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济南趵突泉泉域水化学特征空间差异性及控制因素分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4565-4576页

作者：许庆宇刘春伟李常锁孙斌齐欢吴璇徐秋晓山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水... 详细信息

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水化学参数统计、多元统计、自组织神经网络(SOM)分析、水化学图形分析和离子比例系数等分析方法,研究各功能区地下水水化学特征空间差异性,并揭示其控制因素.结果表明,由于地下水径流路径的不同,不同功能区水化学参数存在差异,但总的来说趵突泉泉域各功能区地下水均呈碱性,表现出典型的碳酸盐矿物溶解特征;汇集出露区地下水同时受到直接补给区和间接补给区的补给,地下水从间接补给区到汇集出露区水化学类型由HCO_(3)-Ca型向HCO_(3)·SO_(4)-Ca型转变,含水层内存在少量的石膏溶解作用生成了Ca^(2+)与SO_(4)^(2-);地下水中离子主要来源于含水层岩石矿物的溶滤作用,同时受阳离子交换作用、矿物溶解-平衡及人类活动的综合影响.趵突泉泉域地下水受人类活动影响较大,人类活动在一定程度上影响了泉域地下水水化学的演化.

关键词：趵突泉泉域水文地质岩溶水水化学特征控制因素

重庆“四山”生态环境状况时空特征与障碍因子分析

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水土保持研究 2024年

作者：谢慧君曹聪范泽英杜清江刘智尹小彤重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队重庆市地下水资源利用与环境保护实验室重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队(重庆市地质灾害防治工程勘查设计院)

[目的]重庆“四山”地区是重庆重点生态功能区,开展重庆“四山”生态环境状况和障碍因子研究,对进一步保护和合理利用四山资源具有重要指导意义。[方法]基于DEM、土地利用类型、植被覆盖率和地下水水位监测站等数据基础,采用AHP-PCA熵... 详细信息

[目的]重庆“四山”地区是重庆重点生态功能区,开展重庆“四山”生态环境状况和障碍因子研究,对进一步保护和合理利用四山资源具有重要指导意义。[方法]基于DEM、土地利用类型、植被覆盖率和地下水水位监测站等数据基础,采用AHP-PCA熵权组合模型、空间自相关分析和障碍度模型等方法,分析了重庆四山地区生态环境质量时空变化特征,探讨了不同聚集模式下的生态环境质量变化趋势,量化了各影响因子对四山生态环境质量影响的障碍度。[结果](1) 2014—2021年重庆四山地区生态环境质量状况较好,整体以改善趋势为主(面积占比36.24%);局部出现恶化趋势(面积占比24.20%),主要分布在人类活动频繁的槽谷地带。(2)研究区不同等级生态环境质量发生转移,生态环境质量极差和优的区域具有一定稳定性,分别有59.36%和73.22%的区域未发生变化;生态环境质量差、一般和良的区域流动性相对较大,发生转移的面积占比分别为63.69%,54.09%和43.65%。不同山脉中,明月山生态环境质量稳定性较高,中梁山生态环境质量改善趋势最小,缙云山生态环境质量存在恶化的风险较其他山脉更大。(3)聚类和异常值分析结果显示:四山生态环境质量的高值区域和低值区域具有显著的空间聚集特征(p四山地区影响生态环境的各因子中地下水水位障碍度最大,其次为植被覆盖率、生物丰度和城镇开发强度;障碍度变化较大的为隧道建设密度、地下水水位和地表水体丰度,其中隧道建设密度障碍度增加,地下水水位和地表水体丰度障碍度降低。[结论]四山地区生态环境状况向好发展,局部生态环境质量较差,隧道建设密度对生态环境的影响增加。

关键词：生态环境质量时空变化人类活动障碍因子 AHP-PCA熵权

露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价方法及应用研究

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矿业研究与开发 2024年第4期44卷 175-184页

作者：郝杰李洪涛安成龙赵振伟韩琳王宏伟山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队山东济南250014

废弃露天石灰岩矿山地质环境修复是生态文明建设的重要组成部分,对其进行科学评级区划并提出针对性治理方案具有重大意义。基于层次分析和模糊数学基本原理,构建了废弃露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价指标体系,提出了基于改进层次... 详细信息

废弃露天石灰岩矿山地质环境修复是生态文明建设的重要组成部分,对其进行科学评级区划并提出针对性治理方案具有重大意义。基于层次分析和模糊数学基本原理,构建了废弃露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价指标体系,提出了基于改进层次分析确定指标权重与模糊综合评价相结合的研究方法,并以山东济南市李家窝矿山为研究区,开展地质环境修复难度评价及治理方案研究。结果表明:评价指标体系中边坡倾角、危岩体分布和边坡高度为关键指标,权重分别为0.360 47, 0.194 02和0.184 36,研究区地质环境修复难度较大的区域主要存在高陡边坡与危岩体分布等特征;针对不同分区提出了相应的危岩体治理、残丘清理及续坡绿化等治理方案。研究成果可为露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价及分区治理提供参考。

关键词：石灰岩矿山地质环境难度评价分区治理生态修复

基于前期累积降雨和高斯过程回归模型的滑坡位移预测

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岩石力学与工程学报 2024年第S01期43卷 3491-3497页

作者：陈朗陈娱何俊霖吕淑宁中国宝武钢铁集团重钢西昌矿业有限公司四川西昌615000 四川省地质矿产勘查开发局四川省第九地质大队四川德阳618000

降雨是诱发滑坡变形的重要因素,传统的位移时间序列模型预测滑坡位移时,仅考虑历史位移而未考虑降雨影响,致使中长期或长期位移预测误差较大。鉴于高斯过程回归(GPR)算法具有易于实现、超参数自适应获取及预测输出具有概率意义等优点,... 详细信息

降雨是诱发滑坡变形的重要因素,传统的位移时间序列模型预测滑坡位移时,仅考虑历史位移而未考虑降雨影响,致使中长期或长期位移预测误差较大。鉴于高斯过程回归(GPR)算法具有易于实现、超参数自适应获取及预测输出具有概率意义等优点,通过引入累积降雨量指标,建立了考虑前期累积降雨的滑坡位移GPR预测模型,提升了模型长期位移预测的能力。以西昌南采场滑坡为例,首先对滑坡位移-日累积降雨量曲线进行分析,并采用皮尔逊法计算了滑坡位移与前期累积降雨天数之间的相关性系数;其次,建立GPR模型,利用已有监测数据对模型进行训练和测试验证,结果表明所建模型相比不考虑前期累积降雨的模型预测精度大大提高。在此基础上,对监测点S1-1和S1-2开展长期位移趋势预测,并对比分析了在假设增加10%和20%降雨的情况下的位移变化趋势,结果表明增加20%降雨导致滑坡变形速率增加至17 mm/d左右,未采取治理措施情况下滑坡会出现加速滑移失稳。

关键词：边坡工程滑坡位移预测高斯过程回归时序分析前期累积降雨

砂岩热储地热能对井采灌温度场演变规律与响应机制和恢复能力

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地质学报 2024年

作者：李嘉龙康凤新杨亚宾李振函赵强白通隋海波郑婷婷山东科技大学地球科学与工程学院山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) 济南大学水利与环境学院山东省地质矿产勘查开发局八○一水文地质工程地质大队

合理优化对井采灌系统的采灌参数,定量计算回灌冷水温度恢复的热量来源,对地热资源可持续开发利用具有重要意义。本文基于对井采灌系统长期水动力场和地温场的动态变化监测数据,建立馆陶组热储层对井采灌系统的水-热耦合数值模型,研究... 详细信息

合理优化对井采灌系统的采灌参数,定量计算回灌冷水温度恢复的热量来源,对地热资源可持续开发利用具有重要意义。本文基于对井采灌系统长期水动力场和地温场的动态变化监测数据,建立馆陶组热储层对井采灌系统的水-热耦合数值模型,研究冷水回灌引起的热储内温度场的演化规律与趋势,并对对井采灌系统的关键参数进行优化,定量计算回灌冷水温度恢复的热量来源。结果显示回灌低温冷水在馆陶组储层底部的底砾岩内运移速度最快,要保证现有采灌井距为180 m的采灌系统运行100年不发生热突破,采灌量应不大于30 m3/h;拟建对井采灌系统的采灌量设计为常规值72 m3/h时,合理采灌井距应不小于300 m。开采井的热突破时间t随采灌井间距R的增大呈幂函数关系增长,相关方程为tQ=aR2.4,比例系数a随采灌量的增大而减小。回灌冷水温度恢复的热量来源分析表明,回灌冷水体与其外围热水体的同层对流热为占比最大的热量恢复来源,从开始回灌时的大于70%降低至回灌100年时的36.0%;回灌冷水体从热储顶板和底板汲取的传导热占比从开始回灌时的接近0增大至100年时的30.7%(顶板11.5%,底板19.2%);回灌冷水体从外围热储介质汲取的同层传导热占比从开始回灌时接近0迅速增大至13.5%并保持稳定;回灌冷水体从内部热储介质中汲取的热量占比从开始回灌时的25.4%缓慢降低至回灌100年时的19.8%。

关键词：地温场非均质热储采灌参数演化规律热量来源

生态保护修复对碳酸盐岩溶蚀速率的影响——以重庆市为例

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生态学报 2024年第9期44卷 3948-3957页

作者：郭娜吕玉香曾玉张锋重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队(重庆市地质灾害防治工程勘查设计院) 重庆400700 川渝共建古生物与古环境协同演化重庆市重点实验室重庆400700

岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现“双碳”目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实... 详细信息

岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现“双碳”目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实验法和土壤取样测试分析法,研究不同生态保护修复措施下土壤碳库、碳酸盐岩溶蚀速率等变化特征,探讨不同生态修复方式对碳酸盐岩溶蚀速率的影响。结果表明:灰岩矿山修复区、石漠化治理区,土壤无机碳(SIC)含量较高,约为土壤有机碳(SOC)的4.5倍,且对碳酸盐岩溶蚀速率有一定的抑制作用;修复时间越长,土壤有机碳(SOC)含量越高,但SOC含量与碳酸盐岩溶蚀速率的相关性不显著;从夏季(监测期7、8月遭受极端高温干旱)至秋、冬、春季,土下及地表试片溶蚀速率明显增大;不同生态保护修复方式或植被恢复类型,碳酸盐岩溶蚀速率明显不同,北碚矿山修复区月桂林>草灌从(橘树)>草灌从(桃树)>花椒树>李子树,巫山生态修复区石漠化治理林地>封山育林林地>石漠化治理果园。

关键词：岩溶区生态修复土壤碳库溶蚀速率

人类活动影响下胶东半岛典型蓄水构造模式研究

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地质论评 2024年第4期70卷 1419-1428页

作者：陈京鹏康凤新韩建江蒋书杰王明珠王炜龙段晓飞山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) 山东德州253072 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队济南250014 济南大学水利与环境学院济南250022

胶东半岛是我国典型的缺水山区,广泛分布有岩浆岩、变质岩及白垩系弱透水性岩层,含水层富水性差异大,同时胶东半岛地区人类活动密集,水质型贫水问题同样突出,资源型缺水和水质型缺水同时存在。为揭示人类活动影响下典型缺水山区蓄水构... 详细信息

胶东半岛是我国典型的缺水山区,广泛分布有岩浆岩、变质岩及白垩系弱透水性岩层,含水层富水性差异大,同时胶东半岛地区人类活动密集,水质型贫水问题同样突出,资源型缺水和水质型缺水同时存在。为揭示人类活动影响下典型缺水山区蓄水构造模式和找水方向,通过2019~2022年在胶东半岛典型缺水山区开展的水文地质调查,采用本次施工的7组钻孔数据,7组水化学和同位素分析样品,基于蓄水构造理论,结合人类活动影响下的水化学和同位素特征,对比研究不同类型蓄水构造富水性和以硝酸盐为代表的人类活动对水质的影响。提出了洼地沟谷风化壳型、接触带型、断裂型、岩溶型4种蓄水构造模式。揭示了受人类活动影响,以洼地沟谷风化型蓄水构造为代表的风化裂隙水硝酸盐含量升高,水质较差,适宜工农业生产用水;断裂型蓄水构造为代表的构造裂隙承压水,上部完整基岩作为隔水盖层减轻了人类活动对地下水质的影响,硝酸盐含量低,水质较好,适宜城镇、农村生活用水;接触带型和岩溶型蓄水构造开发利用方向则与其含水层埋深有关。

关键词：基岩地下水蓄水构造水化学人类活动影响胶东半岛

聊城市典型农业区土壤重金属分布特征、生态风险及来源解析

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干旱区资源与环境 2024年第4期38卷 171-180页

作者：张文强滕跃柳浩然韩晓宇姜秉霖李海翔山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

选择聊城市典型农业区为研究对象,采集84份浅层土壤样品并测定了8种重金属元素含量。运用GIS及地统计学方法、地累积指数法、潜在生态风险指数法分析了土壤重金属空间分布及潜在生态风险,并应用相关性分析及正定矩阵因子分析(PMF)模型... 详细信息

选择聊城市典型农业区为研究对象,采集84份浅层土壤样品并测定了8种重金属元素含量。运用GIS及地统计学方法、地累积指数法、潜在生态风险指数法分析了土壤重金属空间分布及潜在生态风险,并应用相关性分析及正定矩阵因子分析(PMF)模型识别了重金属的可能来源及贡献率。结果表明:1)研究区As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的平均含量是聊城市土壤环境背景值的1.05、1.16、1.28、1.06、1.08、1.05、1.07和1.11倍,除Cd最大值略高于GB 15618-2018中农业土壤污染风险筛选值标准,其余各项元素均小于风险筛选值。2)各重金属地累积指数平均值由大到小依次为Cr>Cd>Zn>Pb>Hg>Cu>As>Ni。其中Hg和Cd空间变异性最大,局部累积程度最高,分别有21.4%、6.0%的采样点处于轻度-中度污染。3)潜在生态风险评价结果表明,Hg存在轻微至强生态风险,Cd存在轻微至中度生态风险;其余各元素均为轻微生态风险,总体生态风险较低。4)PMF模型源解析结果表明土壤重金属主要有四种来源,分别为地质背景引起的自然来源、燃煤活动-交通运输混合源、工业来源及农业活动源,其相对贡献率分别是25.33%、35.92%、22.40%、16.35%。As、Ni主要为自然源,Cd、Zn、Pb、Cu主要来源于燃煤活动-交通运输,Cr主要受地质背景和工业来源大气沉降共同作用,Hg主要来源于肥料农药施用等农业活动。

关键词：土壤重金属地累积指数潜在生态风险指数 PMF模型源解析

大都市郊区乡村多功能分类、演化趋势与研究展望

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热带地理 2024年第1期44卷 68-78页

作者：唐林楠杨茂伟刘玉周鹏娜北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队济南250014

大都市郊区是城乡融合发展的前沿阵地,未来如何通过功能拓展满足城市和居民的多元化需求,如何通过功能的优化组合和协同发展实现自身振兴,是城乡融合发展实践中亟需解决的现实问题。文章以Web of Science、中国知网等为文献来源数据库,... 详细信息

大都市郊区是城乡融合发展的前沿阵地,未来如何通过功能拓展满足城市和居民的多元化需求,如何通过功能的优化组合和协同发展实现自身振兴,是城乡融合发展实践中亟需解决的现实问题。文章以Web of Science、中国知网等为文献来源数据库,运用文献调研法,系统梳理了相关文献,在客观辨识大都市城乡主体需求特征的基础上,梳理了大都市郊区乡村多功能的内涵、特征及分类,多功能演化动力机制与趋势,并对未来研究进行展望,结果表明:1)大都市郊区乡村多功能是为满足城乡居民各类需求、维持郊区乡村自身及所依托大都市融合共生和城乡协作发展所能提供的各类服务和功能的总和,率先响应城乡主体需求而分化和拓展。据此,基于乡村内生型和城镇引致型2类需求,设计了基于“三生”功能视角的大都市郊区乡村多功能分类体系;2)乡村多功能演化发展是自然地理系统、社会经济系统、政策与制度以及人类活动等共同作用的结果,其功能演化进程领先于一般乡村,率先呈现“生产功能现代化与特色化、生活功能便利化与人文化、生态功能绿色化与可持续”的发展趋势;3)从基础理论和分类体系构建、创新发展规划政策约束下乡村多功能分区识别方法、积极探索多功能协同的典型路径与模式、完善乡村多功能转型发展的政策支撑体系4个方面展望了大都市郊区乡村多功能未来协同演化的研究方向。

关键词：大都市郊区城乡主体需求乡村多功能城乡融合发展协同演化