纵深大区域煤层群开采覆岩活动规律相似模拟

以大同矿区"双系"煤层群协同开采为工程背景,相似模拟实验研究了纵深大区域煤层群开采覆岩位移、裂隙及应力演化分布规律。结果表明:侏罗系近距离煤层群采用刀柱式与走向长壁式开采交错布置方式,形成不同的组合开采模式,表现出不同的覆岩破断特征,应力集中现象突出;石炭系特厚煤层开采致使覆岩大面积垮落,与上部侏罗系煤层群形成了复杂的多层采空区连通状态,且受侏罗系煤柱叠加应力影响,工作面来压频繁、覆岩活动剧烈。纵深大区域煤层群覆岩应力应变形态作为耦合时变系统,随煤层开采经历了"平衡—失稳—平衡"循环变化过程。     

上覆岩层性质对采空区地表变形影响研究

采空区引发地表变形问题是环境岩土工程领域的重要研究课题。本文以有限元分析软件ANSYS为基础,通过数值模拟方法研究了采空区上方不同性质岩层以及不同上覆岩层组合形式对采空区地表沉降变形的影响。揭示了上覆岩层性质对采空区地表变形的影响规律。     

三峡水库蓄水期支流水体营养盐来源估算

通过对蓄水前后三峡水库库首支流香溪河沉积物-上覆水中的氢氧同位素和氮磷营养盐的测定,分析了蓄水前后沉积物-上覆水氢氧同位素和氮磷营养盐的分布特征,并利用二元线性混合模型计算了长江干流（CJ River）和古夫源头（GFYT）的贡献率.结果表明,整个蓄水期沉积物以源的形式向上覆水体释放NH₄⁺-N、DTP、PO₄^3--P,以汇的形式吸收上覆水体中的NO₃^--N.利用营养盐贡献率公式进一步分析得到,蓄水前沉积物-上覆水中氮营养盐主要来源于CJ干流,其中以DTN和NO₃^--N最为显著,蓄水后GFYT的贡献率明显上升,其中3号和4号采样点最为明显,其中DTP在蓄水前后几乎均以GFYT为主要来源,PO₄^3--P在蓄水前则以CJ干流为主要来源,蓄水后以GFYT为主要来源.说明尽管蓄水期库湾水体在较大程度上受干流倒灌影响的支配,但对于沉积物-上覆水而言受GFYT的影响更为显著.     

玄武湖上覆水间隙水和沉积物中的重金属分布研究

为了研究湖泊中重金属的分布情况及其潜在迁移趋势,以南京市玄武湖为对象,分析了该湖上覆水、间隙水和沉积物中的Fe,Mn,Ba,Zn,Ni和Cd等重金属的含量。结果表明,上覆水和间隙水中的金属浓度呈相同的分布顺序:Fe>Mn>Cd>Ba>Zn>Ni;而沉积物则具有不同的分布顺序:Fe>Mn>Ba>Zn>Ni>Cd。同种重金属在三者间的分布顺序为:沉积物>间隙水>上覆水,表明了该湖中的重金属有从沉积物向上覆水扩散的趋势。统计分析结果表明,上覆水、间隙水和沉积物中的金属浓度之间没有发现明显的相关性;但多数金属与Fe、Mn存在明显的浓度相关性,表明了Fe和Mn在湖泊系统的金属地球化学循环过程中起重要作用。     

铁刨花在控制水体磷内源释放中的应用研究

从水体沉积物中磷的内源释放入手,来寻求控制水体富营养化的有效手段越来越受到研究者的广泛关注。实验考察了加铁反应器与空白对照反应器中上覆水体总磷浓度和pH的变化,并分析了底泥中水溶性磷、G法各种形态提取磷以及全磷含量变化。结果表明,利用廉价易得的废弃铁刨花,能够有效降低水体中溶解性正磷酸盐浓度,富营养化水体总磷浓度从0.64mg/L降至0.16mg/L,且底泥间隙水中磷酸盐浓度的释放问题也得到有效控制。     

矿山污染水库中砷形态转化受铁循环影响研究

As在水体中的环境行为较为复杂,且潜在威胁生态健康。该文以受矿山活动影响的喀斯特地区水库为对象,在掌握水质理化特征及不同形态As、Fe空间分布的基础上,利用电子探针显微分析仪、矿物形态连续提取技术及水化学理论分析Fe在上覆水-沉积物体系中的循环过程以及对As迁移转化的影响。结果表明：在水体弱碱性、温度及氧化还原电位随深度降低的环境条件下,水库中总As平均浓度为72.94μg/L,其中颗粒态As占比74%;上层水体溶解态As向颗粒态转化,浓度随深度降低,颗粒态As浓度则呈相反趋势;在沉降作用下颗粒态As富集于下层水体,溶解态As受沉积物释放影响浓度有增加趋势,但受吸附作用控制界面水浓度较低;颗粒态Fe也在下层富集,沉降入沉积物后高活性铁氧化物可被还原溶解,使界面水溶解态Fe浓度高于上覆水体,可向上输送;还原态Fe经氧化水解进一步增加下层水体颗粒态Fe含量,增强对溶解态As的吸附去除;水中As浓度受Fe循环影响较大,尤其底部受沉积物调控作用较强。该成果可为科学认识As在水库中的循环转化提供理论依据。     

砂石加工废水处理工艺研究

通过对砂石加工废水水质特性的研究可知,该类废水悬浮物浓度高、沉降性能好、且随时间推移,沉降泥渣的比阻呈增大趋势,泥渣的脱水越来越困难。在研究的基础上提出了处理该类废水的新工艺,并在中试规模将其与现行处理工艺进行了比较。结果表明,新工艺运行稳定、处理成本较低,为0.53元/吨水、泥渣脱水历时短、排泥管不易堵塞,较好地解决了废水中悬浮物沉降后泥渣的处理与排放之间的矛盾,SS去除率为99.8%,处理效果较好,可广泛应用于工程设计。     

岩溶地区红土与碳酸盐岩上覆地层相关性及其指示意义——以贵阳乌当区剖面为例

本文以贵阳乌当剖面为研究对象,通过对岩石、土壤的矿物学、地球化学指标的分析,探讨该地红土与基岩(桐梓组白云岩)以及上覆地层(红花园组灰岩和湄潭组下段碎屑岩)之间的物源关系。结果显示碳酸盐岩酸不溶物以石英为主,红土与碎屑岩具有相似矿物组合特征;主量元素、微量元素证据显示湄潭组碎屑岩、红花园组灰岩和桐梓组白云岩酸不溶物都为红土的形成提供了物源,其中可能以湄潭组碎屑岩贡献最大。     

城市人工湖营养盐与抗生素的时空分布特征及生态风险评价

对福州市晋安湖不同点位的上覆水及沉积物中营养盐和抗生素开展了一年监测,重点解析了传统污染物与新污染物引起的时空分布差异,对其引起的生态风险进行了评价。研究结果显示,湖体上覆水总氮浓度全年维持在较高水平(1.88～4.96 mg/L),而总磷在夏季表现出较高的浓度水平(0.15～0.55 mg/L),湖体在夏季呈现中度富营养状态(TLI值介于59.92～66.34)。湖体沉积物总氮含量为30.0～1780.0 mg/kg,总磷含量为81.4～2585.0 mg/kg,显示为中度或重度的富营养化污染。上覆水、沉积物中检测到5种抗生素(磺胺甲噁唑、四环素、磺胺多辛、磺胺林、土霉素)的浓度范围分别为0.49～13.03 ng/L、0.23～4.80 ng/g,抗生素的浓度及生态风险在冬季高于其他季节。针对城市人工湖可能同时存在的富营养化风险和生态风险,需要考虑常规污染物与新污染物的时间、空间分布特征,选择更为有效的技术对关键点位存在的复合污染进行针对性治理。     

高陡岩质边坡覆绿植物成活的生态因子分析——以安庆市大龙山集贤关为例

在岩质边坡覆绿研究中,多以覆绿方法的研究为主,对影响边坡覆绿植物成活的生态因子分析较少。以安庆市集贤关废弃采石场高陡岩质边坡覆绿工程为例,结合生态地质学理论探索了高陡岩质边坡条件下影响覆绿植物成活的生态因子,并对研究区内高陡岩质边坡覆绿植物成活的生态因子进行了野外调查。结果表明:高陡岩质边坡条件下影响覆绿植物成活的生态因子主要为覆绿边坡岩体裂隙因子、岩体内的温度因子和岩体内的绝对湿度因子;覆绿边坡岩体裂隙连通性良好,岩体裂隙率为1.77%～4.58%,岩体内体积含水率大于1%,岩体内温度在5℃～28℃之间,能够满足覆绿植物成活的要求。该研究结果可为高陡岩质边坡覆绿工作的开展提供一定的理论依据。