传统的水电
用地层学方法表征储层沉积物中有机质的沉积和储存
领导公司
俄勒冈州立大学
首席研究员
- 月桂Stratton
储层中碳埋藏与沉积之间的关系尚不清楚, 暴露了全球最大网赌正规平台对交通的基本理解上的差距, 处理, 以及河流和湖泊系统中沉积物和有机物的沉积,使全球最大网赌正规平台对水坝对全球碳收支的净影响的理解变得不确定. 2011-2014年拆除了埃尔瓦河上的两座大型水坝, 华盛顿州, 这是迄今为止全球最大的大坝拆除工程, 形成了广泛的储层沉积物的河岸暴露, 通过对世界各地水库的直接观察,首次对沉积物的相结构进行表征,并为1)评估环境影响之间的关系提供了无与伦比的机会, 比如泥沙供给的变化, 及其在地层记录中的表现, 2)评价沉积过程与碎屑有机碳沉积和储存的关系, 粗粒有机质和木质碎屑对储层总碳收支的重要性, 3)应用从这些储层中获得的见解来评估目前全球储层碳储量的估计,并建立储层碳埋藏的概念模型,以指导进一步的研究, 由特征地层“类型”定义. 前米尔斯湖, 年轻的, 上游水库, 以三方为特征, subaerial Gilbert-style delta which prograded >1 km into the main reservoir from 1927 to 2011. 沉积物由粗粒顶置层组成, 陡峭倾斜的森林层, 细粒的, 轻轻浸渍前三角洲. 而在前米尔斯湖的细粒度沉积物中,可以辨认出单个事件的视界, 它们的数量和间隔与已知的下降或洪水事件不相符. 前奥尔德威尔湖, 从1913年到2011年被扣押, 最初是由吉尔伯特式的快速发展定义的, 在上游的格莱恩斯峡谷大坝建成之前的水下三角洲. 然而, 1927年上游格莱恩斯峡谷大坝的关闭使三角洲演变成一个细粒度的三角洲, 河口坝型三角洲指示低, 细粒度沉积物. 这种演变,结合了以前未被发现的滑坡沉积到上部 三角洲平原, 表明了解外源对储层沉积的影响是解释和预测单个体系内沉积的关键. 前米尔斯湖积累了~330克, 沉积带平均成藏速率为229 ~ 9262 gCm-2 -1 , 前Aldwell湖累计~ 91 Gg (263 ~ 2414 gCm-2年-1)。. 两个储层的碳储量均以非均质为主, 粗粒三角洲斜坡区和相对粗粒三角洲前区有机质和木屑较粗, 在砾石占主导地位的地方几乎没有储存空间, 陆上三角洲平原. 细粒湖相和前三角洲沉积物的碳富集相对均匀, 但前米尔斯湖吉尔伯特式三角洲斜坡的浊积流向前三角洲输送的碳量明显高于前奥尔德威尔湖河口坝式三角洲. 碳氮比支持两个储层中大多数有机质为异质的解释. 仅基于湖泊和/或前三角洲的采样方案将低估前奥尔德威尔湖的总碳积累高达30%, 但在前米尔斯湖,这一数字被高估了47%. 全球对水库沉积物中碳固存率的估计相差三个数量级, 虽然单个油藏的估算值相差4个数量级,但只有37个油藏,而且对预测变量的文献综述表明,预测变量之间的关系很弱或相互矛盾. 四种独特储层类型的概念地层学框架表明,有机质沉积与沉积过程具有内在联系,碳储存模式随着储层沉积物的地层学而系统性地变化. 以三角洲为主的储层(无论是吉尔伯特型还是浅水型)似乎在其三角洲和前三角洲区域储存了大部分碳, 而台海式储层呈双峰型分布, 外源碳优先沿原河道走向,原生碳优先沉积在原河漫滩上. 湖相储层以悬浮沉积为主 沉积,因而相对均匀, 但文献表明,这些储层的变化比通常测量的要大. 目前的储层取样方法不能解释这种系统性的变化,而且往往偏向于细沉积物, 这表明全球碳储量被低估了.
技术应用
传统的水电
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
沉积物运移
状态
完整的
完成日期
2018
传统的水电
克拉马斯河的基线泥沙收支
领导公司
U.S. 地质调查所
首席研究员
- 昌西·安德森(ORWSC)
- 斯科特·赖特(CAWSC)
美国地质调查局正在与太平洋公司合作, 克拉马斯河更新公司, 部落, 俄勒冈州和加州, 和其他人一起了解克拉马斯水电项目(KHP)对克拉马斯河沉积物运输和水质的影响. 预计KHP最低的4座水坝可能会被拆除, 美国地质勘探局正与各部落合作,根据第401条水坝拆除许可,帮助KRRC进行所需的监测, 目前计划在2023年, 在更大的范围内,为河流产生一个基本的沉积物预算. 在降压和拆除大坝过程中和之后,预计也会进行类似的工作. 亚组, 例如评价河床流动性和水库冲刷对沉积物再悬浮的影响, 应用于减轻鱼类疾病, 也在进行中. 该研究使用了沉积物通量的混合, 地貌评估, 以及沉积物示踪剂效应,以估计水库沉积物释放对下游过程的总体影响,并将其与流域的历史沉积物输送联系起来.
技术应用
传统的水电
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
沉积物运移
状态
正在进行的
完成日期
TBD
传统的水电
RoR坝上水流输沙研究, 以及对上下游地貌的潜在影响, 沉积, 以及水生栖息地.
领导公司
科罗拉多州立大学
首席研究员
- 罗伯特女王
低水头或奔流(RoR)水坝存在于美国所有类型的河流上, 然而,沉积物如何在这些结构周围移动的确切机制还没有得到很好的研究. 由于在小型水电项目中越来越多地使用RoR水坝, 有必要更好地了解沉积物如何通过这些水坝的控制因素. 建立了一个一维形态动力学模型来研究RoR坝的影响 在长时间尺度上的通道形态. 该模型通过求解逐渐变化的水流方程来计算大坝附近的流场, 计算特定粒度的泥沙输送速率, 并采用泥沙质量守恒法和垂直蓄积法计算河床高程演变, 床面粒度分布, 以及地层学的垂直格局. 该模型的水力计算使用从一系列水槽实验中收集的数据进行校准,以更好地捕捉非静水流量 越过水坝. 设计了数值实验,研究了泥沙供沙率的粒度分布, 流量(稳定和不稳定), 采用文献中报道的参数对特拉华州北部的一座RoR大坝进行了研究,并分析了大坝高度对RoR大坝上沉积物通过的控制作用. 这些一维模拟与一些模拟相辅相成, 二维形态动力学模型, Nays2DH. 一维模拟结果表明,罗尔坝上游的存沙量确实依赖于输沙量, 大坝的高度, 粒度和流量. 一旦水库中的沉积达到平衡, 高流量事件将减少或冲刷沉积物,而低流量通常会增加大坝后面的沉积物量. 最后, 储存更多泥沙的大坝在粒度和河床高程的变化方面会产生更大的下游影响,因为泥沙通过大坝并在大坝上游达到平衡状态所需的时间增加.
技术应用
传统的水电
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
沉积物运移
状态
完整的
完成日期
2018
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