高放废物处置库甘肃北山预选区地下水的形成
高放废物处置库甘肃北山预选区综合水文地质研究
高放废物处置库甘肃北山预选区综合水文地质研究郭永海;苏锐;季瑞利;王海龙;刘淑芬;宗自华;董建楠;张明【摘要】在野外水文地质调查基础上,开展了北山地区地下水系统特征、岩体渗透性能、地下水动态、水文地球化学、地下水同位素、地下水CFC以及地下水流场模拟等综合性水文地质研究.依据大量资料的科学分析,综合论述了研究区水文地质条件、地下水循环交替特征、地下水化学特征和动力学特征,并对北山地区作为高放废物处置库场址预选区的适宜性进行了评价.通过这些工作,不仅为我国高放废物地质处置库选址建立了系统的水文地质研究和评价方法,也为在该区筛选最适宜的高放废物处置库场址提供了重要的水文地质依据.【期刊名称】《世界核地质科学》【年(卷),期】2014(031)004【总页数】7页(P587-593)【关键词】高放废物;处置库;北山地区;水文地质【作者】郭永海;苏锐;季瑞利;王海龙;刘淑芬;宗自华;董建楠;张明【作者单位】核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029;核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029;核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029;核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029;核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029;核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029;核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029;核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TL942安全处置我国高放废物，首先需要选择合适、安全的场址。
地下水是核素运移的载体，对核废物具有溶解和迁移能力，对工程屏障具有侵蚀破坏作用，因此，场址的适宜性、安全性在很大程度上取决于水文地质条件。
高放废物处置库甘肃北山花岗岩围岩长期稳定性研究
高放废物处置库甘肃北山花岗岩围岩长期稳定性研究安全处置高放废物是科学、技术和工程界所面临的挑战性问题。
不同于一般的地下工程,高放废物处置库要确保数万年甚至更长寿命周期内工程的长期稳定性和安全性。
本文从我国高放废物地质处置工程研发需求出发,以处置库首选预选区甘肃北山花岗岩为研究对象,运用现场测试、室内试验测试、理论分析以及数值模拟等多种研究方法,开展高放废物处置库甘肃北山花岗岩围岩长期稳定性研究。
主要结论如下:(1)获得了北山预选区新场和芨芨槽场址现今地应力状态及其分布规律。
研究结果表明,北山预选区新场和芨芨槽场址岩体地应力随着深度的增加而增大,区域应力场以水平构造应力为主导,在0~700m深度范围内,其最大水平主应力小于25MPa,最大水平应力与最小水平应力之比的平均值为1.5,且深度变化对比值影响不大。
该应力状态对于处置库硐室开挖十分有利,有助于硐室开挖过程中的北山花岗岩围岩稳定性。
(2)通过开展不同围压条件下常规三轴压缩和循环加卸载试验,获得了岩石全应力应变试验曲线以及岩样在破坏过程中声发射特征的变化规律,揭示其损伤演化机制。
根据北山花岗岩体积应变测量结果,获得北山花岗岩塑性应变轨迹,并建立了考虑围压和塑性变形的北山花岗岩峰后剪胀角模型。
(3)采用改进的低渗透性水-力耦合试验方法,获得了损伤演化对北山花岗岩渗透系数的影响规律。
研究结果表明,北山花岗岩渗透系数变化总体趋势与损伤演化相似,均可分为初始阶段、稳定增长和加速增长三个阶段,但北山花岗岩渗透系数增长略滞后于损伤演化过程。
(4)开展不同应力比条件下的蠕变试验,结合三维声发射监测信息,获得了应力水平对北山花岗岩蠕变特性的影响规律。
研究结果表明,在同一围压条件下,应力水平的提高可以增加岩石裂隙扩展速度,进而缩短岩石破坏时间。
研究同时发现,同一围压条件下,岩石破坏变形基本保持恒定,不受应力水平的影响。
(5)结合北山预选区深部地应力分布特征和岩体力学特性,开展了深部处置硐室开挖围岩长期稳定性数值分析,获得了硐室开挖损伤区和围岩渗透特性长期演化特征。
中国高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质研究进展
理 、裂 隙 和 断 裂 ，且 浅 部 多 分 布 有 强 风 化 裂 隙带 ，成为 储 存 、形 成 地 下 水 的 空 间 ，这 也都 有 利于 降水对 地下 水 的人渗 补给 。 （ ）地下 水 动态监 测 数 据 ：２ ０ ３ ０ ５年 以 来 ， 该 区逐 步 开 展 了 地 下 水 水 位 动 态 监 测 Ｔ 作 ， 但 由于条件 限制 ，只进行 了 ５ 钻孔 和 １ 浅 个 个 井 的监 测 。根 据 这 几 个 观 测 井 水 位 动 态 特 征
［ 稿 日期 ］ ２ ｌ一ｏ２ 收 Ｏ Ｏ１一２
［ 者 简 介］ 肖 丰 （９ ８ ） 作 １５ 一 ，男 ，高 级 丁 程 师 ， ｌ８ 年 毕业 于 兰 卅 大 学 水 文 地 质 与 Ｔ 程 地 质 专 业 。 ９２ ｌ
Ｅ ｍａｌ ｆｎ ａ ｅ ｓ １ ３ Ｃ ｒ ｉ ｅ ｇｈ ｎ＠ ，Ｏ ： ６ ｎ
在 水 文 地 质 方 面 ， 到 目 前 为 止 已 经 开 展
制 ，也 就 是 说 ，地 下 水 是 核 素 运 移 的 主 要 载 体 。 因此 ，在 高 放 废 物 处 置 库 场 址 选 择 和 性 能评 价 时 ，水 文 地 质 是 一 个 必 须 考 虑 的 重 要
素 ～ 。
铀 矿 地 质
第 ２ 卷 ７
停 留时 间较 长。该 区 岩 体 和 地 层 广 泛 发 育 节
１ 北 山 区域 水 文地 质调 查研 究
区域 水 文 地 质 调 查 研 究 的 目 的在 于 了 解 宏 观水 文 地 质 背景 ，即地 下 水 的 补 给 、径 流 、 排泄 条 件 以及 地 下 水 的 空 间 分 布 规 律 ，为 处 置库 选址 提供 宏观水 文地 质依 据 。 北 山地 区 作 为 重 点 预 选 区 开 展 研 究 Ｔ作
高放废物处置系统地下水同位素特征
高放废物处置系统地下水同位素特征
郭永海;刘淑芬;吕川河
【期刊名称】《地球学报》
【年(卷),期】2003(024)006
【摘要】在高放废物处置库场地特性评价中,对于深地质处置方案而言,最有可能使放射性核素进入生物圈的机制是地下水的迁移,因此,水文地质研究是场址预选和评
价中的一个重要内容.本文以甘肃北山预选区旧井地段为例,根据地下水同位素数据,结合所获得的地质、水文数据和信息,分析研究了研究区基岩地下水的起源、形成、演化和循环特征.研究表明,北山预选区旧井地段,深部地下水和浅部地下水均源自大气降水的补给,弱含水、低渗透、低流速是该区的主要水文地质特征.
【总页数】4页(P525-528)
【作者】郭永海;刘淑芬;吕川河
【作者单位】核工业北京地质研究院,北京,100029;核工业北京地质研究院,北
京,100029;核工业北京地质研究院,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】P641
【相关文献】
1.高放废物处置库野马泉预选场址地下水放射性同位素特征 [J], 郭永海;王驹;刘淑芬;王志明;周佳;宗自华
2.高放废物处置库野马泉预选场址地下水放射性同位素特征 [J], 郭永海;王驹;刘淑
芬;王志明;周佳;宗自华
3.高放废物处置库新疆雅满苏和天湖预选地段地下水同位素特征及其指示意义 [J], 郭永海;李娜娜;周志超;董建楠;张明;刘淑芬
4.高放废物处置库川井预选区地下水水化学及同位素特征 [J], 贺小黑;张卫民;徐卫东;王健;张群利;李效萌;黄精涛
5.高放废物处置库新疆雅满苏和天湖预选地段地下水同位素特征 [J], 郭永海;李娜娜;周志超;董建楠;张明;刘淑芬
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高放废物处置库甘肃北山预选区同位素水文学研究及设想
［ 摘要 ］甘肃省北 山地 区是我 国高 放废物 处置 库场 址重要 预选 区之一 ，花 岗岩 是处 置库候 选 围 岩 。１ Ｏ余年来 ，在北 山地 区开展 了水 文地质 和 同位 素水文 学调查 、研究 工作 ，为场址评 价提 供 了重
第２ ８卷 第 ２ 期
２０１２正
铀
矿
地
质
Ｖｏ ８ Ｌ２ ＮＯ ２ ．
Ｍ ａ． ｒ ２ ２ Ｏ１
３ 月
Ｕｒ ｎｉ ｍ ａ ｕ
Ｇｅ ｌｇ ｏｏ ｙ
高 放 废物 处 置 库 甘 肃 北 山预 选 区 同位 素
水 文 学 研 究 及 设 想
肖 丰，郭永海，王志明
文地质条件和地下水补 给 、径 流、排泄机 制 ，揭 示 区域地下水循环交替规律 ，建立地下水 流动 的 概念模型和 数学模 型 ，进行地 下水 流场 的模 拟 ，
体 ，水 文 地质 条 件 是 处 置 库 选 址 的重 要 依 据 之 一 ＿ 。本 文 依 据 我 国 高 放 废 物 处 置 规 划 以 ４ ］
排 泄方式 主要 有 ：在 山区 ，山地基 岩裂 隙水 与
内地下水露头调查，包括 、泉水位、水化学 、
同位 素调查 ，重 点认 识北 山区域 水文 地 质 条件 与地下 水 分 布 特 征 ，包 括 含 水 介 质 系统 结 构 、 边 界条件 、地 下水 流 场特 征 ； （）不 同水 文地 ２ 质单元之 间水力联系的分析 ：通过调查 ，了解不
评价提供水文地质依据。
［ 作者简介］ 肖丰 （ ９８ ，男 ，高级工程师 ，１８ １５ 一） ９ ２年毕 业于兰州 大学水文地 质与工程 地质专业 。Ｅｍａｌ － ｉ ：
高放废物地质处置库北山预选区地下水的形成和分布
调查 区西部 年平 均 气 温 约 ４ ，年蒸 发 量 ℃
约 ３０ ｍ；东部分别 为 ５ １０ｍ ℃和 ３０ ５０ｍｍ 左右 。
维普资讯
第２ ３卷 第 ６期
２０ ０７年
铀
矿
地
质
Ｖ ｏ１２３ ＮＯ． ． ６ Ｎｏ ｖ． ２ ７ ００
１ 月
Ｕ ｒ ｎｉ ｍ ａ ｕ
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同
放 废 物 地质 处 置 库北 山预 选 区 地 下水 的 形成 和分 布 ①
和 洼 地 ，主 要 为 潜 水 。沟 谷 潜 水 的形 成 以基 岩裂 隙水 的侧 向 补 给 及 洪 流 渗 漏 补 给 为 主 ，洼 地 潜 水 可 由 沟 谷 潜 水 、断 裂 带 或 基 岩 裂 隙 水 、古 洪 积 扇 潜 水 侧 向 补 给 ，也 可 由地 表 洪 流 渗 入 补 给 ；碎 屑 岩 类 孔 隙
（ 工 业 北 京 地 质 研 究 所 ，北 京 １ ０ ２ ） 核 ０ ０ ９
刘淑芬，郭永海，王 驹，王志明，宗 自华，周 佳
［ 要 ］本 文论 述 北 山地 区 不 同 类 型地 下 水 的 形 成 和 赋 存 规 律 。松 散 岩 类 孔 隙 水 主 要 分 布 于 沟 谷 摘
现主要从事放射性废物地质处置及水文地质研究 。
维普资讯
第 ６期
刘 淑 芬 ，等 ：高 放 废 物 地 质 处 置 库 北 山预 选 区地 下 水 的形 成 和分 布
图 １ 研 究 区地 理 位 置 示 意 图
Ｆｉ ． Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｅ ｇ ａ ｈ ｃ ｌ ｃ ｔｏ ｆｓ ｕ ｙ ａ ｅ ｇ １ ｃ ｅ ｔｃ ｇ ｏ ｒ ｐ ｉ ｏ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｄ ｒ ａ
高放废物地质处置库系统分析方法研究——以甘肃北山预选区花岗岩场址为例的开题报告
高放废物地质处置库系统分析方法研究——以甘肃北山预选区花岗岩场址为例的开题报告研究背景与意义：高放废物是指放射性元素超过自然界背景水平的废物。
由于其具有长期危险性和极高的放射性，因此需要进行安全的处置。
地质处置被认为是目前最可行的方法之一，即将废物封存在地表以上1000米深的岩层内，形成高放废物地质处置库。
然而，高放废物处置的安全性受到多种因素的影响，如地质条件、地质构造、深度等，因此需要对高放废物地质处置库进行系统的分析和评估。
研究对象及内容：本文以甘肃北山预选区花岗岩场址为例，对高放废物地质处置库系统进行分析方法研究。
研究内容包括以下几个方面：1.高放废物地质处置库系统构成分析：包括地质构造、岩石类型、水文地质等方面的分析，以建立高放废物地质处置库系统构成的分析体系。
2.高放废物地质处置库系统安全性评价方法：根据高放废物地质处置库系统构成的分析体系，建立相应的高放废物地质处置库系统安全性评价方法，包括系统可靠性分析、安全等级评估、灾害风险评估等。
3.风险因素分析：对高放废物地质处置库系统可能存在的风险因素进行分析，包括地震、泄漏、离子迁移等因素，以确定高放废物地质处置库的安全性。
研究方法：本文采取文献资料法、实地调查法、模拟实验法等研究方法，具体包括以下几个方面：1.文献资料法：分析国内外已有的高放废物地质处置库研究文献，了解现有的研究进展和存在的问题，为本研究提供理论支持。
2.实地调查法：通过实地考察和采样，获取甘肃北山预选区花岗岩场址的有关地质数据，并建立地质模型和地质图，为高放废物地质处置库系统分析提供基础数据。
3.模拟实验法：利用专业的模拟实验设备对高放废物地质处置库系统进行模拟实验，以验证系统的可行性和安全性。
研究意义：本研究将为高放废物地质处置库系统的安全性评价提供理论支持，为相关政策制定、建设和管理提供参考，具有重要的理论和实践意义。
同时，本研究也可推动高放废物地质处置库系统分析方法的研究，促进相关领域的学术进展。
【国家自然科学基金】_甘肃北山_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
科研热词 推荐指数 高放废物处置系统 1 锆石定年 1 铀存在形式 1 野马泉预选地段 1 裂隙岩体 1 草地 1 综合顺序分类系统(iocsg) 1 等效孔隙介质模型 1 甘肃省 1 甘肃 1 特征、事件和过程(feps) 1 淡色花岗岩 1 水文地球化学模拟 1 核素迁移 1 核废物处置库 1 晚古生代 1 数值模拟 1 放射性核素铀 1 性能评价 1 多元回归 残差分析法(ammrr) 1 处置库 1 地下水流动 1 后碰撞花岗岩 1 后碰撞 1 北山花岗岩 1 北山南带 1 北山 1 传热 1 la-icpms 1 hf同位素 1 gis 1 feps分析 1 batch法 1
2011年 科研热词 推荐指数 吸附 4 北山花岗岩 4 音凹峡 2 表面配位模型 2 表面配位 2 花岗岩 2 构模 2 岩石力学 2 后碰撞 2 北山 2 二叠纪 2 hf同位素 2 黏塑性系数张量 1 高放射核废物 1 锆石u-pb年龄 1 锆石u -pb年龄 1 裂隙花岗岩 1 裂隙岩体 1 渗流-传热 1 水流–传热 1 模型试验 1 模型实验 1 核废物地下处置库 1 数值模拟 1 填砂裂隙岩体 1 各向异性蠕变 1 三维弹黏塑性细胞自动机epca3d-evp 1 se(ⅳ) 1 se(iv) 1 eu(ⅲ) 1 eu(iii) 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
科研热词 北山 黄铁矿 高放废物处置库 高放废物地质处置 降水入渗补给 锆石u-pb年龄 裂隙岩体 裂隙导水系数标定 裂谷作用 离散裂隙网络模型 甘肃北山 渗透系数 混合作用 沸腾作用 成矿物质 成矿流体 岩石地球化学 岩浆演化 富碱高钾花岗岩 塔里木板块 地球化学模拟 地下水形成 地下水位 古堡泉岩体 变价放射性核素 反应路径 北山预选区 北山地区 动态 hf同位素
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高放废物处置库甘肃北山预选区地下水的形成
甘肃北山高放废物处置库预选区地下水是在长期的地质作用下形成的。
北山地区地势高，气候干燥，水资源相对匮乏，主要依靠地下水供应。
首先，北山地区的地质构造是决定地下水形成的重要因素。
该地区位于黄土高原南缘，地层复杂，主要由白垩系、晚新生代和第四系组成。
其中，白垩系岩石由于受到长时间的风化和侵蚀，形成了相对较厚的岩层，能够起到比较好的储水作用。
同时，岩石中的裂隙、节理、岩溶等地质构造也是地下水形成的重要通道。
其次，北山地区气候干燥，降水较少，地表水资源有限，因此地下水成为主要的水源。
当地的地下水主要是由频繁的积水过程形成的。
在降水季节，地表水会通过岩石裂隙渗入地下，形成岩溶水或含水层水。
此外，地下水的形成还受到地形起伏的影响。
北山地区地形复杂，坡陡谷深，形成了许多山间峡谷、断崖陡壁等地貌，地势起伏较大，降水易于聚集形成集水区域，进而形成地下水。
总体而言，北山高放废物处置库预选区地下水的形成是多种因素共同作用的结果。
在未来的高放废物处理中，必须加强对当地地质和水文环境的认知，科学评估处置库建设对地下水环境的影响，制定可行的环保措施，切实保护地下水资源。