赣南基岩缺水区安全供水示范工程建设的7个科学问题

 中国是世界上13个贫水国之一,缺水问题不但在人口集中的华北平原存在,西北荒漠区、西南岩溶区,甚至水资源丰沛的东南地区,也存在饮水困难,特别是在贫水地层分布的基岩山区。基岩缺水区解困方式有集中和分散及其组合多种形式,集中供水的解困效益最为显著,解困难度也最大。以中国地质调查局2017年在赣南扶贫找水实施的兴国县西霞农村集中安全供水示范工程为例,采用实例分析和工程验证的方法,剖析在饮水不安全的基岩山区如何找水、取水、净水、储水、配水、用水、护水等科学问题,并对其概念进行了界定。把科学问题的思考和应用科普化,使工程技术创新、科学问题探索和饮水安全知识科普宣传融合互促,起到了典型示范引领作用。     

河北太行山区泥石流灾害的主控因素与预测分析——以石家庄西部泥石流灾害为例

石家庄西部太行山区是河北省主要泥石流地质灾害频发区,该区地质构造强烈,岩石破碎,节理裂隙发育,沟谷狭窄,沟床比降大,每年7-8月份强降雨期间,沟谷源头侧壁岩土体的崩塌与滑坡物与洪水混合,极易形成泥石流.本文认真分析了该区泥石流发生灾害的特征,从泥石流形成的物源条件和动力条件两方面分析了泥石流发生的主控因素,对泥石流灾害暴发预测提出了双临界雨量阈值判别法,并进行了预测分析.     

基于宁波大榭岛熔结凝灰岩地区的压水试验改进

压水试验是测试深部岩体渗透性的重要方法之一。通过改进压水试验,如安装推拉阀门精简设备,在试段内安装探头直接测取试段压力,在压水泵和压力计之间安装水阀将压水试验转为脉冲试验等,在宁波大榭岛致密凝灰岩地区进行试验,对比分析了改进前后的测试效果。结果表明,理论计算的试段压力与实际存在一定差异,使用探头获取的试段压力排除了管损压力、孔内水位变化等因素的干扰,使得渗透系数的计算更准确;在低渗透性试段内,脉冲试验能测得小于1.0×10~(-5) m/d的渗透系数,更加精确。这些改进提高了压水试验的效率和精度,并拓展了试验设备的应用范围,对于岩体渗透性评价具有一定参考价值。     

淹水-落干循环驱动下土壤砷结合形态的动态转化

外源砷在土壤中的毒性/迁移性主要受控于其结合形态,探明土壤砷结合形态的动态变化是准确评价其生态风险的前提。本研究主要通过室内土柱淹水-落干循环模拟野外土壤氧化还原环境的交替性转变,利用连续提取技术分析了土壤砷各结合形态的变化规律及相互转变过程,结果表明：土柱的淹水-落干循环致使不同层位土壤氧化还原电位值( Oxidation Reduction Potential)在-114 mV~615 mV范围内振荡变化并驱动着土壤氧化环境的交替变化。此外,ORP的振荡变化提高了与砷迁移性密切相关的氧化铁晶形化。在120 d的试验周期内,非专性吸附态和残渣态砷含量总体减少,而非晶质和晶质氧化物结合态砷含量增加。水溶性砷在水动力作用下向上层土壤迁移,导致非专性吸附态砷含量表现为上层土壤>底层土壤,其它形态则相反。微生物对土壤矿物的氧化/还原性溶解、微孔扩散、氧化物的吸附包裹等可能是土壤砷结合形态相互转化的主要驱动机制。对比特定氧化/还原条件,氧化还原条件的交替转变明显延缓了土壤砷的“老化”并使其在各形态的(重)分配变的更为复杂。