新疆伊犁河流域河水同位素与水化学特征及成因

本文以新疆伊犁河流域（伊犁河、特克斯河、巩乃斯河及喀什河）河水为研究对象,对其氢氧稳定同位素与水化学特征及成因进行了分析探讨。研究结果表明：伊犁河干流水化学类型以SO4·HCO3-Ca·Na型为主,长期农业生产致使其矿化度最高;特克斯河、喀什河次之,以低矿化度HCO3·SO4-Ca型水为主;巩乃斯河沿程由HCO3·SO4-Ca型水逐渐转变为SO4·Cl-Na·Ca型水,受地形、地下水补给影响,矿化度沿程变化幅度流域内同比较大。伊犁河水离子主要来源于蒸发岩的风化溶解,支流（特克斯河、巩乃斯河、喀什河）河水离子主要来源于蒸发岩和碳酸盐岩的风化溶解。伊犁河流域河水δD、δ18O值偏负,具有明显的内陆特征,空间表现出由南向北逐渐贫化、由东向西逐渐富集的特征。本文建立流域河水线（RWL）为：δD=7.14δ18O+6.16（R2=0.93）,表明河水氢氧同位素组成受到一定程度蒸发作用影响。值得注意的是,伊犁河和特克斯河水体中δD、δ18O组成表现出反高程效应,当高程增加100m时,δD和δ18O值分别增加0.6‰和5.2‰,其主要原因是纬度效应掩盖了高程效应。氘盈余值d-excess（d-excess=δD-8δ18O）与δ18O关系指示出,喀什河补给来源异于其他河流,可能接受氢氧同位素较贫化的冰雪融水补给。     

松散承压含水层水位的同震响应实验与数值模拟

为深入理解井水位同震响应机理,本文开展了向完整井-松散含水层系统输入由不同频率和振幅（加速度）组成的正弦波荷载的振动台实验。以实验模型为物理模型,建立了振动作用下松散承压含水层中孔隙水压力响应的流固耦合模型和含水层水流与井流的相互作用模型,并运用多物理场耦合模拟软件COMSOL Multiphysics对实验过程进行了数值模拟。实验中观测到的四种典型水位变化形态与野外场地同震井水位变化形态相似。数值模拟结果显示,本研究建立的数学模型能较好地反映松散承压含水层中孔隙水压力和水位的响应情况。本文研究对解释地下水同震响应机制、岩体渗流稳定性和安全问题具有重要意义。     

云南会泽井水位对2014年鲁甸MS6.5地震同震响应过程模拟

为定量刻画地壳应力-应变改变、含水层孔压扰动及井孔水位变化之间的耦合过程,促进对近场地震水位同震响应机制的理解,利用多场耦合数值模拟方法,获得鲁甸地区（200×200）km²范围内,2014年鲁甸M_S6.5地震造成的同震静态应变场分布、孔压演化规律及会泽井水位响应曲线,并以渗透系数、杨氏模量及孔隙度为变量,设计6组不同模拟情景对影响研究区孔压演化的参数进行分析。结果表明：（1）鲁甸地震造成的同震静态应变场沿断层两侧呈四象限分布,应变场极值点分布在断层北段两侧,远离断层体应变数值逐渐减小;（2）地震造成研究区含水层孔压扰动在50 d内恢复至震前稳定值,孔压的扩散时间受渗透系数及杨氏模量的影响;（3）模拟所得会泽井水位受地震影响瞬时上升0.45 m,并在震后50 d内恢复至震前水位,水位变化趋势为阶升之后缓慢恢复,模拟水位与实测水位变化趋势相近。     

新疆伊犁~巩乃斯盆地西段霍城县平原区地下水环境特征研究

新疆伊犁~巩乃斯盆地西段霍城县平原区是由多个冰水冲洪积扇形成的缓倾斜平原,赋存第四系松散岩类孔隙水。平原区北部岩性以漂石、卵砾石为主,粒径较大,为单一结构的孔隙潜水含水层,地下水接受补给强度大,地下径流速度快。孔隙承压含水层位于平原区中部和南部,岩性较为复杂,颗粒较细,卵砾石层、粗砂、亚粘土等互层,为复杂的多层含水层结构,地表水和大气降水的入渗是主要的补给来源,径流强度较弱。本研究利用92个不同深度的地下水样品全分析结果,对研究区水化学组分、水化学类型、水化学作用分带性进行了研究。研究表明：1）地下水中的K+、SO42-和Cl-变异系数均大于100%,反映了其含量具有较强的空间不均匀性;2）地下水化学类型具有分带性特征,沿径流路径上由北向南大致由HCO3-Ca-Mg型渐变为HCO3-SO4-Ca型,再渐变为HCO3-SO4-Ca-Mg型;3）研究区地下水矿化度和总硬度含量的变化不仅受到溶滤作用、蒸发浓缩作用的影响,还受到人类活动影响,具有明显的规律性,从补给区到承压区再到排泄区,可划分为3个水化学作用带。本研究结果为研究区地下水的合理开发、利用和保护提供了科学依据。