三维地质建模与可视化方法研究

设计了超体元实体模型、断层数学模型及褶皱几何模型, 以表达复杂地质构造的空间几何形态; 建立了面向应用的三维地质建模的体系结构, 提出以空间数据处理为基础、以实体建模技术为核心、以模型应用为目的的设计理念, 丰富和发展了三维地质建模的理论与方法. 根据这一理论方法, 提出基于特征的驾驭式可视化设计思路, 通过将数据库、图形库、知识库与三维动态模拟的系统集成, 直观、形象、准确地把握空间地质数据的局部特征与整体构架.     

我国矿山环境地质问题类型划分研究

根据矿种类型、矿山开发阶段和矿山存在问题性质的不同,提出了我国矿山环境地质问题类型的3种划分方案。依据矿种所进行的矿山环境地质问题类型划分方案,虽然较为详细具体,但有些问题是相互重复的;依据矿山开发阶段所进行的划分方案,虽然刻画了矿山开发演变整个历史过程中所面临的不同问题,但较为宏观简单;依据矿山自身存在问题的性质的划分方案较为适用。文章最后系统分析了依据问题性质而划分的矿山环境地质问题各类型的特征。     

21世纪中国沿海地区相对海平面上升及其防治策略

中国沿海地区地势低平, 生态环境极其敏感和脆弱, 是中国自然灾害高风险区. 21世纪, 全球海平面上升和区域地面沉降叠加所致的相对海平面上升速率存在加快趋势, 将加剧中国沿海地区土地淹没、风暴潮和洪涝灾害、水资源短缺等矛盾, 并影响城市抗灾功能、沿海地区建筑物安全及生态资源. 为此, 根据可持续发展原理, 必须控制温室气体排放, 对地下水资源优化采灌和地面沉降系统防治, 提高沿海地区防潮和防汛工程设计标准及城市抗灾能力, 对相对海平面上升进行战略和政策研究及预报预警, 以有效实现21世纪中国沿海地区资源和环境持续利用及经济和社会可持续发展.     

地下水渗流系统灰色数值仿真模拟研究

根据灰集合、灰数及灰色运算规则, 建立了地下水渗流系统的灰色数值模型, 提出了求解这类模型的一整套灰色数值算法, 并从灰色数学的理论上证明, 普通灰色解法仅仅是灰色数值算法的一个特例. 同时, 对灰色数值算法、普通灰色解法和经典数值方法进行了全面比较, 论证了灰色数值算法较好地刻画了地下水系统的灰信息传递过程. 在理论分析基础上, 选择了矿井涌水量预测和水源地供水资源评价的两个基本地下水渗流实例, 分别就水文地质条件概化与灰化、灰色数值模型建立、模型识别和预测评价等进行了比较系统的分析研究. 提出运用灰色数值模型预测矿井涌水量时, 需保证疏降水位“灰带”的上界低于矿井安全生产的设计水位; 而在水源地可采资源评价时, 应保证地下水水位“灰带”的下界不低于临界控制水位.     

试论生态水文学主要问题及研究方法

本文给出了生态水文学的初定义和基本概念，认为生态水文学是一个集地表水文学，地下水文学，植物生理学，生态学，土壤学，气象学和自然学地理学等于一体，彼此间相互影响渗透而形成的一门新型边缘交叉学科，在此基础上，论述了生态环境水文学研究的基本内容，并提出了这个学科所要解决的目前威胁人类生存的主要生态水文问题，文章最后探讨了生态水文学的一般研究方法和手段。     

华北型煤田排-供-生态环保三位一体优化结合研究

提出了排、供、生态环保三位一体优化结合的新思路 ,较好地解决了结合系统中因排水子系统排水量变化而引起供水子系统供水不稳的难题 .同时 ,三位一体化结合系统不仅考虑了水力技术方面的管理 ,而且也注意了经济、社会、生态、环境和产业结构调整等多方面可持续性发展的约束要求 .这套新思路突破了排 供 生态环保三个不同部门传统的固步自封、各立门户的封闭局面 ,使矿坑排水预测、供水资源管理、生态环境质量评价等工作同步进行 ,避免了大量重复的勘探和专门评价管理工作与资金投入 ,并大大提高了整体评价计算精度 .     

水资源评价的可视化专业软件（VisualModflow）与应用潜力

作为当代国际上最盛行的水资源评价和矿井涌水量预测的三维可视化标准专业软件系统包,由于它的经和可视化特点以及所 的强大模拟,被国际同行普遍认可。为了与世界科技界接轨。尽快赶 国际先进水平和追踪世界科技前缘新动向,在我国迅速推广应用该软件意义重大。     

开滦东欢坨矿北二采区冒裂带高度可视化数值模拟

针对东欢坨矿区开采煤8、煤9诱发的顶板涌(突)水问题,在分析研究区内水文地质、工程地质条件的基础上,综合考虑了冒裂带发育高度的各种影响因素,确立了研究区的评价模型,并根据采面规格和开采方法设计了6种模拟方案。采用世界上先进的数值模拟评价的FLAC3D专业软件包,对开采煤8、煤9顶板冒裂带发育高度进行了可视化数值仿真模拟分析,计算出6种方案的冒裂带高度。      

神府东胜矿区水土环境问题及其调控技术

以神府东胜矿区为例,在分析煤层开采顶板岩层变形破坏的基础上,讨论了由此引发的矿井突水溃砂、地表裂缝塌陷、水源地破坏、植被死亡并造成沙漠化加剧和水质污染等严重的水土环境问题。提出了建立水源地分级保护体系、以拦蓄排泄带方式开采地下水等保护水环境的应对措施;还介绍了防治或减轻含水层结构破坏的“开采技术措施”;在一定措施控制下的“含水层再造技术”;在烧变岩带采用“疏排型水源地开采技术”;“排水-供水-生态环保三位一体结合技术”以及针对矿区周围沙地较多特点的“矿井水沙地净化处理技术”。      

地下水环境容量初探——以济南泉域为例

分析了水环境容量的内涵和地下水资源开发利用产生的环境效应,探讨了地下水环境容量的概念,认为地下水环境容量是用来表征一定目标约束下,地下水系统对自然或人类活动影响所能承受能力的最大阙值,其评价指标可采用地下水临界水位、可持续开采量、TDS、水温、纳污能力等单项指标或多项综合指标。以济南泉域为例,采用地下水位与泉流量作为济南泉域岩溶地下水环境容量的阙值,论证了地下水环境容量的动态可变性。最后指出了地下水环境容量研究的发展趋势。