深层卤水资源的可持续开发利用

针对目前国内深层卤水资源在开发利用中存在的超采、布局不合理、综合利用水平低、严重污染环境和缺乏统一规划管理等问题,提出实施加强深层卤水勘探工作、建设科学高效开采提取模式、加强综合利用,完善产业链条、加强联合开发利用、增强生态环境保护和强化政府管理与监督等举措,解决由卤水资源不合理开发利用引起的局部地区海水入侵、湿地退化、地面裂缝和生态环境污染等一系列生态问题,探寻深层卤水资源高效、保护性开发模式与高产值、生态化利用模式,以实现卤水资源的可持续开发利用。     

柴达木盆地地下水资源开发利用中存在的问题及对策

通过对柴达木盆地1∶250 000水文地质、环境地质调查、水文地质钻探、各类样品的采集分析,以及已有区域水文地质及环境地质、地下水动态长期观测等成果资料进行分析比对,发现柴达木盆地地下水资源开发利用中,存在由于水资源开发利用模式不合理,造成地下水资源贫化、人为或自然作用造成地下水位上升,以及土壤盐渍化、过量开采地下水引起降落漏斗扩展及淡水咸化、地下水污染,加剧了水资源短缺、卤水开采形成降落漏斗,导致卤水资源的贫化及废卤排放形成的反向漏斗,造成钾盐含量的相对减少及大规模开采地下水以后,绿洲带地下水位下降,植被退化,沙漠化面积迅速扩大等环境地质问题。针对上述问题提出了防止地下水污染、水质咸化、超采等方面的具体措施。     

超临界CO_2强化深层卤水开采的井群布设方法

超临界CO_2强化深层卤水开采可显著地提高卤水的开采效率,同时增强CO_2的封存安全也是一种实现卤水高效开发和减缓温室效应的双赢选择.本文通过数值模拟的方法对比研究了不同井群布设方法下超临界CO_2强化深层卤水开采的效果,得到的结论如下:无论是矩形井网法还是三角形井网法,超临界CO_2强化深层卤水开采的效果都是非常显著的.基于提出的4种布井方法,从卤水开采总量、卤水越流风险、CO_2注入总量、CO_2泄漏比和区域压力调控这几个方面对比分析:7B6C与9B4C相当、6B7C次之、4B9C效果略差,整体上集中式的三角形井网法略优于矩形井网法,但这两种布井方法没有明显的优势差别.因此,在实际的超临界CO_2强化卤水开采项目中,可根据现场地形和工程条件选择比较合适的布井方法.     

多因素综合作用下卤水盐结晶实验研究

针对盐矿水溶开采过程中盐结晶析出附着在采卤管道上,使采卤效率降低或采卤管堵塞的问题,综合考虑了卤水温度、盐含量和流速等因素在开采过程中的变化情况,根据相似模拟准则,在实验室内搭建的物理模拟试验平台上进行了多因素综合作用下盐结晶析出规律的研究。试验结果表明,由Na₂SO₄-NaCl-H₂O三元水盐体系相图可知,Na₂SO₄质量浓度最大为20g/L时,卤水中只有NaCl结晶析出;多因素综合作用下,影响盐结晶的主要敏感因素为卤水温度和盐含量;当卤水中各组分质量浓度之和为318g/L,温度降为20℃时,卤水中才有结晶析出。本研究为盐矿开采预防结晶堵管提供一定的理论指导。     

山东省浅层地下卤水资源浅析

山东省的浅层卤水资源主要分布在环渤海和胶州湾沿岸,呈条带状沿海岸带分布于以下三个地区:黄河三角洲平原区、莱州湾南岸平原区和胶州湾港湾区。随着经济的发展,卤水资源的开采量呈逐步上升的趋势,并因此产生了一些不良地质现象。通过对矿区浅层卤水资源的调查评价,对区内浅层卤水资源开采作了相应分区,以达到资源的可持续利用,并对浅层卤水资源保护提出了措施建议。     

潍坊市北部天然卤水矿床特征及成因分析

山东省潍坊市北部天然卤水矿床位于莱州湾南岸的滨海地带,特殊的地理环境为矿床的形成提供了丰富的物源,干旱半干旱气候是天然卤水矿床形成的必要条件.通过对卤水资源野外实地考察取样、基本化学分析,参考已有数据资料,探讨了天然卤水的形成、演化过程,认为潍坊市北部天然卤水是由海水入侵经潮汐滞留后经蒸发浓缩、渗透富集而形成的.为进一步开发利用卤水资源,评价其资源开发潜力有一定指导意义.     

西藏扎布耶盐湖卤水273 K等温蒸发实验

 西藏扎布耶盐湖卤水中蕴藏着丰富的矿产资源,具有巨大的开发利用价值。盐田相分离技术是盐湖卤水资源开发利用的有效手段,而盐湖卤水蒸发实验是盐田相分离技术的基础。通过对西藏扎布耶盐湖冬季卤水进行273 K 等温蒸发实验,研究了蒸发过程中盐类结晶析出规律,发现扎布耶冬季卤水273 K 等温蒸发析盐顺序为石盐、芒硝、硼砂、泡碱、钾石盐、碳酸锂,与Na⁺、K⁺//Cl^-、CO₂^-3、SO₂^-4-H₂O五元水盐体系298 K 相图有一定区别;锂在实验中得到了有效的富集,与原卤水相比浓缩倍数达3.66 倍;钾主要以钾石盐的形式于蒸发实验中后期结晶析出,可得到较高品位的钾混盐,其中钾石盐品位最高可达到17.13%,很适合后续提取;硼砂在整个蒸发过程均有析出,相比高温条件,硼砂析出较分散且含量不高,不利于其利用。扎布耶年均气温在0℃左右,该等温蒸发实验可为低温条件下开发利用扎布耶盐湖卤水资源提供基础依据。     

含硼资源开发的有关相化学研究进展

相平衡与相图是盐湖卤水资源开发利用的理论依据，本文重点归纳总结了含硼资源开发的有关相化学研究进展，内容主要包括硼酸和硼酸盐体系的稳定相平衡、硼酸盐体系的介稳相平衡及含硼水盐体系溶解度理论计算的研究现状，重点总结了我国卤水中硼资源和硼矿资源开发利用的有关相平衡研究现状，指出了存在的主要问题和发展方向。     

浅析盐湖采卤设备的选用及使用中存在的问题

通过设计实例，介绍了地下卤水开采设备的选用及泵站配置，阐述了泵在生产使用中存在的问题。     

世界钨矿床资源研究

文章对钨矿床进行了分类介绍。其中开采出钨矿石多的矿床有:脉/网脉型、矽卡岩型、斑岩型、层控型,开采出钨矿石较少的矿床有浸染型、冲积砂矿型、角砾岩型、岩筒型、砂积型、冲积砂矿型矿床,开采出钨矿石极少的有伟晶岩型,卤水/蒸发型及热泉型矿床。     

基于Modflow和ARIMA 模型的峰峰矿区岩溶地下水模拟及预测

为科学有效地了解峰峰矿区岩溶地下水的均衡状态和用水规划实施后未来(2018～2025年)地下水动态变化,通过构建地下水流数值模型(visual modflow模拟程序)和ARIMA降水量预测模型(R语言软件),对研究区岩溶地下水资源量和水位动态变化进行模拟和预测。结果表明,现状开采条件下,峰峰矿区岩溶地下水多年平均补给量为8 726. 62万m~3/a,排泄量为8 937. 96万m~3/a,均衡差为-211. 34万m~3/a,处于负均衡状态。随着矿区用水规划的实施和用水结构的调整,预测2018～2025年岩溶地下水位将呈小幅度波动上升趋势,降落漏斗范围明显缩小。研究成果可为峰峰矿区地下水资源的合理开发利用提供依据和参考。     

龙子祠泉岩溶水流量衰减原因及防治对策

从自然和人为因素两方面,分析了龙子祠泉流量衰减的主要原因是大气降水量的减少、岩溶地下水开采量的增加以及由于煤矿开采大量抽排岩溶地下水,提出了建立水源保护区、完善监测体系、开展采矿排水利用研究、加强岩溶水的人工补给等对策,以保护好龙子祠泉水资源。     

采动作用下煤矿地下水流场的演变规律

采动条件下含水层结构变化对地下水流场和地下水资源分布具有显著影响.以梨园河煤矿为例,在分析研究区水文地质条件的基础上,结合采动裂隙对含水层结构的破坏程度,采用数值模拟方法,预测分析了该矿采煤20年后研究区不同含水层地下水流场动态特征.结果表明:松散岩类孔隙含水层流场基本保持不变,仅井田北部的导通区地下水位有所下降,局部形成降落漏斗,最大降深18 m;碎屑岩类裂隙含水层受矿井排水影响,地下水位大幅降低,地下水流场变化明显,形成了以井田中部为中心的降落漏斗,最大降深106 m.研究结果可为保护矿区地下水资源与制定防治水措施提供理论依据.     

MODFLOW在三门峡铝土矿疏干排水模拟中的应用

根据三门峡铝土矿区地层分布、地质构造及水文地质条件,对矿区赋水的寒武-奥陶系灰岩岩溶裂隙含水系统水文地质条件进行概化,建立了地下水流数学模型,采用Visual MODFLOW有限差分方法模拟地下水位变化和预测涌水量.结合矿区群井抽水试验地下水位观测资料对地下水流数学模型进行校正和参数反演,利用校正后的数学模型和参数预测井在不同采矿设计疏干水平下地下水的水位分布和矿区涌水量的变化,为有效防治地下水和安全合理开采铝土矿提供可靠的依据.     

凹陷式开采石灰岩矿区地下水渗流数值模拟

露天凹陷式开采石灰岩矿区的疏干降水过程将形成降水漏斗,并改变区域地下水流场;定量刻画开采条件下的地下水渗流对矿区涌水量预测及相关环境地质问题防治有重要的实际意义。以广东某石灰岩矿区为例,采用地下水渗流数值模型模拟了矿坑开采速度分别为4、5、8 m/a条件下的地下水流场变化过程。模拟结果表明：在开采条件下,研究区地下水位不断降低,水位下降速率与开采速度之间呈正相关关系;开采形成的降落漏斗将延伸至矿区所在水文地质单元边缘,形成时间与速度成反比;区域范围内的地下水位年内动态与降雨季节变化一致,波动幅度随与矿坑距离增加而减小、随渗透系数降低而增加,但受开采速度影响不明显。开采初期,矿坑涌水量随开采深度和开采速度增加而增大;但当矿坑开采深度达40 m时,研究区浅层第四系孔隙水和溶洞裂隙水基本疏干,涌水量基本不再随开采深度增加,以4、5、8 m/a速度开采的矿区稳定涌水量分别为7 970、8 240、9 030 m³/d。该研究结果可为类似石灰岩矿区开采方案设计及周边地下水位动态监测提供参考。     

白浪河流域地下水化学特征及其控制因素

白浪河流域北部平原第四系含水层中含有高浓度的卤水,近年来有南侵的趋势,影响了南部平原区的供水安全,正确认识白浪河流域平原区地下水的水化学特征及其成因,对于合理管理地下水资源、保障供水安全具有重要意义.以前人研究为基础,通过在白浪河流域采取地下水化学样品,运用Piper三线图、Gibbs图、无机离子示踪剂等多种水化学分析...     

黑龙洞泉域岩溶地下水水质运移模拟分析

地下水作为中国北方地区的重要供水资源,保护地下水的水质安全是地下水资源合理开发利用的主要问题之一。以黑龙洞泉域作为研究区,以探索羊角铺水源地保护区划分为例,通过采用数值模拟的方法对研究区建立概念模型和数学模型,为减少因模型参数的不准确性带来的误差,当在模型水文地质参数分区时结合遥感影像来确定含水层参数,之后在利用 MODFLOW软件模拟获取地下水流场和以开采井为中心溶质质点向外迁移的运动轨迹,并根据在不同的时间标准内所迁移的距离来确定地下水水源地一、二级保护区。结果表明,利用该方法客观详细地刻画了地下水水质运移的情况,保护区划分的结果可靠、准确,为相关管理部门提供有效合理的依据。     

区域流场对含水层采能区地温场的影响

建立三维水热耦合数值模拟模型,对不同地下水天然流动情况下,含水层采能过程中及采能后地温场的演化进行了模拟和分析。结果表明,对于地下水流动较为显著的地区,地温场的变化幅度不仅受地下水天然流速的影响,还与井位布局方向密切相关。区域地下水的天然流速越大,系统停运期抽水井的温度恢复速度越快;对于相同地下水天然流速,地下水流向沿抽水井指向回灌井比垂直于抽灌井对之间连线方向的情况,抽水井温度变化幅度要小。     

泰安岩溶水系统地下水水量水质模拟与预测

运用建立的地下水水量水质耦合模型，以2000年为基准，对泰安岩溶水系统2010年的水量及水质进行了模拟预测，指出现状开采条件下岩溶水系统地下水环境将持续恶化；为了实现地下水资源可持续利用，必须对岩溶水系统地下水资源进行优化控制规划。     

新疆某地浸采铀矿山退役井场地下水污染特征

地浸采铀对地下水的污染及退役后地下水的复原是铀矿冶工业中的一个重要环境问题.本文对某退役地浸井场地下水的污染状况进行了系统的监测与分析.地浸生产对矿层上部和下部的含水层没有影响,各项指标处于该区地下水的本底范围内,也符合Ⅲ类地下水水质标准.地浸对采区内含矿含水层地下水造成严重的污染,污染组分主要有SO2_4、NO3_、H＋、U、Ca、Mg、Ba、Fe、Cu、Zn、Pb、Mn、Cd、As、Ni、F等,污染物的来源包括地浸生产中加入的化学试剂和岩石、矿物中的各种常量元素、微量元素被浸出释放进入地下水中.污染范围主要分布在地浸采区内,对采区上游地下水的污染影响较小;对采区下游地下水的污染程度较高,污染范围已达到采区下游700~1000 m.退役后天然地下水流场的恢复导致污染晕圈向井场下游迁移,但是由于岩石的“自然净化”作用导致污染物浓度随水流方向显著降低.