基于工业CT的青海察尔汗盐湖固体钾矿孔隙度与给水度研究

钾盐是我国战略性关键矿产资源,察尔汗盐湖是我国最大钾盐生产基地,钾盐原料主要来自固体钾矿的固液转化,而孔隙度、给水度是固体钾矿固液转化评价的关键指标。本研究首次利用工业CT技术获得察尔汗盐湖固体钾矿准确的孔隙度和给水度,并结合前人资料,对其动态变化及原因进行了初步研究。主要结论如下:(1)工业CT可高效、直观、非破坏性地测量固体钾矿的孔隙度和给水度。(2)察尔汗盐湖固体钾矿孔隙度均值为16.49%,给水度均值为10.21%。孔隙度由第一层向第三层逐渐减小,第四层稍有回升但仍呈减小趋势;给水度的平均值也由第一层向第四层逐渐减小。在特定采区,孔隙度和给水度的最大值和最小值位于不同孔深处,主要是岩性的不均一性引起。(3)别勒滩矿区的孔隙度(17.12%)较2007年的孔隙度(20.64%)减小,而给水度(10.58%)较2007年的给水度(9.56%)增大,表明地层持水度降低,储藏卤水能力减弱,这可能与干旱气候及固液转化有关。本研究可为察尔汗固体钾矿资源承载力评价提供科学依据,更为地质条件类似的盐类矿床评价提供可借鉴的方法和思路。

一种测定松散土体给水度和毛细负压值的仪器

介绍了一种新研制的可以测定松散土体真实给水度和毛细负压值的实验仪器,它能测定天然状况下原状土体的给水度和毛细负压值,并能很好的反映出给二者随地下水位埋深变化的特点。选做的均质土体的给水度和毛细负压值测定实验,验证实验仪器的可靠性和实用性。

区域平均变值给水度的确定

给水度是水文地质参数中的一个重要参数,对于地下水资源计算、农田排水设施的设计都具有非常重要的作用。本文提出了变值给水度与常值给水度之间的差别,并对其确定方法作了探讨。在研究了变值给水度的基础上,对生产应用上具有重要意义的区域变值给水度的确定方法进行了论述,并指出其对于生产应用的可行性。

城市产业结构偏水度评价方法研究

本文研究了评价城市产业结构偏向高耗水产业程度的方法。建立了以产出比例为权重,求出一个城市平均产业位置值,作为城市产业结构偏水度的评价方法,并以扬州市为例进行了验证。结果表明,产业结构偏水度评价方法物理意义明确,计算简便,结果清晰。将该方法应用于考察扬州"九五"期间产业结构的变化,发现这一时期,扬州产业结构偏水度上升了17 6%,工业结构偏水度上升了22 0%。

华北典型地下水大深埋区潜水层垂向补给特征及其给水度

针对华北平原地下水大埋深区面积大,而其地下水垂向补给特征及含水层给水度认识不足的问题,以河北栾城试验站附近某研究区为典型区,基于大田试验的水循环模拟,量化了地下水补给及潜水层给水度大小,并探讨了地下水垂向补给特点等关键问题。研究表明:研究区在两个丰水年2012年及2013年地下水潜在补给量约为236.6mm和223.5mm,当年实际补给量约为144.1mm和129.8mm,日补给量在0.37~0.40mm及0.33~0.38mm之间;经过厚包气带的迟滞和调节作用,地下水补给过程较为平稳,年际年内差异较小;研究区当前地下水埋深条件下潜水含水层给水度约为0.03。

柴达木盆地盐湖卤水层给水度分布变化特征

选择柴达木盆地马海盐湖作为研究对象,在研究区布置给水度采样点11处,采样深度1.61~148.5 m,采集给水度样品75件。结合研究区以往37处采样点的72个测试数据,共计取得48处采样点145个测试数据。根据给水度实测数据,采用数理统计方法分析了柴达木盆地马海盐湖卤水层给水度分布变化。其主要特征表现为:1给水度在水平方向上表现出较大的差异性,卤水层WⅠ至WⅤ的给水度分别介于0~0.263 5、0.009 4~0.209 9、0~0.277 8、0.006 2~0.135 9、0~0.107 7。在采样点MHK-022~MHK-026处,各卤水层给水度值较小,均小于0.06。在盐湖东北部,各卤水层给水度值较大,均大于0.08。2给水度在垂直方向上受地层静压力的影响随着深度的增加而减小,上部卤水层WⅠ的给水度均值为0.105,下部卤水层WⅤ的给水度均值已降至0.038 7,不足卤水层WⅠ给水度均值的40%。3给水度在垂直方向上还表现出旋回性的变化特征,这种沉积旋回的出现可能是对成盐期间气候波动的反映。

不同基质对茅苍术移栽组培苗叶片导水度及光合的影响

选取茅苍术(Atractylodes lancea(Thunb.)DC)组培苗为实验材料,进行驯化栽培,研究不同基质的物理性质,比较茅苍术组培苗在各基质中的叶片固有导水度、光合作用及生长状况,以筛选出最优炼苗基质。结果表明,基质持水特性是影响组培苗驯化的关键因素,T 3(蛭石∶珍珠岩∶泥炭土=1∶1∶2)基质中培养的驯化苗的叶片水分状况、光合及生长方面与其他处理相比表现较好,可作为茅苍术组培苗驯化的理想基质。基于生理电阻的叶片固有导水度可用于水分状况的及时诊断。研究结果为快速获得大量优势茅苍术种苗提供指导,同时为组培苗驯化炼苗提供理论基础和技术支撑。

给水度测定仪设计

针对目前原状土测定给水度方法存在较大误差,设计了一种原状土给水度测定仪,并提出新的测试思路及其计算方法。首先设计了给水度测定仪的结构及其操作过程,然后在分析土体入渗过程和释水过程的基础上,根据给水度定义,对给水度的计算公式进行推导,得到了用介质和渗透液的物理性质指标表述的给水度计算公式。分析结果及实例计算表明,原状土给水度测定仪测定过程简单,渗流过程与实际流态相近,公式计算结果准确。

关于给水度的定义

本文针对目前给水度的几种不同定义，提出了地下水存在形式除已有类型外还应该有弹性水，并从理论和实质上分析了给水度的释水机理及其隐含意义，论述了毛管水、弹性水和重力水的变化应分别采用相应的参数容水度、贮水率和给水度，并分析了它们之间的关系，从而进一步地明确了给水度的定义。

黄土新含水层释水过程和给水度试验研究

以原状黄土为研究对象进行了室内饱水、释水试验,结果发现:①释水初期,上部土层的释水速率较下层快,释水高峰期之后,下层释水速率较上层快;②含水层的释水是一个由快到慢的过程,快慢程度与黄土层的孔隙性和黏重有关,孔隙性越差,岩性越黏重,释水过程越长;③过程给水度与释水时间呈双曲线关系变化;④过程给水度随释水时间的延长而增大,当时间无穷大时得到的给水度才是理论上的真正给水度。

综合给水度在华北平原地下水资源评价中的应用

在水位变动带内以岩性厚度为权重计算的给水度称为综合给水度。由于地下水位下降，不同均衡期给水度也随水位变动带而发生变化，地下水资源评价精度受其影响。依据华北平原2800个水文地质钻孔、4850个地下水位统测数据及均衡初期的地下水流场资料，编绘了“华北平原地下水综合给水度分布图”，探索了水资源评价中确定水文地质参数的方法，并将其应用于华北平原地下水资源评价中。

黄土含水层给水度合理取值的研究

给水度μ值乃是地下水计算和水资源评价中一个十分重要的常用参数， 它的正确取值一直在被研究，本文介绍了作者通过在黄土地区开展实地测试获得的有关最新成果， 介绍了利用中子水分仪等设备， 揭示的含水层释水过程和给水度变化过程， 剖析了该过程的内在机理， 发现了过程给水度μｔ 值与时间呈双曲线变化的规律， 进而推出了反映该规律的相应公式． 在测得含水率变化的基础上，

基于现代软件工具计算水位变动带给水度的方法探讨

水位变动带综合给水度在水资源评价中是一个十分重要的参数。对于大区域含水层组来讲,手工计算是相当困难的。水文地质数据库和现代软件工具为我们解决这一问题提供了方便。本文探讨了应用MapGIS软件和VB语言编程从地下水数据库中提取钻孔的水文地质试验数据、岩性、厚度、地下水位等资料,综合分析和计算水位变动带综合给水度的方法;并将该方法应用于“华北平原地下水资源可持续利用调查评价”项目的水资源计算。在该项目中,针对地下水超采引起的巨厚水位变动带,以地下水数据库为基础,用MapGIS的空间分析功能和VB语言编程来处理和分析提取的数据资料,从而求得水位变动带综合给水度和区域综合给水度,并编制了“华北平原地下水位变动带给水度分布图”。

不同级配砂砾石介质给水度的试验研究

基于山西柳林段黄河河床自然堆积砂砾石介质的室内试验,以人工干预改善砂砾石介质的储水特性为目的,在分析其自然级配储水特性的基础上,研究了由同粒径组成的砂砾石介质和不同粒径级配砂砾石介质给水度的变化特性,建立了给水度与反映砂砾石级配特性的特征粒径指标的数学模型。结果表明,同径砂砾石介质的给水度随着砂砾石介质粒径组平均粒径的增大而增大,给水度与平均粒径间的关系较好地符合对数关系;砂砾石介质的级配对给水度有着明显的影响;在一定范围内给水度随不均匀系数的增大而减小,当不均匀系数大于某值后,又随不均匀系数的增大而增大,它们之间存在密切的二次多项式相关关系;用不均匀系数对给水度进行预测是可行的。

可变给水度的潜水面运动方程

对Boussinesq方程进行修正,在地下水模型中考虑给水度的可变性,建立了可变给水度的潜水面运动方程。考虑包气带的水分存贮作用,提出了一个可变给水度潜水面运动方程的通式,使给水度的变化间接通过包气带吸力的变化特征来表现。通过引入简化的或经验的给水度变化模式,建立了基于完全给水度和基于Boulton滞后理论的潜水面运动方程。使用Hydrus2D程序模拟砂料的渗流槽试验以检验经改进的方程,结果表明基于完全给水度的方程显著改善计算结果,而基于Boulton滞后理论的结果与难以确定的滞后因子有关,且不一定能够反映实际滞后排水特性。

不同斥水剂作用下土壤斥水度测定及其变化规律

为获得不同斥水剂作用下土壤斥水度的变化规律,分别采用十二烷基硫酸钠、硅烷偶联剂KH-550与二氯二甲基硅烷改性砂土和十八烷基伯胺改性黏土,获得了不同斥水程度的改性土壤,并采用滴水穿透时间法、酒精溶液入渗法和接触角测定法获得了改性后土壤的斥水度及其随时间变化规律。结果表明:1)二氯二甲基硅烷改性砂土表现为极度斥水等级,且斥水性长期稳定,可作为制备斥水砂土的优选;硅烷偶联剂改性砂土的斥水性初期不明显,随着时间增长明显增强,最终可达极度斥水等级;但此类改性砂土易结块,均匀性及分散性较差,不推荐作为制备斥水砂土的优选;十二烷基硫酸钠改性砂土的斥水性不明显,且改性方法复杂耗时,不宜用来制备斥水砂土。2)当十八胺含量分别为0.2%、0.3%和0.6%时,改性黏土分别可达中等、严重和极度斥水等级,斥水性长期稳定,可作为制备斥水黏土的优选。3)将十八胺含量为0.5%的改性黏土掺入天然砂土混合制得的改性混合土,亦有不同程度的斥水性。当改性黏土含量为1%~3%时,改性混合土尚无明显斥水性;当改性黏土含量为3%~10%时,改性混合土斥水等级为中度;当改性黏土含量为10%~50%时,改性混合土斥水等级可达到严重。该成果可为深入研究土壤斥水性及其工程应用提供参考。

给水度的变化机理及其试验分析

本文对给水度概念及变化机理进行了系统的论述 ,并通过实例论证了给水度的变化特征。结果表明 :给水度不仅随抽水历时的增加而增加 ,同时也受地下水埋深、非饱和带岩性、气压、水质。

给水度与饱和差关系的初步研究

通过对给水度与饱和差的理论分析，明确了给水度与饱和差在基本概念上的差别；得出了饱和差通常是大于给水度而小于孔隙度，以及只有在岩土体积含水率达到持水度时饱和差与给水度才相等的结论；给出了饱和差与给水度之间的定量关系式．这些结果得到了室内试验的验证．

给水度的空间变异性及其估计和预测

文中运用地质数学中平稳区域化变量的理论,对研究区内潜水变幅带给水度μ进行了结构分析,找出了它的主变异方向和变异程度,并应用普通克立格法对给水度μ进行了最优估计和外推预测,进而给出了它的空间变异分布图和参数分区图。

推求潜水变幅带给水度μ的非稳定流公式法

本文根据非稳定流公式法理论 ,利用在通辽地区 3处灌溉试验区 (胜利、庆和、丰田 )所做灌水入渗试验资料以及通辽地区降水入渗、潜水蒸发时段内地下水动态观测资料 ,来推求潜水变幅带给水度 μ ,并且把该方法、成果与灌溉入渗试验水均衡方法。