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基于综合地层学的灰黑色黏土工程地质特征研究

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工程地质学报 2024年第2期32卷 645-656页

作者：田臣龙徐凤琳刘康孙作本张晋昇仝根成济宁市勘测院济宁272000 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 兖州272100

地层的精确划分,是岩土工程中统计地层工程地质特征指标的重要前提。近年来,综合地层学作为地层对比及划分的有效方法,在国内外取得大量的研究成果,但在岩土工程领域的应用却是空白。本研究结合济宁市城市地质调查钻井资料,以综合地层... 详细信息

地层的精确划分,是岩土工程中统计地层工程地质特征指标的重要前提。近年来,综合地层学作为地层对比及划分的有效方法,在国内外取得大量的研究成果,但在岩土工程领域的应用却是空白。本研究结合济宁市城市地质调查钻井资料,以综合地层学理论为指导,利用岩石地层特征、沉积地层特征、生物地层特征及年代地层特征4个方面的研究进行多重地层划分与对比,建立了灰黑色黏土地层划分的新方案。基于新的地层方案,通过济宁18个工程地点的室内土工试验及原位测试数据,对灰黑色黏土的工程地质特征进行了系统的研究和分析,发现济宁灰黑色黏土整体上具有孔隙比较大、压缩性较高、抗剪强度较低及原位测试指标低等特征;从局部来看黑土湖组灰黑色黏土为一般性黏土,而白云湖组灰黑色黏土属于高液限淤泥质软黏土,为特殊性土,在工程中应加以区分。最后,针对综合地层学及岩土工程两个学科研究现状,笔者提出了今后研究的新方向:运用地质理论去解释岩土工程中的地层问题的同时,也要利用岩土工程的资料去充填地层空白。

关键词：灰黑色黏土综合地层学工程地质特征岩土工程地层划分与对比

基于水化学和氢氧同位素的泰安城区岩溶地下水补给来源及演化过程

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环境科学 2024年第4期45卷 2096-2106页

作者：孟令华中化地质矿山总局山东地质勘查院泰安271000

泰安市城区岩溶地下水较丰富,是重要的地下水供水水源地.基于泰安城区岩溶水和地表水的水化学和氢氧同位素(δD、δ^(18)O和~3H)特征,结合Gibbs图解、主要离子比值,揭示岩溶地下水补给来源、补给年代、循环更新能力及主要的水-岩作用演... 详细信息

泰安市城区岩溶地下水较丰富,是重要的地下水供水水源地.基于泰安城区岩溶水和地表水的水化学和氢氧同位素(δD、δ^(18)O和~3H)特征,结合Gibbs图解、主要离子比值,揭示岩溶地下水补给来源、补给年代、循环更新能力及主要的水-岩作用演化过程.结果表明,区内岩溶地下水阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,阴离子以HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)为主,K^(+)、NO_(3)^(-)、Cl^(-)、Na^(+)和SO_(4)^(2-)的变异系数较大,空间差异性较强,Ca^(2+)和HCO_(3)^(-)的含量较稳定.水化学类型复杂多变,主要为HCO_(3)·SO_(4)-Ca型、HCO_(3)·Cl-Ca型和HCO_(3)-Ca型.大气降水是岩溶地下水和地表水的主要补给来源,地下水在径流过程中经历了一定的蒸发作用,但影响性相对较小;岩溶地下水~3H含量介于3.0~5.4 TU之间,与现代水(指1952年核爆以后)水力联系密切,循环更新能力较强,更容易遭受污染,在开发利用时应加强水资源保护.岩溶地下水水化学演化特征受岩石风化作用、阳离子交替吸附作用和人类活动的共同影响,水化学成分主要来源于碳酸盐矿物及少量硅铝酸盐矿物的风化溶解,其演化主要受方解石等贫镁矿物的溶解作用影响,白云岩风化溶解作用影响较小.

关键词：岩溶地下水水化学特征氢氧同位素水-岩作用泰安城区

三维高密度电法对岩(土)层界面及岩溶塌陷的响应研究

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中国岩溶 2024年

作者：张建太宗传攀李付全程龙焦永鑫胡自远袁丽伟张来成山东省第七地质矿产勘查院

在岩溶发育区开展三维高密度电阻率法勘察，建立理想的地电模型，并对已完成的三维高密度电法区开展数值模拟。采用有限差分和阻尼最小二乘法进行正、反演计算，分析其电场响应特征，并选择部分工程勘察孔进行验证，并反复推演，提升模... 详细信息

在岩溶发育区开展三维高密度电阻率法勘察，建立理想的地电模型，并对已完成的三维高密度电法区开展数值模拟。采用有限差分和阻尼最小二乘法进行正、反演计算，分析其电场响应特征，并选择部分工程勘察孔进行验证，并反复推演，提升模拟成果准确度。将回填土与基岩界面、岩溶以三维方式表达。结果表明：采用数值模拟计算在物性差异明显情况下，高密度电法对界面、岩溶的刻画详细；三维高密度电法包含大量地电信息，反演结果三维可视化更加直观，为下一步工程建设提供了依据。

关键词：三维高密度岩溶塌陷响应特征数值模拟

山东日照地区不同类型含水层地下水位多年动态变化特征及其影响因素

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 967-979页

作者：杨鹏张寿川郭本力杨崇敬冯启原吕有成解露茜山东省第八地质矿产勘查院山东日照276826 山东地矿局有色金属矿找矿与资源评价重点实验室山东日照276826 日照地质地理信息大数据研究院山东日照276826 日照市土地质量评价与污染修复重点实验室山东日照276826 中国地质科学院北京100037

自然条件下沿海地区地下水与海水呈现动态平衡,但地下水超采会破坏二者间平衡关系,进而引发一系列地质环境问题。地下水动态变化受多种因素影响呈现非平稳信号变化特征,传统时间序列分析方法无法从多角度准确描述时间序列动态变化特征,... 详细信息

自然条件下沿海地区地下水与海水呈现动态平衡,但地下水超采会破坏二者间平衡关系,进而引发一系列地质环境问题。地下水动态变化受多种因素影响呈现非平稳信号变化特征,传统时间序列分析方法无法从多角度准确描述时间序列动态变化特征,基于时间域和频率域分解的小波分析方法为探究地下水动态变化特征及影响因素提供了便利条件。利用山东日照地区不同类型含水层3口监测井1996—2015年间地下水位和降雨量监测数据,应用连续小波变换法和小波相干分析法开展研究,结果表明:不同类型含水层地下水位动态变化周期特征存在差异,荻水监测井(第四系松散岩类孔隙水含水层)地下水位呈现年际、4~5 a和11 a周期变化,莒县地震办监测井(基岩裂隙含水层)和东莞中学监测井(碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水层)地下水位均呈现11 a周期和14 a强趋势项变化,总体而言,该地区降雨量呈现年际周期、4~5 a周期、11 a周期变化以及14 a强趋势项变化;降雨量周期变化是导致不同类型含水层地下水位呈现年际周期变化和多年周期变化的主要因素;不同含水层地下水位对降雨量响应时间存在差异是造成其呈现不同周期变化特征的主要原因。

关键词：地下水动态连续小波变换小波相干时滞性日照地区

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水文时间序列分析方法研究进展

地球信息科学学报 2024年第4期26卷 927-945页

作者：李路宫辉力郭琳朱琳陈蓓蓓首都师范大学水资源安全北京实验室北京100048 首都师范大学资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 首都师范大学地面沉降机理与防控教育部重点实验室北京100048

水文时间序列分析领域的发展对于有效管理和利用水资源至关重要。本文基于WoS核心合集数据库和CNKI数据库,采用文献计量学方法和CiteSpace软件,揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向。首先从水文时间序列的随... 详细信息

水文时间序列分析领域的发展对于有效管理和利用水资源至关重要。本文基于WoS核心合集数据库和CNKI数据库,采用文献计量学方法和CiteSpace软件,揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向。首先从水文时间序列的随机性、非线性、不确定性等出发,结合机器学习、神经网络等新兴方法,将水文时间序列分析领域的相关进展分为6个方面。然后,对各方面开展了详细介绍,并与传统方法作对比,总结了传统方法的缺陷;最后,指出提高水文时间序列分析结果准确性的方向,主要包括:(1)在时空尺度上进行建模,并融合多元数据进行分析;(2)将物理机制融入机器学习模型,提高模型的可解释性和泛化能力;(3)在研究过程中考虑气候变化(极端天气事件)和水文过程的耦合;(4)将多个复杂特性综合进行研究,并提高每个复杂特性的研究水平。通过揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向,我们能够更好地理解和应对气候变化、极端天气事件以及人类活动对水资源的影响,提高我们对水文过程的认识,为水资源规划、水灾风险管理和可持续发展提供科学依据。

关键词：水文时间序列分析 CiteSpace 机器学习非线性不确定性非平稳性耦合

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潍坊地区地层频散特征与分析研究

中国矿业 2024年第S1期33卷 474-479页

作者：毕征峰马健王龙昌王晓光刘明明李圣魁山东省地质矿产勘查开发局第四地质大队山东潍坊261021 山东省地矿局海岸带地质环境保护重点实验室山东潍坊261021

潍坊市南部山区第四系厚度较薄,北部地区为冲洪积平原,第四系厚度较大,由南向北逐渐增厚,且潍坊市北部为滨海咸水入侵区,传统的物探方法,尤其是电法、电磁法,在该区开展工作效果欠佳。本次研究借鉴地震勘探多次覆盖观测系统的思路,利用... 详细信息

潍坊市南部山区第四系厚度较薄,北部地区为冲洪积平原,第四系厚度较大,由南向北逐渐增厚,且潍坊市北部为滨海咸水入侵区,传统的物探方法,尤其是电法、电磁法,在该区开展工作效果欠佳。本次研究借鉴地震勘探多次覆盖观测系统的思路,利用线形台阵多次覆盖的高效微动探测技术,对潍坊市不同地层的面波频散特征进行分析研究,并根据频散特征差异对地层结构进行了划分。研究结果表明:潍坊市南部浅覆盖区频散曲线频点范围较广,整体呈表层低速中深层迅速升高型;潍坊市北部厚覆盖区频散曲线频点范围相对较窄,整体呈表中深缓慢升高低速型;古河道发育地层频散曲线出现无规律的跳动或“之”字形拐点,整体为深层波速最高中部低速型。

关键词：城市地质调查天然源面波微动探测频散曲线断裂构造

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泰安市城区地下水重金属含量及健康风险评价

干旱区资源与环境 2022年第12期36卷 113-118页

作者：孟令华孔德金王磊杜小亮邢香粉吴树明中化地质矿山总局山东地质勘查院泰安271000 泰安市自然资源和规划局泰安271000

泰安市城区是泰安市重要的地下水供水水源地,为探究地下水重金属对人体健康的影响,对Hg、As、Cd、Cr(Ⅵ)、Pb的含量进行测定,采用美国环境保护署推荐的健康风险评价模型对成人和儿童开展健康风险评价。研究结果表明:研究区地下水中Hg、A... 详细信息

泰安市城区是泰安市重要的地下水供水水源地,为探究地下水重金属对人体健康的影响,对Hg、As、Cd、Cr(Ⅵ)、Pb的含量进行测定,采用美国环境保护署推荐的健康风险评价模型对成人和儿童开展健康风险评价。研究结果表明:研究区地下水中Hg、As、Cd、Cr(Ⅵ)、Pb的检出率分别为1.77%、1.77%、10.62%、7.96%和70.80%,与《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅲ类水标准限值相比,Hg、As、Cd未超标,Cr(Ⅵ)、Pb超标率为1.77%和10.62%,最大值分别为标准限值的3.6和27.9倍,说明地下水已局部遭受重金属污染。研究区3种地下水类型中重金属通过饮用途径对成人和儿童引起的总健康风险的大小顺序为岩溶水>基岩裂隙水>孔隙水。无论成人还是儿童,Cr(Ⅵ)和Pb是通过饮用途径引起最大健康风险的主要重金属元素,应在地下水资源利用时进行优先重点管控。

关键词：地下水重金属健康风险评价泰安市城区

基于分类组合评价方法的地下水质量综合评价——以泰安市城区为例

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干旱区资源与环境 2023年第11期37卷 110-116页

作者：孟令华朱礼敏邢香粉杨树杰马明永中化地质矿山总局山东地质勘查院泰安271000 山东省煤田地质规划勘察研究院济南250104

地下水质量评价是地下水环境保护、治理及地下水资源合理开发利用的前提。泰安城区地下水资源较丰富,是泰安市重要的供水水源地,为准确反映地下水环境质量现状,系统采集并分析了地下水样品119组,采用改进的内梅罗综合指数评价法和最差... 详细信息

地下水质量评价是地下水环境保护、治理及地下水资源合理开发利用的前提。泰安城区地下水资源较丰富,是泰安市重要的供水水源地,为准确反映地下水环境质量现状,系统采集并分析了地下水样品119组,采用改进的内梅罗综合指数评价法和最差指标判别法相结合的分类组合评价方法对地下水质量进行评价,评价指标包括一般化学指标15项、无机毒理指标6项、毒性重金属5项、有机指标26项。结果表明:研究区地下水质量相对较差,可直接作为生活饮用水源或经适当处理后可做生活饮用水源的样品占样品总数的68.07%,不宜作为生活饮用水水源的样品占31.93%,地下水的综合质量为基岩裂隙水>岩溶水>孔隙水;地下水综合质量受到天然地质环境背景和人类活动的共同影响,人类活动贡献率为54.36%,其中影响最大的指标为一般化学指标总硬度和无机毒理指标硝酸盐,超Ⅲ类指标影响率分别为74.39%、59.76%。分类组合评价方法考虑了一般化学指标与毒理学指标之间的差异性,解决了传统内梅罗指数法评价结果过于集中且Ⅲ类水出现概率低、最差指标判别法评价结果过于悲观的问题,是一种有效的区域地下水质量综合评价方法。

关键词：地下水质量分类组合评价方法人类活动泰安市

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泰安城区孔隙水水化学特征及水质评价

城市地质 2023年第4期18卷 32-39页

作者：孟令华侯新星郝瑞娥吴树明邢香粉周龙涛王浩王聪朱礼敏中化地质矿山总局山东地质勘查院山东泰安271000

为分析泰安市城区孔隙水水化学特征及水质现状,选取2021年采集的31件水样,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比值等方法分析孔隙水主要离子特征及控制因素,运用改进的内梅罗综合指数评价法对孔隙水水质进行评价。结果表明:泰安... 详细信息

为分析泰安市城区孔隙水水化学特征及水质现状,选取2021年采集的31件水样,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比值等方法分析孔隙水主要离子特征及控制因素,运用改进的内梅罗综合指数评价法对孔隙水水质进行评价。结果表明:泰安城区孔隙水阳离子以Ca^(2+)、Na^(+)为主,阴离子以HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)为主;pH值6.75~8.10,整体呈弱碱性;TH含量211~1226 mg·L^(-1),平均603 mg·L^(-1),属于硬水—极硬水;TDS含量368~2002 mg·L^(-1),平均917 mg·L^(-1),属于淡水—微咸水;NO_(3)^(-)含量3.08~111.07 mg·L^(-1),平均31.85 mg·L^(-1);K+、NO_(3)^(-)、Cl-和SO_(4)^(2-)的空间差异性较强。孔隙水水化学类型复杂,水化学成分主要受岩石风化作用的控制,以碳酸盐岩的风化溶解为主,其次为硅酸盐岩风化溶解,同时还受阳离子交替吸附作用和人类活动的影响。研究区孔隙水水质相对较差,Ⅳ、Ⅴ类水占样品总数的74.19%,水质影响因子主要为NO_(3)^(-)和总硬度。

关键词：孔隙水水化学特征水质评价泰安城区

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