榆神矿区导水裂隙带高度多因素影响规律及保水采煤分区

通过融合数理统计、多元回归与空间分析方法，分析了导水裂隙带发育高度受多种因素影响规律，构建了综采导水裂隙带高度与煤层采高、采深、开采推进速度多因素之间的非线性统计关系式；基于导水裂隙带经验公式及保水采煤阈值，将榆神矿区划分为五类，工况一条件下矿区内基于水资源保护的安全开采区域(WRSE)面积为4.24×10⁹ m²,占比为82%;基于水资源保护的非安全开采区域(Non-WRSE)的面积为920 835 911.3 m²,占比为18%;工况二条件下矿区内WRSE的面积为3.87×10⁹ m²,占比为77%;Non-WRSE的面积为1.14×10⁹ m²,占比为23%;工况三条件下矿区内WRSE的面积为3.78×10⁹ m²,占比为73%;Non-WRSE的面积为1.38×10⁹ m²,占比为27%;对比研究3种工况预测的保水采煤分区数据，以保水采煤分...     

从黄河治理到生态保护和高质量发展——访中国科学院院士王光谦

 黄河是世界上输沙量最大、含沙量最高的河流。20世纪普遍采用的数据为：黄河多年平均天然径流量580亿m³,多年平均输沙量16亿t,平均含沙量为35 kg/m³。新世纪以来,黄河流域的水沙条件发生了显著变化,但水沙关系不协调、水资源短缺、地上悬河严重、水沙调控体系不完善等根本问题仍是黄河生态保护与高质量发展面临的主要挑战。完善水沙调控体系,继续确保堤防不决口、河道不断流、河床不抬高、污染不超标是新时代保障黄河生态保护和高质量发展的基础。为了解王光谦院士团队的研究成果为黄河治理发挥的重要作用,针对黄河生态保护和高质量地发展、中西部地区科技创新水平的提升,《科技导报》采访了王光谦院士。     

新疆白杨河流域河道内外生态需水的研究

新疆白杨河流域是干旱与极端干旱叠加型流域,水资源短缺导致生态用水被生产生活用水大量挤占。为了科学有效利用白杨河流域水资源,为该流域河流生态系统的水资源规划和优化配置提供理论依据,并且促进该流域经济社会生态协调发展,基于水文气象资料和遥感数据,采用Tennant法和面积定额法计算白杨河流域河道内河流生态需水量和河道外植被、湿地、城市生态需水量,进行新疆白杨河流域河道内外生态需水的研究。结果表明:维护白杨河流域生态稳定的最低生态需水总量为15124.32万m³,其中河流生态需水5964.45万m³,植被生态需水4963.20万m³,湿地生态需水749.67万m³,城市生态需水3447万m³。白杨河流域河流生态需水主要集中在6—9月,植被生态需水主要集中在7—8月,且流域下游的生态需水量需要得到保障。     

基于水资源通用配置与模拟模型的邯郸市水资源优化配置

为实现区域水资源的动态调控,立足河北邯郸市水资源本底条件差且管理需求高的现状,利用水资源通用配置与模拟(general water allocation and simulation, GWAS)模型构建了基于自然-社会二元水循环的动态邯郸市水资源配置模型,在选用1980—2016年和2020年相关数据分别对模型水循环模块和配置模块开展参数率定和验证的基础上,对区域2025年和2035年平水年(保证率P=50%)、枯水年(P=75%)的水资源分别进行配置。结果表明：邯郸市2025年平水年和枯水年的配置水量分别为22.43×10⁸ m³和21.53×10⁸ m³,缺水率分别为11.70%和22.13%,缺水口主要在农业;2035年平水年和枯水年的配置水量分别为25.02×10⁸ m³和23.31×10⁸ m³,缺水率分别为4.53%和21.81%,其缺水情况较2025年明显改善;受邯郸市天然水资源匮乏和西高东...     

城市化水平与水资源利用效率的关系研究——以珠江三角洲城市群为例

以珠江三角洲城市群为研究对象, 基于该区域2005—2017年人口变化、经济优化、社会发展以及水资源利用等数据, 通过构建城市化综合评价体系, 对该区域城市综合发展水平进行评价。在此基础上, 利用改进的水足迹计算方法, 对水资源利用效率进行分析, 量化及验证城市化水平与水资源利用效率之间的关系。结果表明: 1) 从城市化发展水平来看, 可将珠三角城市群划分为4个等级, 其中广州市和深圳市处于高水平城市化等级; 2) 通过水足迹计算方法, 得出2016年珠江三角洲城市群水足迹总量为580.58 亿m³, 显著大于根据《2016年广东省水资源公报》中数据计算得到的结果(289.90 亿m³); 3) 在城市化发展的不同阶段, 水足迹总量变化趋势不同, 阶段性特征明显; 4) 随着城市化的不断发展, 水资源利用效率将会提高。     

基于系统动力学模型的山东省农业供需水优化

为了探讨农业水资源不同发展模式对山东省农业供需水量变化的综合影响,采用系统动力学模拟软件Vensim建立农业用水供需平衡模型,综合考虑作物灌溉面积、水资源供水量等因素的影响,仿真模拟基于现状年条件下山东省农业缺水率的未来变化趋势。结果表明：在灌溉保证率为50%的条件下,中长期规划发展模式、跨区域调水发展模式、灌溉水高效发展模式、最佳效益比发展模式、综合发展模式5种发展模式中山东省2018—2025年农业缺水率都呈现下降的趋势,其中综合发展模式中2025年农业供水量达到1.556 1×10¹⁰ m³,需水量达到2.239 4×10¹⁰ m³;农业缺水率为30.1%,与其他4种发展模式相比,分别降低了15.45%、 4.7%、 7.1%、 3.99%;综合发展模式更适合于未来山东省农业优化发展策略。     

页岩气的开发

 页岩气作为一种资源量巨大的非常规天然气,具有“自生自储,原地成藏”的特征,其储层致密、开采难度大、气井投产后“初产高,递减快,长期低产”的特点明显。综述了全球页岩气的储量、开发技术及意义,介绍了目前中国页岩气的开发现状。中国页岩气资源丰富,地质资源量134.42×10¹² m³,技术可采资源量25.08×10¹² m³,“水平井+体积压裂+工厂化作业”是页岩气成功开发的基本模式,目前在长宁-威远、昭通和涪陵3个南方海相页岩气示范区实现了初步规模开发,已经具备了年产气97亿m³的生产能力。分析表明,合理高效地开发页岩气,对于缓解中国能源供需矛盾、调整能源消费结构、增强国际天然气定价影响力及促进区域经济发展均具有重要意义。     

庆城页岩油后期补能注伴生气吞吐注采参数优化

页岩油的开发缓解了中国石油能源供应紧张的局势,是未来重要的接替资源。长7页岩油开发方式以天然能量为主,随着开发的进行存在产量递减快、采收率低等问题;长期天然能量开发地层能量亏空较大,亟须补充地层能量实现二次有效开发。针对以上问题,为探索有效补充能量、提高采收率方式,基于长庆某页岩油区块,开展室内实验对比不同种类气体与原油体系性质差异,并利用油藏数值模拟手段,建立矿场尺度数值模拟模型,优化伴生气吞吐补能技术政策。优化参数为注气量90×10⁴ m³、注入速度3×10⁴ m³/d、焖井时间20 d、吞吐轮次10轮。在整体统一优化的基础上,针对补能效果较差的井进行个性化注气量优化设计,单井注气量增大至150×10⁴ m³,保障所有吞吐井整体能量补充水平一致,进一步提升了注气吞吐增油效果,注气吞吐较衰竭开发累产油量可提高33%。研究探索了页岩油后期有效补能提采方式,研究成果为长庆页岩油实现注伴生气吞吐有效开发提供了理论依据。     

辽宁省水资源足迹的计算及评价

水足迹和虚拟水是近年来国际水资源研究的新动向,也是当今国际水资源领域研究的热点.水资源足迹真实地反映了人类对水资源的利用情况,为水资源科学管理,粮食安全,水安全等提供了一个全新的研究视角.本文应用了水资源足迹和虚拟水的相关概念及计算方法,计算并分析了辽宁省2002年和2003年的水资源足迹,充分利用此战略可以有助于解决水资源短缺问题.     

水力负荷对生物滞留系统渗流性能及孔隙率的影响

生物滞留池是处理初期雨水径流的主要手段,不仅能够滞水蓄水、对初期径流污染的削减也有着一定的效果,且其在水处理领域的应用范围正在不断扩大.本项试验研究4种不同进水负荷下生物滞留池系统的渗透系数、平均孔隙率的变化,结果表明:渗透系数随运行时间逐渐降低,平均孔隙率也随运行时间逐渐变小,并最终趋于稳定,当进水负荷小于2.0 m³/(m²·d)时渗透系数与平均孔隙率具有一定的相关性.生物滞留池在运行25 d左右时结构达到稳定.进水负荷大于等于4 m³/(m²·d)时,水力冲刷作用对生物滞留池内部结构影响较大,渗透系数与平均孔隙率的变化规律不明显.     

聚硅酸盐类絮凝剂的开发与研制

我国是一个水资源短缺的国家,人均水占有量只有世界人均水占有量的1/4.随着工农业生产的发展,水污染日趋严重,地表水处理和污水处理回用日益受到重视,水处理剂的需求量迅速增大,新型絮凝剂的开发与研制越来越受到人们的重视.     

低温真空环境下不同密度二氧化硅气凝胶复合材料隔热性能研究

以正硅酸乙酯、乙醇等为原料,采用溶胶-凝胶反应和超临界干燥工艺制备了密度分别为30、80、120、260、320 kg/m³的纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料,分别在常压、25℃下以及真空、-130～25℃的条件下测定了所制备的气凝胶复合材料的导热系数,研究了复合材料的密度及组成对于气凝胶材料隔热性能的影响规律。结果表明：在常压、25℃条件下,在不同密度的气凝胶复合材料中,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小(0.013 W/(m·K));密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小;密度为120、260、320 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而增大。在真空、-130～25℃的条件下,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小;密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小。在130℃时,由于密度为320 kg/m³的气凝胶复...     

乌梁素海及其周边水体222Rn的时空分布特征及其指示意义

对内蒙古自治区乌梁素海湖泊及其周边河渠、地下水中放射性同位素氡(²²²Rn)含量的时空分布特征进行了调查分析.结果表明：乌梁素海非灌溉期(2021年9月上旬)湖水、出入湖河渠水、近湖岸地下水的²²²Rn活度均小于灌溉期(2020年10月下旬),非灌溉期湖水的²²²Rn活度约为灌溉期的39%,表明灌溉入渗、排水过程改变了区域地下水水动力条件，加速了区域地下水的循环流动，增大了水循环系统中的²²²Rn活度；河湖²²²Rn活度的时空差异性显著，灌溉期湖水²²²Rn在总排干入湖区偏大，表明总排干退水是湖水²²²Rn的主要源项.非灌溉期湖水²²²Rn活度(129.72～194.59 Bq/m³)和退水渠内湖水²²²Rn活度(277.25 Bq/m³)均大于总排干内湖水²²²Rn活度(110.72 Bq/m³),指示...     

页岩气开发对川渝地区水资源环境的影响

 目前中国页岩气已进行大规模商业开发,但页岩气开发对当地水资源环境造成一定的风险。通过川渝两地页岩气井场实地调查和取样分析,结果表明：一方面,页岩气开发总耗水量巨大,每口井用水量约32000 m³;另一方面,水环境污染风险来自于：1）压裂返排液和钻井返排液,其成分复杂,盐度高,并含有多种重金属;2）钻进过程产生巨量的废油基泥浆和含油钻屑;3）页岩气开发地区,溶洞、裂缝、暗河发育,钻井过程易发生井漏或井喷;4）地面工程建设。因此,在页岩气开发过程中,必须精心施工,合理调配水资源,大力发展返排液处理技术,以便防止页岩气开发过程中过度消耗水资源,并避免水污染。     

低密度二氧化硅气凝胶微观结构与隔热性能表征

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11kg/m³的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25kg/m³和38kg/m³的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET等检测方法对样品的微观结构进行表征,对比了不同密度低密度气凝胶的微观结构,并测试了不同温度下的导热系数。结果表明：相比于密度更大的气凝胶材料,11kg/m³低密度气凝胶具有更为纤细的骨架结构和更大的孔洞尺寸,以及较小的比表面积,室温条件下具有最大的导热系数;在气凝胶密度小于40kg/m³的范围内,呈现出密度越小,导热系数越大的规律。     

新场JS2致密砂岩气藏开发中后期加密界限研究

加密调整作为开发中后期气藏提高采收率的主要手段之一,但目前加密调整界限模糊,调整效果不尽理想。以典型致密砂岩气藏新场JS₂气藏为例,以经济评价为依据,利用动态分析及数值模拟技术,研究不同储量区加密调整经济技术界限,提出针对性的技术对策。研究结果表明:1)Ⅰ类储量区加密调整界限:地层压力大于原始地层压力的59%,直井和水平井均可;当储量丰度大于4.96×10⁸ m³/km²,水平井更优;地层压力仅为原始地层压力的47%～59%只适用于直井。2)Ⅱ类储量区:地层压力大于原始地层压力的67%且储量丰度大于2.03×10⁸ m³/km²直井及水平井均可,储量丰度小于2.20×10⁸ m³/km²适用于直井,储量丰度大于2.34×10⁸ m³/km²水平井更优;地层压力为原始地层压力的51%～67%,只适用于直井。...     

焦作市PM2.5污染化学组分特征及潜在源分析

利用2017年12月至2018年2月焦作市PM_2.5及其化学组分（水溶性离子和碳组分）数据,分析了观测期间焦作市PM_2.5化学组分特征及潜在源。结果显示:1)焦作市PM_2.5主要由NO₃^-、NH₄⁺、SO₄^2-、OC（Organic Carbon,有机碳）和EC（Elemental Carbon,元素碳）组成,观测期间平均浓度分别为30.26μg/m³、17.86μg/m³、16.47μg/m³、17.44μg/m³和4.27μg/m³,在PM_2.5中占比75.1%;2)焦作市冬季污染天NO₂和SO₂的二次转化程度更高且OC和EC的来源更为相似;3)本地源是焦作市冬季PM_2.5污染的主要潜在源,周...     

布袋除尘器改造电除尘器关键技术在600 MW燃煤机组超低排放改造工程中的应用分析

 山西鲁能河曲发电公司完成了2×600 MW燃煤机组布袋除尘器改造为低低温电除尘器,实现了超低排放,通过协同优化三相电源低低温电除尘器和湿法脱硫同步实现SO₂和颗粒物的超低排放,针对本燃煤机组工况特点以及原布袋除尘器本体大小,通过对电除尘器本体选型、流场优化、三相电源等关键技术的工程应用,完成布袋除尘器改造电除尘器。结果表明：在电除尘器比集尘面积为83.5 m²/（m³·s）、入口烟尘质量浓度为35.8 g/m³的条件下,电除尘器出口烟尘排放总质量浓度在9.93~14.69 mg/m³,其中PM_2.5排放质量浓度不高于1.58 mg/m³。三相电源低低温电除尘集成湿法脱硫可满足燃煤电厂超低排放要求。     

解决水危机的新领域——虚拟水战略

21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源。有一种新兴的概念"虚拟水",在一定程度上解决了水资源和水安全的问题。"虚拟水"是保障国家粮食安全,维护社会稳定,促进社会经济可持续发展的重大举措。虚拟水贸易可以作为跨流域调水的补充,在保障缺水地区水安全方面发挥重要作用。     

水资源现状分析及保护对策

我国是一个洪涝灾害频繁、水资源短缺、水生态环境脆弱的国家。随着人口的增长和经济社会的快速发展，水资源问题，尤其是水资源短缺与经济社会发展的矛盾已经充分暴露出来。