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

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甘肃西部地区高放废物处置库场址预选调查

甘肃西部地区高放废物处置库场址预选调查
刘林清;余运祥
【期刊名称】《华东地质学院学报》
【年(卷),期】1995(018)001
【摘要】本文根据高放废物处置库场址选择的基本要求，对区域地质及深部构造特征、新构造运动及地震分布规律进行了调查，确定北山南带地区为稳定区。

在稳定区内根据处置库有利围岩的出露情况，结合岩体工程地质特征分析，初步选出了４个以花岗岩为主体的场址预选区。

经综合分析，认为在４个场址预选区中，以Ｉ号预选区的条件最优，其次是Ⅱ号预选区，再次是Ⅲ号和Ⅳ号预选区。

场址区的最后确定尚待进一步调查和论证。

【总页数】7页(P33-39)
【作者】刘林清;余运祥
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TL942.211
【相关文献】
1.高放废物处置库场址北山预选区新构造运动分区与中、强地震分布特征 [J], 云龙;王驹;杨晓平;宋方敏
2.甘肃北山预选区旧井地段断裂的分形特征--中国高放废物处置的潜在场址 [J], 宗自华;王驹;苏锐
3.国际原子能机构专家访问高放废物处置库甘肃北山预选场址 [J], 王驹
4.甘肃北山高放废物处置库预选场址远场环境影响模拟评价 [J], 赵杨军;陈海龙;杨洁;李洋;于志翔;廉冰
5.美国专家考察我国高放废物处置库甘肃北山预选场址 [J], 王驹
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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地下水的形成郭永海;王驹;肖丰;王志明;刘淑芬;苏锐;宗自华;李亚伟;王海龙【期刊名称】《高校地质学报》【年(卷),期】2010(016)001【摘要】在高放废物处置库场地选择和性能评价中,水文地质特征是最重要的因素之一,地下水的形成则是水文地质研究中的首要问题.在水文地质、地下水化学、同位素、CFC、地下水动态等资料综合分析的基础上.探讨了高放废物处置库甘肃北山预选区地下水的形成问题.研究结果表明,北山地区地下水以赋存于变质岩、岩浆岩、碎屑岩、碳酸岩节理、裂隙中的基岩裂隙潜水为主,地下水化学成分具有明显的水平分带性特征,地下水动态类型主要为入渗-蒸发-径流型,结合地下水同位素和CFC特征,认为区内地下水主要由当地大气降水入渗补给形成.浅部地下水主要由现代区内降水补给形成.而深部地下水则可能由地质历史时期降水补给形成.【总页数】6页(P13-18)【作者】郭永海;王驹;肖丰;王志明;刘淑芬;苏锐;宗自华;李亚伟;王海龙【作者单位】核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029;核工业部北京地质研究院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P641.11【相关文献】1.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 [J], 肖丰;郭永海;王志明2.高放废物处置库甘肃北山预选区综合水文地质研究 [J], 郭永海;苏锐;季瑞利;王海龙;刘淑芬;宗自华;董建楠;张明3.高放废物处置库甘肃北山预选区地下水位动态特征 [J], 郭永海;王驹;王志明;肖丰;刘淑芬;苏锐;宗自华;李亚伟4.高放废物处置库甘肃北山野马泉预选区地下水化学特征及水-岩作用模拟 [J], 郭永海;王驹;吕川河;刘淑芬;钟自华5.高放废物处置库甘肃北山野马泉预选区地下水化学特征及水-岩作用模拟 [J], 郭永海;王驹;吕川河;刘淑芬;钟自华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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。

中国高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质研究进展

中国高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质研究进展肖丰;王驹;郭永海;王志明;苏锐【摘要】In this paper, the main hydrogeological work in sitting high level radioactive waste disposal repository in Beishan area is reviewed at first and the main hydrogeological characteristics of the area are analysed. Then the experience and subsistent problems are summarized from previous hydrogeological work, and finally provide a salutary lesson to the future study.%文章回顾了1993年至今在甘肃北山地区开展的水文地质调查和研究工作,概述了该区水文地质特征,总结了以往工作中的经验和存在的问题,为该区今后的水文地质研究工作提供借鉴.【期刊名称】《铀矿地质》【年(卷),期】2011(027)003【总页数】8页(P185-192)【关键词】高放废物;地质处置;水文地质调查;北山【作者】肖丰;王驹;郭永海;王志明;苏锐【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;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】TL942.1地质处置是目前国际上普遍接受的高放废物安全处置方法。

高放废物处置库是由天然屏障和人工屏障构成的复杂系统。

天然屏障包括围岩及其周围的地质建造;人工屏障包括整备过的废物体、包装材料、缓冲回填材料等。

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。

高放废物处置库预选场址包气带土壤渗透性研究

高放废物处置库预选场址包气带土壤渗透性研究李杰彪;苏锐;周志超;郭永海;季瑞利;张明【摘要】在高放废物地质处置库选址和性能评价过程中,水文地质条件是其中最要的因素之一,而包气带土壤渗透性又是水文地质研究中的核心问题之一.甘肃北山地区是我国高放废物地质处置库场址首选预选区,新场-向阳山地段是北山预选区的重点候选场址之一.为查明该地区包气带土壤渗透性特征,本文选用双环法和Guelph 入渗仪法两种试验方法开展包气带土壤渗透性的研究并综合分析了影响土壤渗透性的主要因素.结果表明:(1)区内包气带土壤渗透性能差异较大.总体来看,沟谷地带的土壤饱和渗透系数(Kfs)大于缓坡地带,缓坡地带Kfs大于平滩地带;(2)构造影响带Kfs很大,不同构造影响带Kfs存在一定的差异;(3)研究区包气带土壤渗透性的最主要影响因素是粒径＞ 0.5 mm的粗砂与粒径＜0.1 mm的极细砂、粉粒及黏粒含量,而粒径为0.5 ～ 0.1 mm的中砂、细砂含量影响最小.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2015(052)006【总页数】10页(P1412-1421)【关键词】土壤渗透性;新场-向阳山预选场址;高放废物处置【作者】李杰彪;苏锐;周志超;郭永海;季瑞利;张明【作者单位】核工业北京地质研究院,中核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】S152.7高放废物具有放射性强、毒性大、核素半衰期长以及发热量大等特点［1］。

甘肃北山旧井地段高放废物处置库深度初步探讨

甘肃北山旧井地段高放废物处置库深度初步探讨赵宏刚;王驹;杨春和;陈伟明;苏锐【期刊名称】《岩石力学与工程学报》【年(卷),期】2007(0)S2【摘要】在对高放废物地下深地质处置库深度确定基本要求的概述基础上,结合甘肃北山旧井地段的地质特征、水文地质特征、岩石力学特征、地应力场特征等方面的情况,分析初始地应力场和二次开挖地应力,对开挖稳定性和发生岩爆的可能性进行计算和预测。

研究结果表明,研究区岩体较完整,深度大于400m时地下水补给匮乏且为还原环境,岩石单轴抗压强度较高,总体质量较好;深度小于700m地应力为一般应力场,二次开挖稳定性分析和岩爆分析结果表明在此范围内岩爆发生的可能性不大,依据处置库深度确定的基本要求,初步认为旧井地段处置库的设计深度和地下工程布局应在400～700m范围内进行。

【总页数】8页(P3966-3973)【关键词】工程地质;高放废物;处置库深度;初步探讨【作者】赵宏刚;王驹;杨春和;陈伟明;苏锐【作者单位】核工业北京地质研究院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TL942【相关文献】1.高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学 [J], 田霄;王驹;金远新;李杰彪2.高放废物处置库甘肃北山预选区综合水文地质研究 [J], 郭永海;苏锐;季瑞利;王海龙;刘淑芬;宗自华;董建楠;张明3.甘肃北山预选区旧井地段断裂的分形特征--中国高放废物处置的潜在场址 [J], 宗自华;王驹;苏锐4.高放废物地质处置库甘肃北山预选区大地电磁资料的定性分析研究 [J], 王粤;龚育龄;杨露;莫子奋5.甘肃北山高放废物处置库预选场址远场环境影响模拟评价 [J], 赵杨军;陈海龙;杨洁;李洋;于志翔;廉冰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

中国高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质研究进展

始于１９９３年，但是由于前期项目投入经费、
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：２０３０５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］２ｌ一ｏ２收ＯＯ１一２
［者简介］肖丰（９８）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。９２ｌ
Ｅｍａｌｆｎａｅｓ１３Ｃｒｉｅｇｈｎ＠，Ｏ：６ｎ
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

北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征

中国环境科学 2020,40(12)：5152~5161 China Environmental Science 北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征李杰彪*,苏锐,周志超,郭永海(核工业北京地质研究院,中核高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京 100029)摘要：为揭示甘肃北山地区大气降水的水化学及同位素特征,利用2012~2019年度采集的97件大气降水样品,采用相关性分析,富集因子,气团后向轨迹分析等多种方法对北山地区稳定同位素变化特征及其影响因素,降水中主要离子变化特征,不同离子来源及贡献,水汽来源进行了分析.结果表明,北山地区区域降水线的斜率与截距均高于张掖地区大气降水线;该区降水中稳定同位素比率明显受季节性,温度和高程效应的影响,在年尺度下,降雨量效应不明显;该区降水中氘盈余变化较大,雨季降水中氘盈余显著小于旱季降水中氘盈余值;北山地区大气降水的水化学型主要为HCO3·SO4-Ca和HCO3-Ca型,降水中离子浓度具有明显的季节性变化,降雨量的增加对离子浓度具有一定的稀释作用;Na+受海源和陆源物质的双重影响;绝大部分的Ca2+,K+,HCO3-和部分Mg2+来源于陆源,SO42-与NO3-的主要来自于人类活动输入;区内冬夏季水汽来源基本一致,来源于西北方向的季风源是北山地区最主要的水汽来源.研究成果可为我国高放废物地质处置库选址和性能评价以及未来地下处置库建设提供依据,也有助于丰富西北干旱区的水文循环过程研究.关键词：降水；稳定同位素；水化学；水汽来源；北山地区中图分类号：X591 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2020)12-5152-10Hydrochemical and stable isotope characteristics of precipitation in Beishan Area. LI Jie-biao*, SU Rui, ZHOU Zhi-chao, GUO Yong-hai (China National Nuclear Corporation, Key Laboratory on Geological Disposal of High-level Radioactive Waste, Beijing Research Institute of Uranium Geology, Beijing 100029, China). China Environmental Science, 2020,40(12)：5152~5161 Abstract：For the purpose of reveal the chemical and isotope characteristics of atmospheric precipitation in Beishan Area, Gansu P rovince, 97 samples collected from 2012~2019 were analyzed. Correlation analysis, enrichment factors, backward trajectory analysis and other methods were used to in this paper. Based on these methods, the variation characteristics and influencing factors of stable isotope, the variation characteristics of main ion, different source contributions for ion concentration, and the sources of water vapor in precipitation were elaborated. The following knowledge and results were obtained. The slope and intercept of the local meteoric water line in Beishan area were higher than that in Zhangye basin. The stable isotope ratio of precipitation in this area was obviously affected by seasonal, temperature and elevation factors. In additional, the precipitation amount effect was not obvious at the annual scale. The deuterium excess (d-excess) in precipitation varied clearly, and the d-excess in rainy season is significantly smaller than that in dry season. The hydrochemical types of precipitation in Beishan area are mainly HCO3·SO4-Ca and HCO3-Ca. The ion concentration in precipitation varied obviously with seasonal, and the increase of precipitation amount has a slightly dilution effect on the ion concentration. Na+ is affected by both marine and soil sources. The majority of Ca2+, K+, HCO3-and some Mg2+ came from soil sources, and SO42- and NO3- mainly came from human activities. The sources of water vapor in winter and summer are nearly same, and the monsoon circulation source from the northwest is the most important. These values can be useful for the selection, safety assessment of the high-level radioactive waste repository and the construction of the final repository in the future. Furthermore, it also can enrich the hydrological cycle research in the arid area of Northwest China.Key words：precipitation；stable isotope；hydrochemical；vapor source；Beishan Area高水平放射性废物的安全处置已成为核能可持续发展所必须面临的一项艰巨任务[1].对于高放射性废物而言,目前普遍接受且技术上可行的方案是深地质处置[2].环境的长期监测是高放废物深地质处置库选址和场址性能评价的重要任务之一.大气降水的水化学及同位素特征研究是开展场址环境监测研究的主要内容之一,也是开展场址水文地质条件评价和长期安全性能评价的关键参数[3].大气降水的稳定同位素特征是认识区域大气水汽来源、地表水-地下水相互作用和地下水补给的前提.大气降水化学组成及特征是研究揭示区域水汽来源、评价大气污染状况和解释人类活动等至关重要[4-5].同时,也是研究地下水水文地球化学特征的基础.大气降水中稳定同位素比率受温度效应,季节效应,纬度效应,大陆效应,降雨量效应和高程效应等多种因素影响[6-7].大气降水中水化学组分可受到许收稿日期：2020-05-06基金项目：核设施退役及放射性废物治理专项(科工二司[2017]1405号) * 责任作者, 工程师,********************12期李杰彪等：北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征 5153多因素的影响,如局地源排放,附近污染物输送,气象条件和海平面高度等[8].西北干旱地区约占我国总土地面积的24.5 %,该区气候干旱,生态环境恶劣,大气降水是水循环的主要输入因子[9].近年来,我国学者对西北干旱地区大气降水中水化学及同位素特征开展了广泛研究,取得了一系列研究成果.主要集中在石羊河流域[4],疏勒河流域[10],黑河流域[11],祁连山山脉[12],天山山脉[13],新疆内陆盆地[14-15]等地区.针对大气降水中稳定同位素变化及各种影响因素,水化学组分的季节性变化,离子相关性,离子来源及贡献,水汽输送过程及变化规律等均展开了深入分析.研究结果显示,在西北干旱地区,大气降水中δ18O 和δD与气温存在显著的正相关,且温度与δ18O之间的相关性优于δD[15-16].大气降水中水化学组分呈现明显的季节变化,同时降水气团的来源对大气降水水化学特征有重要的影响[17].甘肃北山地区是我国高放废物地质处置库首选预选区.北山地区处于西风带气候区[18],区内地表无常年性河流,大气降水是该区天然水循环的唯一输入因子.区内无长期大气降水监测数据,相关研究成果缺乏.随着高放废物地质处置工程的开展,区内大气降水的地球化学特征问题已成为制约深入开展场址水文地质特征评价的瓶颈问题.同时,随着我国“一带一路”经济战略的提出,河西走廊地区的战略地位愈发重要,而生态环境是制约经济可持续健康发展的重要因素.北山地区地处河西走廊北部,研究该区气候生态环境变化对研究河西走廊地区的气候演变起着至关重要的作用.因此,本研究对研究河西走廊的经济建设也具有重要的意义.为查明北山地区大气降水中水化学及同位素特征,本研究在北山地区开展了较为系统的采样工作,并基于多种方法进行了详细分析.以期为后期进一步开展处置库选址和性能评价以及未来地下处置库建设提供基础数据.同时,对于丰富西北干旱区的水文循环过程研究也具有积极的意义.1材料与方法1.1研究区概况甘肃北山地区位于甘肃省河西走廊以北,黑河流域以西,隶属于甘肃省酒泉市.北山预选区相继开展了旧井、野马泉、新场、沙枣园和算井子5个地段的选址工作,其中新场地段为我国首座地下实验室场址所在地[2](图1).研究区总体上属于低山丘陵地区,地势相对平缓,总体地势为南、北高而中部低,西部高而东部低,因而形成南北向次级水系向中部汇流,中部沟谷走向为近东西向.区内无常年性流水,但由雨季洪水形成的沟谷十分发育[19].研究区属干旱大陆性气候,干燥少雨、风沙大,蒸发量极大.根据研究区周边主要几个气象站1952~2012年观测资料[20],区内多年平均降水量约70mm,平均蒸发量为3200mm.降水具有明显的季节性特点.降雨量与地形海拔具有明显相关性,梯度约为 2mm/100m.降水主要集中在夏季,6~8月份降水量占全年总降水量的50%以上.区内最主要风向为东北风和西风,年平均风速约3.7m/s.年平均气温为4~7,℃每年11月~次年2月,月平均气温低于0,℃最高气温可达40℃以上,多出现在7~8月份.区内人烟稀少,仅有少数牧民分散居住.1.2样品采集与分析在前期研究的基础上,综合考虑研究区气温,高程等因素,沿马鬃山-新场-玉门镇近南北向剖面布设8个采样点.采样时间为2012~2019年,共采集97件大气降水样品(雨水样品85件,雪水样品12件),采样过程中严格遵循《大气降水样品的采集与保存》(GB13580.2-1992)[21]等相关规范.其中,基本完整的采集了2018年06月至2019年11月降水事件样品共计81件(雪水样品10件),其余样品多在雨季新场地段采集.区域范围内,国家标准气象台站仅有马鬃山气象站和玉门镇气象站,难以满足本研究需求.基于此,在新场和沙枣园候选场址分别安装了CAWS600型自动观测气象站,用于监测温湿度、风速、大气压、降水量等气象参数;在骆驼泉安装了翻斗自动雨量站,监测降雨量.马鬃山和玉门镇采样点温度、降雨量数据等气象数据获取自中国气象数据网(/).降雨采样装置为自制降雨收集装置,降雪样品采用大的高密度聚乙烯桶收集,降雪结束后,在室温下将雪融化.在历次降水事件结束后尽快收集样品,采样时间不超过24h,以尽量减小蒸发作用的影响.现场采样结束后,室内尽快用0.45μm的过滤膜过滤,将滤液装入干燥洁净的聚乙烯塑料瓶中,用封口膜5154 中国环境科学 40卷密封后置于4℃保温箱中冷藏保存.样品以冷冻状态运抵核工业北京地质研究院分析测试研究中心.大气降水中的K +、Na +、Ca 2+、Mg 2+采用DIONEX ICS -1100型离子色谱仪测定,Cl -、NO 3-、SO 42-采用883Basic IC Plus 离子色谱仪测定,HCO 3-采用AT -510自动电位滴定仪测定.大气降水中离子组分分析方法为《地下水质检验方法》(DZ/T 0064- 1993)[22].数据使用前对所有水化学测试结果进行可靠性审查,阴阳离子平衡误差均小于±5%,且所有结果均满足碳酸平衡检查,测试结果可靠.稳定同位素18O 、D 采用MAT -253型稳定同位素质谱仪测定,分析方法为《水中氢同位素锌还原法测定》(DZ/T 0184.19-1997)[23]和《天然水中氧同位素二氧化碳-水平衡法测定》(DZ/T 0184.21-1997)[24],并以维也纳标准平均海洋水(V -SMOW)作为参照标准,分析精度分别为± 0.1‰和±1.0‰.图1 研究区位置示意 Fig.1 The location of Beishan area此外,利用Origin 软件分析氢氧稳定同位素之间及其与气象要素的相关关系.利用MATLAB 软件对大气降水的水化学特征及其离子来源进行了统计分析,主要离子相关性采用Pearson 相关性分析.稳定同位素分析时,采用了算术平均值和雨量加权平均值两种方法.算术平均值反映总的气候状况,加权平均值反映了雨季降水的影响[25].同位素降水量加权平均计算公式:i iw iP P δδ=∑∑ (1) 式中: δi 为同位素比率; P i 为相对应降水量, mm. 1.3 富集因子分析富集因子计算是基于在大气降水中相关离子之间的元素比率,与参照物质的类似比率相比[26].通常,Ca 2+通常用作大陆壳的参考元素,因为它是土壤中亲石性元素的唯一天然来源几乎不变.关于海源参考元素,肖辉等[27]总结出更为合理的选择办法:当Mg 2+/Na +和Mg 2+/Na +的当量比值都大于或等于海水的相应值(Cl -/Na +=1.165, Mg 2+/Na +=0.227)时,选用Na +作为参考元素;当Na +/Cl -和Mg 2+/Cl -的当量比值都大于或等于海水的相应值(Na +/Cl -=0.859,Mg 2+/Cl -=0.195)时,选用Cl -作为参考元素;当Na +/Mg 2+和Cl -/Mg 2+的当量比值都大于或等于海水的相应值(Na +/Mg 2+=4.403,Cl -/Mg 2+=5.126)时,选用Mg 2+作为参考元素.富集因子计算公式如下:[/]EF =[/]X R X R 降水海洋海洋 (2)2+2+[/Ca ]EF =[/Ca ]X X 降水土壤土壤(3)式中:R 为选取的海源参考元素;X 为降水中离子浓度;[X /R ]海洋参照KEENE 等[28]的研究结果;[X /R ]土壤参照Taylor 等[29]的研究成果.EF 海洋与EF 土壤计算公式中所有参数均以相同的单位表示(分别为µeq/L 和×10-6).通常认为,EF ≤1表明离子相对参照物质被稀12期李杰彪等：北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征 5155释,EF ≥1表明相对参照物质被富集,若EF 接近于1,表示该离子与参照物质来源相似[30].为进一步评价不同来源的贡献程度,将离子来源分为计算海源输入(SSF),陆源(CF),人类活动输入(ASF)三部分.计算公式如下:[/]SSF %=100%[/]X R X R ×海洋水样（） (4)2+2+[/a ]CF %=100%[/a ]X C X C ×土壤水样（） (5)ASF(%)100%SSF(%)CF(%)=−− (6) 1.4 气团后向轨迹分析后向轨迹法是识别水汽来源和通道的常用方法,可以追踪判断水汽在特定时段内通过研究区的主要路径.为追踪北山地区水汽来源,采用美国国家海洋大气研究中心研发的HYSPL I T 4.0模型(/ready/hysplit4.html),以新场地段(N:40°50′41.36″, E:97°31′52.14″)为研究中心点.参照前人经验,模拟层起始高度选取为1500m [31],模拟时长设为240h.此外,为区分夏季和冬季气团来源的不同,分别模拟了2019年1月(代表冬季)及2019年7月(代表夏季)新场地段相应的水汽路径. 2 结果与讨论2.1 北山地区区域大气降水线大气降水线是识别水源是否来自大气降水最为常用的手段[32].由于受水汽凝结温度、水汽来源和输送方式等诸多因素的影响,致使当地大气降水线常偏离全球大气降水线.大气水线的斜率反映了δD 和δ18O 分馏速率的大小,常数项指示氘对平衡状态的偏离程度.西北内陆干旱地区气候干燥,降水过程中受比较强烈的二次蒸发作用,大气水线的斜率和截距均低于全球水线值[16,33].利用最小二乘法,首次建立了北山地区区域大气降水线(LMWL)(图2):δD=7.53 δ18O + 4.28 (R 2=0.97) (7)降水线的斜率和截距包含了关于水汽起源和运动等方面的信息.LMWL 相对较低的斜率表明同位素动态分馏的显著不平衡.对比邻近地区大气降水线可知(表1),北山地区大气降水线与西北干旱区降水线、疏勒河流域降水线以及张掖当地降水线相比,斜率和截距偏大.而与天山山脉、黑河流域、石羊河流域相比,斜率和截距稍偏小.表明北山地区的降水过程受到二次蒸发的影响,但其影响程度小于附近张掖地区.-18-16-14-12-10 -8 -6 -4 -202-120-100-80-60-40-20020δD (‰)δ18O(‰)图2 北山地区区域大气降水线Fig.2 Local meteoric water line in Beishan area 表1 北山地区大气降水线与其他地区对比 Table 1 Comparison of local meteoric water line with otherstudies地区区域大气降水线参考文献西北干旱区δD = 7.24δ18O + 1.96, R 2= 0.95 [34] 天山山脉 δD = 7.90δ18O + 10.16, R 2 = 0.97 [13] 疏勒河流域δD = 7.51δ18O + 0.81, R 2= 0.97 [10] 黑河流域 δD = 7.82δ18O + 7.63, R 2 = 0.98 [11] 石羊河流域δD = 7.68δ18O + 10.77, R 2= 0.97 [4] 张掖 δD = 6.76δ18O – 4.54, R 2 = 0.94 [25] 北山地区δD = 7.53δ18O + 4.28, R 2= 0.97本研究2.2 D 、18O 稳定同位素特征采样期间所有降水事件稳定同位素值变化较大,δ18O 值分布在-187.3‰~6.9‰之间,平均值为-34.1‰,新场地段雨量加权平均值为-41.1‰;δD 在-23.2‰~0.1‰之间,平均值为-5.0‰,新场地段加权平均值为-5.6‰.在多种环境影响大气降水稳定同位素含量因子效应中,温度效应尤为突出,这主要是由于温度影响上空降水云团的冷凝[15,35]. 由图2,图3(a)可知,北山地区降雨中稳定同位素含量明显大于降雪中稳定同位素含量,表现出显著的暖季高、冷季低的特征,这与我国其他西北干旱地区规律类似[31,36].由图3(b)可知,北山地区降水中δ18O 含量与温度成显著正相关,表现出明显的温度效应.为探讨高程效应的影响,对2018.06~2019.11期5156 中国环境科学 40卷间在8个采样点采集的样品做算术平均值,对有降水量资料的5个采样点(马鬃山、骆驼泉、新场、沙枣园和玉门镇)做雨量加权平均值.结果显示(图4),加权平均值和算术平均值δ18O 值都随采样点高度的增加而降低,高程梯度约为1.25‰~1.58‰/100m,显著高于全球平均值0.28‰/100m [37].这可能是由于不同采样点的温度差异很大,导致同位素动力分馏差异较大.此外,降雨量的不同也可能会影响当地循环水分的同位素组成.2018-05-01 2018-08-01 2018-11-01 2019-02-01 2019-05-01 2019-08-01 2019-11-01-24-20 -16 -12 -8 -40 δ18O (‰)-10 -5 0 5 10 15 20-20-16 -12 -8 -4 0 δ18O (‰)T (℃)图3 北山地区降水中δ18O 随时间和温度的变化 Fig.3 Variation characteristics of δ18O with time andtemperature in Beishan在低纬度沿海地区或海岛,降水量效应常显著,它的产生与强对流天气的降水过程紧密相连[38].为避免高程效应的影响,仅对具有完整气象监测数据的新场采样点监测数据进行分析(图5).结果显示,在年尺度下,北山地区δ18O 与降雨量关系不明显,这一结果与经典同位素理论的预测一致,即在内陆地区数量效应通常不明显[39].这可能是由于温度效应掩盖了降水量效应,因而使得降水量效应无法体现[40-41].因此,北山地区降水量并不是决定降水中δ18O 的根本性因素.但也有研究发现,西北地区在夏季δ18O 与降水量的关系不可忽略,约为-0.04‰ /mm [16],北山地区这一规律还有待进一步研究.1400150016001700 1800 19002000-36-32-28-24-20δ18O (‰)海拔(m)图4 北山地区降水中平均δ18O 与海拔的关系 Fig.4 Relationship between δ18O and altitude in Beishan-2246 8 10 1214-20-16-12-8-40δ18O (‰)降水量(mm)图5 新场采样点降水δ18O 与降水量的关系Fig.5 Relationship between δ18O and precipitation amount inXinchang Site为评价区域降水地理与气候因素偏离全球降水线的程度,Dansgaard 首先提出了氘盈余的概念:d =δD -8δ18O [6].降水中氘盈余大小与蒸发过程中的动力学分馏有关,并受蒸发过程中的空气温度和相对湿度的影响[42].氘盈余大小受控于降水水汽来源地的相对湿度、风速、水体表面温度和雨滴下落过程中的二次蒸发作用,在全球范围内均值为10‰.为获取北山地区大气降水中氘盈余变化特征,将2012~2019年度采集的降水样品中氘盈余按月份进行统计(图6(a)).如图6(b)发现,北山地区降水中氘盈余变化较12期李杰彪等：北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征 5157大,在-22.8‰~21.9‰之间,雨季降水中氘盈余显著小于旱季降水中氘盈余值.尤其当降雨量小于5mm 时,氘盈余大都小于5‰,这与其它干旱地区得出的结论类似,这可能与雨滴在降落过程中历经了一定的二次蒸发过程有关[4,43].-30-20 -10 0 10 2030 12111087654氘盈余(‰)月份30 10 20 30 40 50 60-30-20 -10 0 10 20 30 氘盈余(‰)降水量(mm)图6 北山地区降水中多年氘盈余及其与降水量的关系 Fig.6 Variation characteristics of d -excess and its relationshipwith precipitation amount in Beishan2.3 大气降水中水化学特征对北山地区所有降水事件样品和新场地段大气降水样品主要离子的当量浓度分别做算术平均值和雨量加权平均值,统计结果见表2.北山地区大气降水中阳离子以Ca 2+为主,占阳离子总浓度的65.45%;阴离子以HCO 3-,SO 42–为主,占阴离子总浓度的39.68%和31.84%;水化学型主要为HCO 3·SO 4- Ca 和HCO 3-Ca 型.研究区大气降水中主要阳离子浓度大小顺序为Ca 2+> Na +> Mg 2+> K +,这与地壳矿物中标准阳离子浓度顺序(Ca 2+> Na +> K +> Mg 2+)基本类似,主要阴离子浓度的大小顺序为HCO 3- > SO 42-> Cl - > NO 3-,这与海洋中标准阴离子浓度的顺序(Cl –> SO 42–> NO 3–)差异较大.据前人研究成果,干旱地区大气降水中阴阳离子浓度常具有显著的季节变化[17].为进一步查明北山地区大气降水中阴阳离子浓度随季节的变化,以Cl -为例,对所有降水样品中Cl -浓度按月份进行统计,结果如图7所示.据此可知,Cl -表现出显著的季节性趋势,雨季较低,旱季较高(10月~次年4月).这是由于通常在旱季,空气中悬浮颗粒物的数量通常会更高,从而导致这些离子在降水中的浓度更高[8].同时,Cl -浓度随着降水的增加呈微弱的指数下降趋势,这表明降水可能通过稀释效应影响其浓度.400800120016002000C l -1(µe q /L )月份图7 北山地区降水中多年Cl -浓度变化Fig.7 The chloride concentration in precipitation in Beishan area降水中离子的相关系数与离子的物质来源或经历的化学反应过程密切相关.如图8所示,Na +与Cl -呈显著正相关,具有共同的起源.Na +/Cl –的比值为1.315,大于海水中的比值,说明除了海源的贡献以外,还可能来源于含盐的沙尘表2 研究区大气降水中主要离子浓度Table 2 Main ion concentration in precipitation in the study area离子浓度(µeq/L)地区统计参数 Cl - NO 3- SO 42-Na +K + Mg 2+ Ca 2+ HCO 3-最大值2552.11 766.13 2312.50 2795.65 120.00 1650.00 2905.00 2147.54最小值 5.24 3.37 5.92 2.17 2.41 0.92 84.50 57.38 平均值 264.08 148.60 461.43 347.35 26.26 114.50 924.53 575.04 标准差354.29 132.15 418.18 442.92 21.52 189.30 519.49 337.22北山地区变异系数(%) 134.16 88.93 90.63 127.51 81.93 165.33 56.19 58.64新场加权平均值 226.87 84.52 485.47 319.73 20.03 107.98 858.31 498.175158 中国环境科学 40卷Cl - NO 3- SO 42- Na +K + Mg 2+ Ca 2+ HCO 3-Cl -NO 3-SO 42-Na +K +Mg2+Ca 2+HCO 3- 1.000 0.780 0.974 0.531 0.761 0.517 1.000 0.780 1.000 0.808 0.545 0.601 0.870 0.505 0.974 0.808 1.000 0.633 0.753 0.582 0.531 0.545 0.633 1.000 0.558 0.575 0.736 0.6010.558 1.000 0.607 0.761 0.870 0.753 0.575 1.000 0.665 0.5170.5050.5820.7360.6070.6651.0000.087 0.398 0.087 0.290 0.081 0.288 0.219 0.370 -0.021 0.290 0.081 0.467 0.288 0.398 0.219 0.467 0.459 0.370 0.459 -0.02100.20.40.60.81图8 北山地区降水中主要离子的相关性Fig.8 The correlation matrix for the species in precipitationcollected from the Beishan area气溶胶[8].SO 42–与Ca 2+也具有显著相关性,SO 42–与NO 3-相关性较差,说明降水中的SO 42–大部分来自硫酸盐,而非H 2SO 4[4].除NO 3-,K +与其余离子均表现较好的相关性,说明K +来源可能比较复杂,既有海洋来源也存在陆地来源.一般认为NO 3-来源于人类活动,北山地区降水中NO 3-占有一定比例,说明人类活动对北山地区大气降水中离子的贡献不可忽略. 2.4 离子来源及贡献分析北山地区大气降水中Na +/Cl -=1.315, Mg 2+/Cl -= 0.434,根据肖辉等[27]的研究成果,选择Cl -作为海源参考元素.表3为北山地区大气降水中主要离子的富集因子值.由此可知,Na +的EF 海洋与EF 土壤均接近于1,说明 Na +受海源和陆源的双重影响.SO 42-与NO 3-的EF 海洋和EF 土壤均远大于1,说明人类活动可能是这两种离子的主要来源.K +的EF 海洋大于1,而EF 土壤远小于1,说明K +可能主要受陆源控制.Mg 2+的EF 海洋接近于1,而EF 土壤远小于1,说明海源输入占有一定比例.由表4可知,绝大部分的Ca 2+、K +、Mg 2+和HCO 3-主要来源于陆源,这与疏勒河流域得出的结论一致[11].SO 42-与NO 3-主要来自人类活动输入,所占比例分别达92.79%和99.59%,二者可能是来源于当地的牧畜业,采矿业(马鬃山)以及周围城市的人类活动.除Mg 2+外,降雪和降雨中离子不同来源所占比例基本一致,并未呈现显著的季节性差异.表3 北山地区大气降水中主要离子的富集因子值Table 3 The enrichment factor values of major ions in precipitation from the Beishan area项目 Cl - NO 3- SO 42- Na +K + Mg 2+ Ca 2+ HCO 3-海水比例 / 0.00002 0.104 0.857 0.019 0.195 0.038 0.004 降水比例 / 0.563 1.747 1.315 0.098 0.434 3.501 2.178相对海洋 EF 海洋/ 32833.716 16.853 1.535 5.224 2.229 92.856 508.245土壤比例 0.003 0.002 0.019 0.569 0.504 0.561 // 降水比例 0.507 0.498 1.198 0.432 0.055 0.074 / 1.897相对土壤EF 土壤 163.548 237.263 63.715 0.759 0.109 0.132 //表4 北山地区大气降水中主要离子不同来源贡献分析表Table 4 Different source contributions for ion concentration in precipitation in Beishan area降雨降雪年平均离子SSF CF ASF SSF CF ASF SSF CF ASFNa +66.165 33.835 / 61.155 38.845 / 65.146 34.854 / NO 3-0.003 0.407 99.590 0.005 0.522 99.473 0.003 0.421 99.575 SO 42- 5.645 1.567 92.788 7.579 1.584 90.837 5.934 1.569 92.497K + 19.154 80.846 / 17.541 82.459 / 19.141 80.859 / Mg 2+ 41.951 58.049 / 63.582 36.418 / 44.863 55.137 / Ca 2+ 1.026 98.974 / 1.363 98.637 / 1.077 98.923 / HCO 3-0.192 99.808 / 0.217 99.783 / 0.197 99.803 /2.5 气团后向轨迹分析新场地段气团后向轨迹模拟结果见图9((a)为2019年1月模拟结果,代表冬季;(b)为2019年7月模拟结果,代表夏季).据图可知,区内冬夏季水汽来源基本一致,主要受西风带水汽控制,水汽通过西风环流输送,经中亚和新疆地区长距离输送到达研究区,不受来源于太平洋气流的影响.并且,有相当比例的水汽来源于新12期李杰彪等：北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征 5159疆内陆盆地.同时,部分来源于北冰洋的水汽也可到达该区.使用轨迹聚类平均法将冬季与夏季的气流轨迹分别进行分析(图10).由此可知,夏季与冬季水汽不同传输路径水汽来源存在一定程度的差异.但最主要的传输路径均来自西风带,所占比例均超过50%.冬季,发源于新疆内陆盆地的陆源水汽占有相当的比重.图9 新场地段水汽来源方向模拟结果 Fig.9 The tracking results of water vapor transport forXinchang Site为进一步探讨不同传输路径水汽来源的贡献,将水汽来源划分为季风源、局地源及北部源3种类型,统计结果见表5.整体来看,来源于西北方向的季风源是北山地区最主要的水汽来源,平均值接近60%.其次是主要来源于新疆内陆盆地的局地源,全年平均值约占24%.不同季节的水汽来源存在较大的区别,这可能也是导致不同季节降水中水化学和稳定同位素差异较大的原因之一.在冬季,局地源水汽的影响占有相当比例,仅次于季风源,约占25.81%.由于北山地区降水主要来源于夏季降雨,因此北部水源影响较局地源更为重要,这与东部黑河流域存在较大差别[11].图10 新场地段气团轨迹聚类图Fig.10 Cluster mean trajectories ending for Xinchang Site表5 新场地段水汽来源百分比统计Table 5 Percentage statistics of water vapor source inXinchang site项目季风源(%)局地源(%)北部源(%)统计数冬季 54.839 38.710 6.452 31夏季 64.516 9.677 25.806 31 平均值 59.677 24.194 16.129 623 结论3.1 建立的北山地区区域大气降水线为:δD= 7.53δ18O+4.28(R 2=0.97),表明北山地区的降水过程受到二次蒸发的影响,但其影响程度小于张掖地区. 3.2 北山地区降雨中稳定同位素比率具有明显的季节性效应,表现出暖季高、冷季低的特征.该区降水中稳定同位素比率受温度效应和高程效应影响明显.在年尺度下,降雨量效应不明显.该区降水中氘盈余变化较大,雨季降水中氘盈余显著小于旱季降水中氘盈余值,尤其当降雨量小于5mm 时,氘盈余大都小于5‰.3.3 北山地区大气降水中主要阳离子浓度大小顺序为Ca 2+> Na +> Mg 2+> K +,主要阴离子浓度的大小。

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３０ｍ；东部分别为５１０ｍ ℃和３０５０ｍｍ左右。
维普资讯
第２３卷第６期
２００７年
铀
矿
地
质
Ｖｏ１２３ＮＯ．．６Ｎｏｖ．２７００
１月
Ｕｒｎｉｍａｕ
Ｇｅｌｇｙｏｏ
－＿＿
Ｃｊ
】
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，北京１０２）核００９
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．Ｓｈｍａｉｅｇａｈｃｌｃｔｏｆｓｕｙａｅｇ１ｃｅｔｃｇｏｒｐｉｏａｉｎｏｔｄｒａ

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。

高放废物处置库甘肃北山预选区地下水位动态特征

高放废物处置库甘肃北山预选区地下水位动态特征郭永海;王驹;王志明;肖丰;刘淑芬;苏锐;宗自华;李亚伟【摘要】阐明了甘肃北山预选区地下水位动态特征及其与当地大气降水的关系,并对其动态类型进行了剖析,由此得出北山地区地下水源自当地大气降水补给的认识.为处置库预选区场址评价提供了水文地质依据.【期刊名称】《铀矿地质》【年(卷),期】2010(026)001【总页数】6页(P46-50,59)【关键词】高放废物处置库;地下水位;动态;北山【作者】郭永海;王驹;王志明;肖丰;刘淑芬;苏锐;宗自华;李亚伟【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;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;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】P641.74水文地质条件是影响高放废物处置库场址选择的关键因素之一。

由于处置库放射性核素的释放和迁移都离不开地下水的作用。

因此在处置库场址选择和评价过程中,必须查清地下水的现状和历史,并对其未来的行为进行预测,只有清楚把握地下水的时空变化规律,才能提供对场址评价有用的水文地质依据。

地下水动态反映了地下水水位、水量、水化学成分、水温等在有关因素影响下随时间变化的信息和状况,地下水动态特征对于查清地下水的补给与排泄,确定含水介质条件,预测地下水演化趋势都很有价值。

我国高放废物地质处置研究工作正式启动于1985年,然而近10余年才开始结合具体场地开展实质性的研究工作,地下水动态监测工作更是刚起步,仅有几个观测点3年的监测资料。

本文根据这些有限的资料,结合前人工作,对研究区地下水位动态进行初步研究,希望从中挖掘关于地下水形成、演化等方面的信息,为场址评价提供有参考价值的依据。

同位素方法在某中放废物处置场地水文地质特征研究中的应用

大气降水关系不明显。
１３地下水的化学性质．场地３种类型地下水的化学性质见表１。
泄。由于潜水与大气降水联系密切，因而水位
变化剧烈。（）浅层承压水：赋存于泥质页岩的裂隙２中，埋深为１．￣１７０ｒ，承压水头高出潜６０８．ｎ
降低水位法检查水位恢复情况，当几种方法
的检查结果均证明止水效果符合要求后才能进行各种试验及取样工作。
研究，除了常规的抽水、压水试验，地球物理测
井及水文地球化学等方法外，还采用了地下水中天然同位素及人工放射陛同位素对地下水的渗流
图１勘查场地位置示意图
Ｆｉ．１Ｌｏａｉｎｏｈｎｅｔｇｔｏｉｅｇｃｔｏｆｔｅｉｖｓｉａｉｎｓｔ
速度、年龄以及水力联系等进行了研究。
出地面１．２９ｍ，经过５年多观测，其承压水
在钻孔中采取水样是有一定难度的，因为在钻进过程中使用了冲洗液，为了检查止水效
果，往孔内投入了Ｎａ１Ｎａ，这些因素都Ｃ及Ｉ
头有所降低，自流量也有所减小。该承压水与
的迁移，因此水文地质特征研究是场址选择和
评价的一项重要内容。
同位素法是查清地下水的来源、滞留时间和地下水循环交替特征的一种有效手段［。在１］某中放废物深地质处置场地的工程地质、水文地质补充勘查工作中，采用多种方法对场地水文地质条件以及地下水对核素迁移的影响进行了

甘肃北山高放废物处置库预选场址远场环境影响模拟评价

第39卷第2期 2019年3月
核电子学与探测技术 Nuclear Electronics & Detection Technology
Vol. 39 No. 2 Mar. 2019
甘肃北山高放废物处置库预选场址远场环境影响模拟评价
赵杨军，陈海龙，杨洁，李洋,于志翔，廉冰
(中国辐射防护研究院，太原030006)
关键词：地质处置;Ecolego软件;远场环境影响;模拟评价
中图分类号：X131.2
文献标志码：A
文章编号：0258-0934( 2019) 2-0190-06
安全评价是高放废物处置的重要组成部分。高放废物处置安全评价技术研究的目的是确定处置库的安全目标和评价指标，建立评价技术体系,为处置工程场址确定、建造、运行以及关闭阶段的安全分析、环境影响评价提供技术支撑⑴。安全评价的主要内容就是核素在处置库及周围地质、生物圈中的迁移行为研究。目前，国内关于高放废物处置研究主要集中近场核素迁移0刃，对于远场环境影响评价关注较少。本研究以甘肃北山高放废物处置库预选场址为对象，研究核素在处置库及周围地质、生物圈中的迁移，计算公众利用黑河流域水灌溉及饮用造成的辐射剂量。
Ecolego软件在计算过程中用迁移比率来表示迁移过程,迁移比率为某时刻单位时间内库室由于迁移失去或者得到的某种核素活度与这个库室在该时刻核素的总活度比值。在任何库室中的污染物的量都由一阶线性偏微分方程决定，如果放射性核素N在库室i中t时刻的总量为"（Bq）,对于第i个库室，库室中该核素总量随时间的变化率满足以下一阶线性微分
X
X
X
X
X
X
人群
图1灌溉景象放射性核素在生物圈系统迁移过程矩阵图

MT法在高放废物预选区的应用研究——以甘肃北山向阳山—新场地段为例

ＴａｋｉｎｇｔｈｅＢｅｉｓｈａｎｘｉａｎｇｙａｎｇＭｏｕｎｔａｉｎｔｏＸｉｎｃｈａｎｇＡｒｅａｏｆＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅａｓａｎＥｘａｍｐｌｅ
ｉｎｇｌｉｎｅａｎｄｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅａｒｅｃｈｏｓｅｎ。Ｔｈｅｄａｔａ，ａｎａｌｙｚｅｄｆｒｏｍｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｃｕｒｖｅ，
关键词：ＭＴ；花岗岩；高放废物处置库｝评价
中图分类号：Ｐ６３１．３
文献标识码：Ａ
收稿日期：２０１４－０９ —２４
ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭＴＭｅｔｈｏｄｔｏＨｉｇｈＬｅｖｅｌＲａｄｉｏａｃｔｉｖｅＷａｓｔｅＰｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄＳｉｔｅ
第１２卷第２期
２０１５年３月
工程球物理学旅
ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏ１．１２，ＮＯ．２
Ｍａｒ．，２０１５
文章编号：１６７２ —７９４ｏ（２０１５）０２一ｏ１５７一ｏ５
ａｒｅｒｅ — ｐｒｏｃｅｓｓｅｄａｎｄｉｎｖｅｒｓｅｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｏｂｖｉｏｕｓａｄ — ｖａｎｔａｇｅｓｉｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｔｈｅｄｅｅｐｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｇｒａｎｉｔｅｉｎｐｒｉｍａｒｙｚｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｉｎｔｅｇｒｉｔｙｏｆｈｉｇｈｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ

高放废物地质处置场甘肃北山预选区区域地下水循环模式与意义

高放废物地质处置场甘肃北山预选区区域地下水循环模式与意义李国敏;赵春虎;郭永海;王驹;黎明【期刊名称】《矿物岩石地球化学通报》【年(卷),期】2007()z1【摘要】高放核废物对环境与人体都有极大的危害性,如何有效地处置将制约着我国核电事业的发展.目前,高放核废物安全处置是一个世界性难题,其难点在于如何使高防核废物与人类生存环境充分、彻底、可靠地隔离,且隔离时间至少要达上万年,在科学、技术和工程方面还面临一系列重大挑战.高放核废物深地质处置被认为是一种有效的手段,即在地表以下数百米深的地方建造一个处置库,以限制核素在数万年内不会迁移进入地表生物圈.目前甘肃北山戈壁沙漠地带是我国高放废物地质处置库的预选区.……【总页数】2页(P610-611)【关键词】高放核废物;地质处置;水文地质;地下水;流动系统;甘肃北山【作者】李国敏;赵春虎;郭永海;王驹;黎明【作者单位】中国科学院,地质与地球物理研究所,北京,100029 中国科学院,地质与地球物理研究所,北京,100029 北京核工业地质研究院,北京,100029 北京核工业地质研究院,北京,100029 中国科学院,地质与地球物理研究所,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】P59【相关文献】1.高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学 [J], 田霄;王驹;金远新;李杰彪2.高放废物地质处置库北山预选区地下水的形成和分布 [J], 刘淑芬;郭永海;王驹;王志明;宗自华;周佳3.利用岩石质量指标和岩体块度指数进行岩体质量评价研究——以高放废物地质处置库预选场址甘肃北山1号钻孔为例 [J], 徐健;王驹4.高放废物地质处置库甘肃北山预选区大地电磁资料的定性分析研究 [J], 王粤;龚育龄;杨露;莫子奋5.高放废物地质处置的岩体深部结构面特征研究——以甘肃北山高放废物地质处置地下实验室工程为例 [J], 王锡勇;李冬伟;成功;罗鹏程因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学

高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学田霄;王驹;金远新;李杰彪【期刊名称】《铀矿地质》【年(卷),期】2014(030)001【摘要】为了探讨高放废物地质处置甘肃北山预选区旧井和新场预选地段的古地下流体来源、成因、化学演化历史以及水-岩相互作用,文章系统研究了该地段花岗岩填隙方解石的产出特征及其碳、氧、锶同位素的组成特征.测试结果表明,旧井和新场方解石的δ13C组成均较稳定且为负值(分别为-11.6‰～-5.7‰和-9.9‰～-5.1‰);δ18O分别为-0.7‰～19.7‰和10.9‰～21.9‰,旧井方解石具有更宽的δ18O取值范围.8 7 Sr/86 Sr也略有差异,旧井为0.708584～0.718749,新场为0.708838～0.732967,二者随深度增加而呈明显的降低趋势.研究表明,北山预选区地下流体来源及成因较复杂,浅部地下水受大气降水的影响较大,深部流体则主要源于地下咸水,为低温流体蚀变成因.花岗岩裂隙中的水-岩反应强度总体较弱,地下水环境相对稳定.相比较而言,新场岩体深部的地球化学环境更稳定,更有利于高放废物的长期处置.【总页数】7页(P23-29)【作者】田霄;王驹;金远新;李杰彪【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;核工业北京地质研究院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P597;P641.11【相关文献】1.高放废物地质处置北山预选区芨芨槽岩块地质特征 [J], 陈伟明;王驹;金远新;赵宏刚;李云峰;钟霞2.甘肃北山预选区旧井地段断裂的分形特征--中国高放废物处置的潜在场址 [J], 宗自华;王驹;苏锐3.高放废物地质处置库甘肃北山预选区大地电磁资料的定性分析研究 [J], 王粤;龚育龄;杨露;莫子奋4.高放废物地质处置北山预选区新场地段地质特征 [J], 陈伟明;王驹;赵宏刚;金远新;李云峰5.高放废物地质处置场甘肃北山预选区区域地下水循环模式与意义 [J], 李国敏;赵春虎;郭永海;王驹;黎明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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（核工业北京地质研究院，北京１０２）００９
［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。１Ｏ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２８卷第２期
２０１２正
铀
矿
地
质
Ｖｏ８Ｌ２ＮＯ２．
Ｍａ．ｒ２２Ｏ１
３月
Ｕｒｎｉｍａｕ
Ｇｅｌｇｏｏｙ
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，１８１５一）９２年毕业于兰州大学水文地质与工程地质专业。Ｅｍａｌ－ｉ：
ｘｅｇ８８１３ｃｒｆｎ９１＠６．ｏｎ
第２期
肖丰，等：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
障包括围岩及其周围的地质建造；人工屏障包括整备过的废物体、包装材料、缓冲回填材料等。天然屏障和人工屏障结合在一起，
其基本功能是在设置的安全期内，将废物与人类及其生存环境有效地隔离ｌ］１。天然屏障
要的水文地质依据。今后，在深入开展预选区水文地质研究工作中，应进一步开展同位素水文学研究，示踪地下水的补给来源，揭示水循环过程，测定地下水滞留时间和流速等，以获得高放废物处置场址特性评价所需的水文地质参数资料。
［关键词］高放废物；地质处置；同位素水文学；北山预选区
［文章编号］１０ —６８２１）２０１ —６［０００５（０２０ —１４０中图分类号］Ｔ７１［Ｐ５文献标志码］Ａ
地质处置是目前国际上普遍接受的高放废物安全处置方法。高放废物处置库是由天然屏障和人工屏障构成的复杂系统。天然屏
ｌ北山预选区水文地质研究的技术路
线和内容
甘肃北山地区是我国高放废物处置库场址的重要预选区，花岗岩是处置库候选围岩。在北山预选区开展水文地质研究的主要技术路线是：充分利用以往的地质与水文地质研究成果，通过野外水文地质调查、钻孔施工和孔内水文地质实验、测试等，获得不同地貌单元地下水水位、同
・１・１５
北山预选区水文地质研究的主要内容为：
１￣５之间。在沉积岩和变质岩分布地区，００ｍ
（）水文地质条件与地下水循环分析：开展区１
浅部（０ｍ）以潜水为主，深部常常可形＜３
成承压水。基岩裂隙水的含水空间主要是基岩风化裂隙和构造裂隙。基岩裂隙水的径流条件，受地形、岩性及地质构造条件的制约，一般说来山区降雨相对充沛、地形切割强烈，沟谷深切的岩浆岩地区，地下水多以水平方向的径流为主，且径流的强度较大，易形成以低矿化为主要特征的地下水。在地形起伏不大的变质岩区，地下水径流不畅，易形成高矿化地下水。基岩裂隙水的
系统对核素隔离作用的效果，在很大程度上取决于系统的水文地质条件。高放废物的核
素返回到人类环境的主要机制是地下水的迁移，也就是说，地下水是核素运移的主要载
位素及水化学等信息，分析研究该区的地质、水
同水体、不同水文地质单元地下水的特征，了解不同单元地下水的形成条件和循环特征等，阐明
不同水文地质单元地下水补给、径流、排泄机制及其它们之间的水力联系；（）钻孔水文地质调３查和试验：获取深部地质、水文地质参数，建立垂向水文地质剖面；（）建立区域地下水循环模４式：依据区域的地质、构造、地层及水文地质调查成果，结合地下水动力场分析，建立区域地下水循环模式；（）地下水流场模拟和预测，评价５
及甘肃北山地区水文地质研究现状和水文地质条件，提出了在预选区深入开展同位素水文学研究的设想和思路。
［收稿日期］２１—４２０１０— ７
预测流场的未来变化，并结合高放废物地质处置库选址要求，评价北山地区作为我国高放废物地质处置库场地的适宜ｌ生，为处置库预选场址性能