地铁建设对地下水环境的影响: 以济南市经十路为例

地铁等地下工程修建过程中的地下水环境保护问题,越来越受到广泛关注。能否准确评价地铁建设对济南地下水环境的影响程度,是实现地下水环境保护与地铁共融共生的关键。本文以济南某段地铁线路为例,在综合分析水文地质条件的基础上,采用解析法与数值法定量分析了地铁建设可能引起的环境地质问题,从地下水动态变化角度探讨地铁建设对于济南地下水环境的影响,为地铁建设优化设计、地下水环境保护等提供科学依据。结果表明：(1)地铁施工建设期间对地下水环境的影响表现为施工期基坑降排水导致地下水动态暂时性变化,基坑封顶后不再需要降排水,水位逐步恢复,对地下水动态产生的影响也会随之消失。施工中要尽量采取分批次施工的方式,减少工程降水时间与总排水量,同时在总排水量较大的站点基坑外侧下游设置回灌井,采用边降水边回灌的方式施工,可消除施工降水对地下水位的影响。(2)根据长期水位观测资料,研究区段浅层岩溶水水位与泉水水位动态相关性较差,说明浅层地下水与泉群的连通性一般,然而为尽可能减小地铁施工对地下水径流的影响,地铁底板尽可能的浅埋。(3)地铁线路走向与地下水径流方向之间存在夹角,因水流受阻产生的水位壅高可能会引发地下工程渗水、涌水等工程安全问题,经计算在不采取导流措施的情况下研究区段各车站地下水壅高值范围在0.51~1.10m之间,通过采取导流措施将上游受阻地下水沿导水通道疏导至基坑下游,可消除水位壅高,使车站附近地下水流场接近原始状态。     

川西彭州地区雷四段地层区域应力场分布规律及应用

由于对川西彭州地区雷四段地应力分布规律认识不足,井壁失稳问题频发。基于地震解释成果建立了区域三维地质模型,采用室内实验和测井资料确定了模型的岩石力学参数,运用有限元方法模拟了研究区目的层地应力场。结果表明,最小水平主应力为87.30~136.43MPa,最大水平主应力为122~190.57MPa;高应力主要集中在研究区西南部和背斜两翼,由于断层应力得到释放,应力最小,而断层周围因岩石变形但未破碎,表现为应力集中;断层区域的地应力方向发生了偏转,断层走向越接近地应力方向,应力方向偏转程度越小。以7-1D井为例,结合地应力预测结果,绘制了该井坍塌压力方位变化图,为井壁稳定性评价提供参考。研究成果能为川西彭州地区雷四段地层的井壁失稳防治和施工提供有效指导。     

农田灌溉水循环利用系统构建方法

介绍了将农田中坑塘湿地改建用于储存降雨径流和农田灌溉排水进行回用的水循环系统构建方法,在提出水循环调蓄湿地体积估算方法的基础上,构建了调蓄湿地水循环利用系统,分析了高效净污载体、微生物筛选与附着、水生植物群落配置和水动力微循环交换系统等水质净化技术,指出区域降水量和降雨历时是影响水循环调蓄湿地体积和循环水利用量的重要因素。对上海崇明水稻田循环调蓄湿地系统进行了设计与构建,循环调蓄湿地运行后共节约灌溉水量6239.9～9359.9m3。     

川西致密砂岩气田采气工艺实践与效果

川西侏罗系气藏为典型的致密砂岩气藏，无明显边底水、层间水，气井生产少量产水。随着气田不断开发，气井井底积液加剧，造成产量压力双递减，稳产期短，低压低产生产时间长，排水采气是气藏长期稳产的关键技术。为探寻适用于川西致密砂岩气田的排水采气工艺及管理体系，基于25 a的研究和实践，建立并完善了一套基于流压实测、回声仪、模型及矿场经验法的产水气井多元化井筒诊断技术，根据气井自身能量变化规律，形成了差异化泡沫排水采气工艺为主体，互补型气举排水采气工艺为辅助，以连续油管和柱塞气举为补充的致密气田排水采气体系，并通过数字化技术发展，提出了“精细诊断+智能工艺一体化”的排水采气精细化管理体系，研制了积液在线诊断、丛式井整体式泡排及柱塞气举等智能化配套设备，并通过1 200余口气井的现场应用，有效提高了气井排液稳产效果，降低了老井综合递减率，对国内外类似气田开发具有一定的借鉴意义。     

川西老区中浅层新型泡排药剂研发与应用

川西老区中浅层气井已总体处于低压低产阶段，井口压力低于1 MPa占比76.13%，产量低于0.2$\times$10$^4$m$^3$/d占比57.14%，80.62%的气井已介入泡排工艺，但泡排工艺效果逐渐变差。针对高含凝析油气井泡排效果差、低压低产气井泡排低效及积液与乳化并存致气井治理难度大等问题，研发了3种新型SCU系列泡排剂。通过建立CHSB—SDS—PFBS三元表面活性剂体系，研发了高抗凝析油泡排药剂SCU—2，可将气液表面张力降低至26.73 mN/m，抗凝析油含量达50%；优选反应体系及催化剂，研发了自生能量型泡排药剂SCU—3，可在井筒发生化学反应生成N$_2$，并释放热量，提高低压低产井泡沫举升效率；优选复合酸与抗油性表面活性剂复配，研发了净化与排液一体化药剂SCU—6，同等浓度下降黏能力优于常规净化剂，起泡能力优于常规泡排剂。SCU系列药剂应用138口井，有效率89.73%，增产天然气774$\times$10$^4$m$^3$。新药剂拓展了泡排工艺技术的应用范围，具有良好推广应用前景。     

基于CCDIO工程教育探讨给排水专业学生的职业意识

职业意识淡薄不仅对给排水科学与工程专业学生的就业产生影响,而且对学生的职业生涯发展缺乏引领作用;基于以CDIO为基础形成的CCDIO工程教育,以水的良好循环为核心,提出了给排水专业学生职业意识的主要内容;将职业意识全程嵌入给排水专业的人才培养和专业课程教学的全过程中,有助于为水的良好循环提供人才保障和技术支撑。     

流域数字水文模型研究

探讨了数字水文模型的基本内涵和基本框架，首先利用数字高程数据自动提取流域水系，构建数字高程流域水系模型，主要包括数字高程模型中凹陷区域的识别和处理，平坦部位水流流向设定，子流域集水单元勾划，河网生成，河网与子流域编码及网结构拓扑关系的建立；然后在每一集水单元上建立数字产流模，再根据河网结构扼扑关系建立了数字河网汇流模型，从而形成数字水文模型，通过淮河流域能量与水分循环试验强化观测资料的检验，结果表