2022年, 第45卷, 第3期　刊出日期：2022-09-30

  

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中国地质调查局天津地质调查中心成立60周年特约专辑（水工环地质、海岸带与第四纪地质专辑）
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  天津地热资源开发利用前景及存在问题

  杨吉龙, 汪大明, 牛文超, 相振群, 刘洋, 赵泽霖, 程先钰

  华北地质. 2022, 45(3): 1-6. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.01

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  在全面落实国家“双碳”目标的大背景下，地热资源高质量开发利用已愈来愈重要。天津地热资源禀赋好，开发利用已初具规模，但利用仍然较为粗放，没有形成集约型全产业链发展模式，仍需在资源勘查、地热回灌、动态监测和科学管理等方面全面提升。文章分析了当前天津地热资源开发利用现状和存在问题并提出具体工作措施和建议，未来应加大天津地热资源的整装勘查力度，摸清6 000 m 以浅地热资源家底，保障资源供给，分区分层确定开采方案；协同攻关地热资源回灌关键技术，在地热资源承载力评价基础上，加大回灌力度，提升资源利用效率；同时做好技术规范和法规标准制定，建成地热资源监测一张网，利用监管机制创新和信息化手段提升管理水平；加大政府扶持力度，“放管服”相结合，开辟多元化融资渠道，保障地热资源勘查开发资金，促进地热产业健康有序融合发展。
  
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  海岸带“海陆空”数值模型及应用综述

  李勇, 杨朋, 文明征, 姜兴钰, 田立柱, 王福

  华北地质. 2022, 45(3): 7-15. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.02

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  数值模型作为津冀沿海“海陆空”综合地质调查与观测体系建设的必要组成部分，在环境地质成果表达和综合研究中具有重要的不可替代的作用。本文论述了与海岸带“空陆海”相关的众多开源数值模型，这些模型在工程设计和科学研究中经常会使用到，具有获取方便、使用灵活及便于耦合等优点。本文主要从流体运动（包括水体和大气）的角度，分海洋数值模型、大气数值模型、陆地数值模型以及耦合数值模型等四个方面介绍了各种模型的优缺点、网格形式、求解方法及应用领域，阐述了各种模型在工程设计和科学研究中的应用实例，分析了耦合模型的未来发展方向。
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  河北乐亭县祥云岛海域表层沉积物粒度及分布特征

  文明征, 张云岭, 李勇, 杨朋, 田立柱, 商志文, 胡云壮, 王福

  华北地质. 2022, 45(3): 16-21. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.03

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  通过对祥云岛近岸海域表层沉积物粒度分析，阐述了研究区沉积物粒级及分布特征，结合现场实测水动力数据，计算分析了研究区沉积动力条件。研究结果表明，祥云岛海域表层沉积物主要分为砂质粉砂（ST）、粉砂质砂（TS）、粉砂（T）和砂（S）四类，表层沉积物粒度中值粒径沿平行于祥云岛岸线方向由东北向西南方向逐渐变粗，垂直祥云岛岸线方向由近岸向远岸方向变细。研究区沉积物平均粒径主要集中在2 ~10 Φ之间，沉积物粒度分布呈现单峰、双峰2种模式。表层沉积物以悬浮搬运为主，沉积物粒度分布特征与水动力条件密切相关，海流周期性的作用使得表层沉积物长期处于悬浮-沉降-再悬浮-再沉降过程中，细颗粒的沉积物不断被再悬浮带走，导致沉积物粒度发生空间上的分异。
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  辽东湾沿海平原中西部晚更新世以来低速、快速沉积的差别及其时空分布特征

  姜兴钰, 马宏伟, 李琰, 杨大炜, 李建芬, 商志文, 王宏

  华北地质. 2022, 45(3): 22-28. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.04

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  研究河海相互作用下的沉积过程，对了解海岸演化过程和趋势、制定基于自然的生态系统保护修复方案具有重要意义。本文以辽东湾沿海平原中西部地区为研究区，根据38个反映晚更新世以来海陆地层时空变化的海陆标志点（the land-sea change indicators）（作者积累的33个、前人的5个），本文获得了辽东湾沿海平原中西部的4条具有沉积等时线的地层剖面，揭示了晚更新世-全新世明显的低速沉积（slow-sedimentation）和快速沉积（rapid-sedimentation）的变化特征。现有证据表明，在研究区南部现代海岸线附近向陆侧，该低速沉积具有至少始于~40 ka之前、埋深很浅（现代高程~-15 m）的时空分布特征。当全新世海侵向北推进、于~6.24 ka在距现代海岸线~60~70 km的新民地区停顿下来，随后转为海退之后，低速沉积仍持续至~1.5 ka时（甚至更晚），平均沉积速率仅~0.1 mm/a。随即转入时长仅1.5～1 ka左右的快速加积期，加积厚度~10 m，平均沉积速率?5 mm/a。另外，在与浅丘陵区接壤的研究区西北侧和东北侧外缘（后者并向东延伸至辽东湾平原的东部），还有另一次局部的、稍早发生于~3 ka时的快速加积事件，其泛滥扇覆于全新世海侵层顶板之上，沉积速率甚至可达厘米/年级别。发生于~3 ka前后和~1.5～1 ka的这两次覆盖在海退潮间带海相层之上的河流泛滥扇快速加积，构成了辽东湾沿海平原的现代地貌（~10 m和~5 m阶面）。近0.5 ka以来的新近快速加积，最终填充了研究区东南部的盘锦湾洼地，完成了研究区南部的成陆过程。
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  广西滨海湿地现状及红树林湿地碳储量分析

  李畅, 赵瑞斌, 王福, 汪翡翠, 胡云壮, 杨朋, 赵琰琳

  华北地质. 2022, 45(3): 29-35. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.05

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  滨海湿地现状及碳储量数据是湿地生态系统功能评估和保护修复的基础。基于2021年Landsat8 OLI卫星遥感数据，以ArcGIS软件为平台，本文对广西滨海湿地进行了遥感信息提取和统计分析；进而利用InVEST模型及前人数据，定量分析了其中的红树林湿地碳储量。结果表明，广西滨海湿地现状总面积为2 986.95 km2，其中：(1)人工湿地618.22 km2，占湿地总面积的20.70%，包括养殖场为469.98 km2、水库128.70 km2、盐田6.46 km2和其他类型人工湿地13.08 km2；(2)自然湿地为2 368.73 km2，占湿地总面积的79.30%，包括近海与海岸湿地2 222.32 km2、河流湿地137.97 km2、湖泊湿地5.80 km2和沼泽湿地2.64 km2；(3)天然与人工红树林湿地面积90.80 km2，红树林湿地碳储量为6.47×10⁵ t。
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  沧州东部滨海平原土壤盐渍化特征分析

  陈彭, 王威, 王国明, 马骏驰

  华北地质. 2022, 45(3): 36-43. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.06

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  土壤盐渍化是沧州沿海地区面临的主要环境地质问题之一。通过采集浅部0.3～0.5 m，深部0.8～1.0 m土壤样品，开展易溶盐试验，研究区域土壤盐分特征，分析各离子间的相关性，评价土壤盐渍化程度与影响因素。结果表明：浅部样品全盐量平均值为4.225 g/kg，高于深部3.828 g/kg。浅部全盐量与Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、K⁺含量呈显著正相关。深部土壤全盐量与Cl^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺含量显著正相关。土壤盐渍化总体处于低-中等水平，不同层位盐渍土均近似平行于海岸带分布；盐渍化程度呈现自西北向东南逐渐加剧的趋势。盐渍化类型主要为氯盐渍化，NaCl是盐分存在最主要形态。浅层地下水性质与包气带岩性是影响盐分积累最主要的因素。
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  张家口地区地下水资源与环境质量现状及开发利用保护建议

  蒋万军, 孟利山, 柳富田, 刘宏伟, 张竞, 宁航

  华北地质. 2022, 45(3): 44-54. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.07

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  了解地下水资源与地下水环境质量现状，对干旱-半干旱地区地下水可持续利用具有重要意义。通过资料搜集对张家口地区地下水资源开发利用现状进行了较为系统的梳理；采集177组地下水样品进行水化学特征分析，参照《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)选取22项指标进行水质评价，揭示该地区地下水环境质量概况。研究表明，地下水多年平均供水量为1.92亿m3，占供水总量的78.69%；近十年以来，地下水资源承担了居民生活和工农业发展的主要供水任务，导致多地区地下水位持续下降。坝上高原地下水质量总体一般，满足III类水质标准的样品占比仅为44.44%，主要超标物质为氟化物、总硬度和TDS；相反，坝下盆地地下水质量总体较好，70.73%的样品符合III类水质标准要求。其中，水文地质条件是影响高氟地下水分布的主要控制因素，而人类活动输入硝酸盐对地下水化学组分的影响不容忽视。本文为张家口地区地下水污染防治、地下水资源保护与优化配置提供了科学依据。
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  山东省新泰市泉里泉域岩溶水系统特征研究

  赵宏生, 王祥永, 路兵, 孟锦, 赵冰洁

  华北地质. 2022, 45(3): 55-61. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.08

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  本文采用地下水系统理论，研究了泉里泉域岩溶水系统。该泉域为一独立完整的水文地质单元，是以寒武-奥陶纪碳酸盐岩夹碎屑岩为主体的单斜顺置型岩溶水系统，边界清晰，受地表分水岭、地质构造、地层岩性诸要素控制，具有统一的补给、径流、排泄条件。泉域系统开放，补给来源主要为大气降水，次为谷里河、后北佐河流经裸露奥陶系灰岩段的渗漏补给；排泄方式有泉群、人工开采。经研究，泉域不宜再新建水源地增采岩溶水资源，以防泉水断流。
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  平原区承压水上部弱透水层对NH₄⁺、NO₃^-的阻滞能力分析研究—以北京市通州区为例

  苗晋杰, 刘宏伟, 郭旭, 杜东, 白耀楠

  华北地质. 2022, 45(3): 62-68. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.09

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  由于工农业经济快速发展引起的广大平原区浅部地下水不同程度污染已经成为比较普遍的问题。平原区深部的承压水因水质较好，往往成为当地供水的主要水源，因此其地下水保护至关重要。承压含水层上部的弱透水层在阻滞浅部污染物进入承压含水层的过程中起到极其关键的作用。本次研究，以华北平原典型区域通州区为例，以研究区水文地质单元为基础，结合钻孔资料获取的地层结构特征、岩性特征等，开展了潜水与承压水之间弱透水层对污染物阻滞能力的探索模拟研究，评价结果显示研究区弱透水层污染物阻滞能力西北部最差，自西北向东南呈现出先增强后减弱的态势。本次研究的思路和方法可为同类平原区弱透水层对污染物阻滞作用研究提供借鉴。
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  雄安新区水土腐蚀性地质成因研究

  夏雨波, 郭旭, 王冰, 韩博, 窦占续

  华北地质. 2022, 45(3): 69-76. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.10

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  河北雄安新区是一座正在建设的城市。随着新区城市建设的加快，浅层地下水和土壤对工程的腐蚀性及对工程结构设计的影响也越来越受到关注。本文对雄安新区地下水和土壤的腐蚀性进行了评价和分区研究，分析了地下水和土壤腐蚀性的特征。结果显示，水文地球化学反应-迁移-分异过程、包气带淋滤作用与全新世淤泥质粉质粘土吸附作用，是形成雄安新区高水土腐蚀性地区的地质条件。本次研究是城市地质调查工作全面支撑规划建设的一次有力实践，可以为雄安新区的城市规划和工程建设提供借鉴。
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  寒旱区公路高边坡滚石灾害评价——以G219公路乌克尔朝龙沟至松树沟段为例

  杨朋, 李严严, 尚彦军, 王辉伦

  华北地质. 2022, 45(3): 77-86. https://doi.org/10.19948/j.12-1471/P.2022.03.11

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  在强烈物理风化而导致岩体破碎的新疆西北部山区，岩崩滚石是公路边坡最常见的地质灾害之一。G219线吉木乃至和布克赛尔公路乌克尔朝龙沟至松树沟段地质灾害调查结果显示，高边坡滚石对预建公路通行车辆及人身安全构成严重威胁。本研究综合运用现场调查、室内试验和数值模拟等方法对研究区内高边坡滚石进行识别、模拟及滚石灾害评价，结果表明研究区内共有5处潜在高风险高边坡滚石灾害。以滚石动能和堆积率为基础对滚石影响区域进行划分，5处高边坡上公路依次位于中强度低堆积区、高强度中堆积区、高强度低堆积区、高强度低堆积区和低强度高堆积区。为减轻滚石灾害避免意外事故发生，笔者提出相应防护措施：对高边坡上较小的不稳定块体可采取人工清除或拦护网拦截，对于较大不稳定块体可使用锚杆加固，并在坡脚修筑挡土墙或拦截沟。