基于水文地球化学信息和环境同位素的地下热水成因分析

以海南省乐东县福报地热田内分布的基岩热水井为研究对象,利用水文地球化学信息和环境同位素技术分析地下热水的形成机制。结果显示,本区地下热水以高偏硅酸、低矿化度为特征,水化类型为HCO_3-Ca型。氢氧同位素特征、Cl-SO_4-HCO_3及Na-K-Mg三线图表明,本区地下热水主要来源于大气降水,受地壳深部地热水影响较少。地下热水中~3H、~(14)C同位素年龄测定结果表明区域地下热水不存在大尺度的径流模型,且在出露过程中混入了常温水。     

辽宁营口滨海地区海水入侵特征研究

本文通过18个观测井内主要9种离子浓度,对辽东湾东部营口沿岸海水入侵的分布特征进行了分析,根据海水入侵区地下水中主要离子浓度与地下水的相关关系,总结了随着海水入侵的发展地下水化学类型的变化,地下水化学类型分为3大类型。①Na+—Cl-型:沿海岸呈条带状分布;②Cl-·HCO3-或HCO3-·Cl-型:分布于前者之上的陆域,从北至南连续带状分布,北部较宽,中部较窄;③HCO3-型(阳离子为Na+·Ca2+):分布于远离海岸的陆域松散沉积层中,北部为大面积成片分布,南部缺失。该区地下水水化学类型呈带状分布,类型变化规律明显,反映了海水入侵分布特征,当淡水开采时,水位降深越大,微咸水入侵强度越大,控制淡水开采是防止微咸水入侵的主要措施。     

辽东湾滨海地区海水入侵分布及地下水化学特征分析

本文通过对辽东湾北部和东、西两侧滨海地区108个地下水井的监测数据进行分析,得出:(1)辽东湾海水入侵严重地区主要分布在辽东湾北部淤泥质海岸,其分布特点是严重海水入侵区、轻度海水入侵区由岸向陆呈带状分布;东西两侧以砂砾质海岸为主,局部地区海水入侵较重,大部分地区海水入侵较轻;(2)辽东湾地下水化学类型可分为五种类型,其分布特点是由岸向陆呈带状分布,规律明显,反映了海水入侵分布特征。氯化物型一般分布在微咸水至咸水区,重碳酸盐氯化物型或氯化物重碳酸盐型、重碳酸盐氯化物硫酸盐型或氯化物重碳酸盐硫酸盐型分布在微咸水向淡水过渡区,硫酸盐重碳酸盐型或重碳酸盐硫酸盐型、重碳酸盐型主要分布在淡水区。     

辽宁省海城市西荒地地热资源及其医疗价值初探

本文对辽宁省海城市西荒地地热田的区域地质构造、地热水的赋存状况进行了分析,在对地下热水化学组份分析的基础上,探讨了本区地下热水在医疗及医疗旅游方面的价值,以及在此方面开发利用的前景.     

漳州地热田成因模式及其与控制构造的关系研究

通过分析漳州地区区域构造的水文地质特征及漳州地热田居里面深度等值线图,发现漳州地热田居里面深度的中部隆起带正好与相对阻水的F5断裂相吻合,得出漳州地热田的成因是由F2断裂汇集西部水源及F5断裂提供深部热源且具阻水而成的的结论,并进一步提出大房农场西侧山前是本区具有地热资源开发的远景地带.     

华北板块奥陶系碳酸盐岩热储的水化学特征及其成因机制

奥陶系碳酸盐岩是华北板块普遍且优质的中低温传导型热储层,以其独特的岩溶作用、高产量、低盐度、易回灌的特性而受到关注。对华北板块27眼奥陶系碳酸盐岩地热井进行水化学组分分析,将华北板块奥陶系碳酸盐岩地热水划分为3组:边山岩溶系统地热水,地热井深约600～2 100 m,地热水的水化学类型多为HCO_3-Na、SO_4·HCO_3-Ca·Na、SO_4-Ca型水,SO■离子含量较高,说明地热水中除石膏类矿物溶解生成SO■离子外,可能还存在黄铁矿、H_2S被氧化的现象;过渡岩溶系统地热水,地热井深约2 100～2 700 m,地热水的水化学类型主要为Cl·HCO_3-Na型水,随着井深的增加Cl~-离子含量也相对增高;深埋岩溶系统地热水,地热井深多大于2 700 m,地热水的水化学类型为Cl-Na型水,Cl~-离子含量较高,说明深埋岩溶系统地热水中除岩盐溶解生成Cl~-离子外,且随着温度和压力的改变,碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐等矿物的溶解度下降而被析出,局部还可能存在封闭水。此外,结合华北板块奥陶系碳酸盐岩地热水的水化学特征、水化学类型与井深的关系以及特征系数的分析,提出了华北板块奥陶系碳酸盐岩热储形成机制的概念模型。     

莱州湾东、南沿岸海(咸)水入侵的地下水水化学特征

莱州湾东、南沿岸地区是世界上具代表性的海水入侵区域之一,该地区有海水、埋藏卤水（古海水）两种不同的入侵类型。为揭示该地区地下咸－淡水过渡带复杂的水化学变化过程和地下淡水被侵染的机理,通过在典型地段咸－淡水过渡带的4条地下水观测剖面,进行了长期水化学监测分析。研究表明,现代海水、卤水在入侵过程中的地下水水化学特征有明显不同;地下水与含水岩层间的离子交换与离子吸附作用对咸水的地下入侵过程产生重要影响。     

防治海水入侵的地下水人工调蓄研究——以辽宁六股河地段为例

随着城市的发展,大量抽取地下水,海水入侵灾害已成为制约沿海地区社会经济可持续发展的突出因素.论文以六股河地段为例,针对海水入侵灾害现状,建立了地下水流数值模拟模型,探讨通过地下水人工调蓄来防治海水入侵灾害的途径.     

莱州湾滨海平原咸水入侵分析与趋势预测——以山东省广饶县为例

文章以鲁北平原山东省广饶县为例,阐述了咸、淡水形成的地质背景、咸淡水变化带形成与演化;分析了大规模开发利用地下水引起的咸水入侵的历史与现状;采用非确定性模型方法对咸水入侵趋势进行了预测,提出了缓解咸水入侵的对策与建议。取得的主要认识和结论为:(1)鲁北平原自山前冲洪积扇向莱州湾滨海平原,地下水水质具有水平和垂直分带特征;(2)20世纪70年代中期大量开采南部地下淡水后,地下淡水水位持续下降,破坏了咸淡水之间的水动力平衡,北部咸水向南入侵,引起淡水咸水、机井报废等一系列环境地质问题;(3)预测结果表明,在不采取调控措施情况下,咸淡水界面以每年平均240m速度向南部推进;(4)人工回灌、营造淡水帷幕并减少淡水区开采量是防止咸水入侵的有效途径。     

咸阳地区某典型地热井的地热水地球化学特征分析

地球化学方法是了解地热系统特点、变化及起源的重要手段,合理开发利用地热资源的前提。基于咸阳地热田XY1地热井1999年与2017年两期水质资料、多年水温变化资料,参考其他学者在研究区取得的研究成果,综合分析了该热水井及区域地热流体地球化学因子的变化特征。根据地热水δD、δ¹⁸O、¹⁴C同位素分析,探讨了该地区地热水的起源及其同位素水文特征。结果表明：该热水井水温变化不大,水-岩平衡状态未改变,大部分离子组分浓度呈上升趋势,水质变差。水化学类型未改变,为Cl-Na型,其中多种水化学组分浓度达到一定标准,可作为医疗热矿水开发利用。研究区热储层以消耗静态储量为主,无现代降水补给。该井地下热水属于第四纪末次冰期北山山区海拔1200 m大气降水入渗成因,为混入古溶滤水的残存沉积水。建议生产过程中应采取地热水回灌措施,使地热资源开发具有可持续性。     

水下火炮燃气后效流场特性研究

目的 研究水下火炮发射过程中炮口燃气后效及其对高速射弹超空化流场的影响。方法 基于CFD软件FLUENT,运用UDF和动网格技术,考虑空化效应,建立水下火炮发射炮口燃气后效多相流数值计算模型。针对1 m水深条件下水下火炮发射炮口后效期运动过程进行数值模拟,获得了炮口气泡发展特性、压力脉动规律,分析炮口气泡对高速射弹空泡发展的影响。结果 炮口气泡经历了膨胀、收缩、拉断等发展历程,在发展初期能够加速射弹运动。射流中心处的压力特性最为复杂,随着远离射流中心,脉动幅值减小。高速射弹入水初期迅速形成超空泡,随后燃气泡与空泡发展融合,高压燃气进入形成的气\汽混合空腔,抑制了空化的发展,运动5倍弹长后,形成闭合空泡。对比火炮水下发射实验验证了仿真模型的准确性,空泡结果与实验一致性较好。结论 水下发射炮口流场复杂,影响高速射弹空泡的发展,同时还会使得火炮平台承受高载荷冲击的威胁,需要采取炮口降载措施。     

ESFF复合式电袋除尘器形式的电场特性研究

ESFF(静电强化纤维过滤)复合式电袋除尘器采用的是一种特殊的线筒式电晕放电,实验通过模拟其基本的电场形式,进行电特性方面的研究工作。研究了线筒间距、圆筒数量、圆筒直径和电晕线曲率半径这些影响因素下的伏安特性。测量得到不同情况下的放电电流值,绘制伏安特性曲线和功率曲线,并计算电场强度和电势。实验结果表明放电电流和放电功率随着圆筒数量和圆筒直径的增大而增大,随着线筒间距和电晕线曲率半径的增大而减小。     

防沙堤风场特征数值模拟

基于FLUENT软件,采用标准湍流模型对防沙堤风场特征进行了数值模拟,研究了防沙堤迎风面和背风面设计方式对风场的影响。结果表明,防沙堤风场主要受迎风面坡度控制,坡度越陡对风速的衰减效果越好;对于固定形式的防沙堤,风场结构特征与风速无关,对不同风速的衰减比率是一定的。     

基于标量场协同的柴油机油气混合特性研究

目的研究过量空气系数对柴油机缸内油气混合特性的影响情况。方法基于柴油机缸内燃油混合气浓度和湍流混合速率两个微观物理场的耦合作用,定义混合协同效率和混合协同度对缸内混合特性进行定量描述。结果随着过量空气系数的升高,燃油混合气浓度场和湍流混合场相互作用的持续时间增长。在过量空气系数1.3~1.6范围内,随着过量空气系数的增加,混合协同效率的峰值逐渐降低。在过量空气系数1.6~2.2范围内,随着过量空气系数的增加,混合协同效率的峰值整体呈上升趋势。结论过量空气系数1.7前后混合协同度的变化规律不同。过量空气系数达到1.7后,随着进气量的增加油气混合质量改善的空间减小。     

污水净化装置内部流场特性分析研究

针对目前城市污水存在悬浮物和砂粒的问题,为了减少砂粒大量存在给后续单元带来的处理压力,设计了一种可实现在加药、絮凝等处理模块前,完成污水内固相悬浮物及颗粒的新型净化装置.基于计算流体动力学软件Fluent,运用混合相模型(Mixture),对新型污水净化装置内部流场特性及分离性能进行数值模拟分析.模拟结果显示新型污水净化装置内部流场分布均匀,分离性能稳定并呈现出了较好的固相去除效果,其中悬浮物的分离效率达90%以上,固相颗粒分离效率达91%.     

铁塔近地层风场特征研究

基于对铁塔近地层风场的观测资料,采用统计分析方法,以夏季为例对铁塔近地层风场的平均风速、平均风向、最大风速、阵风、低空风切变等进行了分析研究,给出了夏季近地层风场的分布特征。     

基于长基线测量的水下电场特性分析研究

目的研究海洋环境电场的空间分布。方法借助长基线测量系统提供的一定空间增益,提高测量信号的强度,从而测量低频电场不同测量体在24 h内的幅度变化,以及0.1,0.2,0.5,1,10 Hz等5个不同典型频点的概率密度分布。结果水下电场的空间分布会由于电极间距的不同导致幅度有所差异,但整体的变化趋势基本一致。0.1,0.2,0.5,1 Hz频点随着频率的增加,幅度对整体的贡献越来越小,而10 Hz频点的幅度变化无明显规律。在24 h的连续观测中,DC-1 Hz极低频电场的幅度分布并不满足正态分布,而是随着时间变化具有一定的规律性。结论得到了不同频点的海洋水下环境电场的空间分布特性。     

珠江三角洲区域污染分布及其垂直风场特征

基于2014年4月~2015年3月珠江三角洲(珠三角)56个环境监测子站以及9个城市的逐时PM2.5浓度数据,对珠三角地区的颗粒物污染进行了系统聚类分析和相关性分析.结果表明,珠三角地区PM2.5的区域污染可分为3种类区,一为东莞、广州、佛山以及江门(Ⅰ型);二为中山、珠海、深圳、惠州(Ⅱ型);三为肇庆单独为一类(Ⅲ型).其在一年中所出现的天数分别为47、7和128 d.Ⅰ型污染时,除珠海、深圳和惠州外,其他城市的PM2.5浓度普遍较高;Ⅱ型污染时,整个珠三角地区的PM2.5浓度均要高于50.0μg·m-3;Ⅲ型污染时,PM2.5浓度较高的区域主要集中在肇庆、广州以及佛山地区.同时利用珠三角地区4台主要的风廓线雷达数据研究3种污染类型所对应的垂直风场特征发现:Ⅰ型与Ⅲ型污染状况所对应的风廓线相似,低层受东南风控制,高层为西南风,Ⅲ型的风速大于Ⅰ型风速,而Ⅱ型污染时的风速明显大于其他两种类型,其低层几乎均受偏北风影响,而高层则受偏西风的影响.Ⅱ型污染所对应的边界层中低层的风向变化很小,而其他两类则有一定的变化.同时Ⅱ型的通风量要明显大于其他两种类型,其中Ⅰ型的通风量最小.珠三角受偏北风作用时,整个珠三角的PM2.5浓度较高;当盛行东南风时,Ⅰ、Ⅱ区的PM2.5浓度相对较低,而Ⅲ区的污染相对较重.     

北方典型设施蔬菜种植区地下水水质特征

为探究设施农业对地下水环境质量的影响,以我国华北平原典型设施蔬菜种植区为研究对象,采用常规理化分析、紫外-可见吸收光谱及荧光光谱技术,结合平行因子分析、主成分分析和二维相关光谱分析方法,对种植区地下水中无机盐、重金属及有机物的来源、组成、赋存分布及可能成因进行了研究.结果表明,设施蔬菜种植区地下水水化学特征为Cl-SO_4型水,硬度高,三氮含量严重超出国家地下水V类质量标准(GB/T 14848-93),重金属含量低于国家生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006).氮素中NH_4~+-N的大量累积与较浅的地下水埋深度和强还原环境引起的硝化过程受阻有关,部分有毒亲硫重金属元素含量较高为农药和化肥的施用所致.地下水中溶解性有机物来源相似,由微生物代谢淋溶进入地下水的有机粪肥中组分新近产生为主,其主要成分为小分子易降解的类蛋白物质,同时含有部分与类蛋白物质结合的类富里酸物质.种植区地下水中类富里酸物质在地下水中含量稳定,而类蛋白物质含量受耕作过程有机粪肥的使用影响较大.设施蔬菜种植过程中应科学分配有机粪肥的施用,同时水质电导率、硬度及紫外区UVA波段应作为该种植区日后在线监管的主要指标.