法。选取相对干旱年为研究期,基于植被指数、土壤湿度和潜在蒸散发,利用叠加分析和自然间断点分级法,确定开孔河流域GDVEs的空间分布,利用湿地分布、河流影响带及野外实地调查数据对识别结果进行验证。结果表明:开孔河流域GDVEs较高和高潜力区主要位于博斯腾湖周围和孔雀河下游荒漠平原区,主要为湿地生态系统和荒漠河岸林植被生态系统,约占天然植被区面积的10.3%;验证表明,本文提出的GDVEs识别方法可在西北干旱内陆河流域推广。

地下水系统中富里酸-铁-砷的共沉淀行为

地下水系统中砷酸盐与Fe(Ⅲ)的共沉淀可以有效减少砷向水生环境的释放。有机质易参与Fe(Ⅲ)的沉淀过程,从而影响砷的固定,但目前对基于共沉淀反应的C-Fe-As耦合机制的认识还非常有限。选取富里酸(FA)为典型有机质,通过开展室内批试验,探讨不同Fe(Ⅲ)浓度和pH值条件下地下水系统中FA-Fe(Ⅲ)-As(Ⅴ)的共沉淀行为,并综合采用三维荧光光谱(3D-EEMs)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜与能谱分析(SEM-EDS)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,揭示地下水系统中有机质-铁(氢)氧化物共沉淀(OFC)的固砷机理。结果表明:地下水系统中较高的Fe(Ⅲ)浓度促进水解共沉淀发生,有利于砷的固定及FA的组分分馏,FA中大分子量、强芳香性组分优先与水铁矿结合形成OFC;As(Ⅴ)通过占据OFC中类腐殖质组分与水铁矿的结合位点而被固定;地下水系统中较高的pH值抑制共沉淀发生,FA提高了Fe(Ⅲ)的溶解度,不利于砷的固定。该研究结果有助于深入理解地下水系统中砷与碳元素的地球化学循环过程,可为地下水砷污染的治理与防治提供理论基础。

西部矿区地下水系统水化学过程及其采动激发效应

煤炭资源开采会破坏含水层结构,扰动地下水系统,产生新的水循环模式。作为煤炭保供生产重心的西部矿区,高强度、规模化的开采加剧了这一扰动,使水岩作用等水化学过程更加剧烈。其背后所蕴含的地下水系统水化学的煤矿开采激发效应,是关系到煤矿安全开采预测预报精度,以及绿色开采地下水环境保护的关键科学问题。鉴于此,以西部榆神矿区曹家滩煤矿为研究实例,利用水文地球化学的原理和方法,从“是什么”、“为什么”和“怎么变”的角度,开展激发效应结果、激发效应过程以及水化学演化趋势3个方面系统性的研究。结果发现:研究区的地下水可以被分为5个聚类,聚类1代表煤矿开采后井田西翼第四系与风化基岩含水层为主的浅层地下水,聚类2代表开采前后地下水的混合,聚类3代表开采前的地下水,聚类4和聚类5主要代表开采后的延安组地下水;煤矿开采后,直罗组、延安组第4段和第5段含水层水样中HCO_(3)–Ca和HCO_(3)–Mg占比上升,井田西翼开采后的浅层地下水水质整体最优,各含水层水质有向好演变的趋势且对煤矿开采的响应不敏感;研究区地下水整体受控于阳离子交替吸附作用,煤矿开采前延安组第4段及以上含水层地下水受控于碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解作用;煤矿开采后的井田西翼浅层地下水受控于碳酸盐岩的溶解作用,直罗组、延安组第4段和第5段含水层地下水主要受控于硅酸盐岩的溶解和FeS2的氧化作用,延安组第1~3段含水层地下水主要受控于蒸发盐的溶解作用;煤矿开采加速了地下水的循环速度、加强了含水层间的水力联系,由此产生的稀释作用与矿井水处理后综合利用的措施是延安组第4段及以上各含水层水化学特征和水质演化的原因;未来应当继续做好矿井水处理后综合利用的工作,并注意直罗组和延安组第5段地下水特征有向浅层地下水演变的趋势,避免今后的涌水水源结果产生误判。

黔中安江地下河系统水化学特征及污染分析

为给黔中安江地下河系统污染防治及乌江流域生态保护提供科学支撑,在水文地质调查和样品采集测试的基础上,综合运用水文地质条件分析、舒卡列夫分类法和派铂三线图、正态性检验和Grubbs检验法、污染指数法等方法,对安江地下河系统边界及水文地质特征、水化学成分及主要离子来源、背景值、污染现状及污染成因等进行了系统研究。研究结果表明,安江地下河系统面积约18.91 km2,其地下水化学类型为HCO_(3)·SO_(4)-Ca型水、HCO_(3)-Ca·Mg型水、HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型水和SO_(4)-Ca型水等4类,各类型占比大致相等,其地下水主控离子主要来源为娄山关组白云岩、栖霞组-茅口组灰岩等碳酸盐岩与龙潭组含硫矿物的溶解和沉淀;安江地下河系统已受到污染,污染程度最严重指标为总磷,其次为氟化物,再次为硫酸盐;栖霞组-茅口组灰岩含水岩组污染程度等级远高于娄山关组白云岩含水岩组。研究证明了安江地下河系统岩溶管道主要发育于栖霞组-茅口组,其次为娄山关组;含总磷、氟化物和硫酸根等无机污染物的地下水经岩溶管道向北东方径流迁移,污染安江地下河系统,并最终通过S50地下河出口排泄于乌江。本研究对于岩溶区地下河系统污染防治具有理论指导意义。