Near-bankfull floods in an Alpine stream: Effects on the sediment mobility and bedload magnitude   总被引：1，自引：0，他引：1  

Riccardo Rainato  Luca Mao  Lorenzo Picco 《国际泥沙研究》2018,33(1):27-34

In a mountain environment, the transport of coarse material is a key factor for many fields such as geomorphology, ecology, hazard assessment, and reservoir management. Despite this, there have been only a few field investigations of bedload, in particular using multiple monitoring methods. In this sense, attention has frequently focused on the effects of “high magnitude/low frequency floods” rather than on “ordinary events”. This study aims to analyze the sediment dynamics triggered by three high-frequency floods (recurrence interval “RI” between 1.1 and 1.7 yr) that occurred in the Rio Cordon basin during 2014. The flood events were investigated in terms of both sediment mobility and bedload magnitude. The Rio Cordon is an Alpine basin located in northeastern Italy. The catchment has a surface area of 5 km², ranging between 1763 and 2763 m above sea level. The Rio Cordon flows on an armored streambed layer, with a stable step-pool configuration and large boulders. Since 1986, the basin has been equipped with a permanent station to continuously monitor water discharge and sediment flux. To investigate sediment mobility, 250 PIT-tags were installed in the streambed in 2012. The 2014 floods showed a clear difference in terms of tracer displacement. The near-bankfull events showed equal mobility conditions, with mean travel distance one order of magnitude higher than the below-bankfull event. Furthermore, only the near-bankfull events transported coarse material to the monitoring station. Both events had a peak discharge up to 2.06 m³ s^-1, but the bedload transport rates differed by more than one order of magnitude, proving that under the current supply-limited condition, the bedload appears more related to the sediment supply than to the magnitude of the hydrological features. In this sense, the results demonstrated that near-bankfull events can mobilize large amounts of material for long distances, and that floods of apparently similar magnitude may lead to different sediment dynamics, depending on the type and amount of sediment supply.  相似文献   

三维地质模型中地震波共轭梯度非线性走时反演   总被引：2，自引：0，他引：2  

李飞  张雪梅  姬运达  何少林 《地震地磁观测与研究》2018,39(4):33-37

地震体波走时层析成像是探测地球内部速度结构的重要方法之一。基于三维块状建模以及三角形拼接的界面描述方式,结合快速高效的逐段迭代射线追踪方法,获得三维复杂地质模型中的地震射线路径与走时信息,采用共轭梯度非线性反演算法,进行地震波走时反演。实验结果表明共轭梯度反演算法在三维层状模型中具有较高的有效性。  相似文献   

蒸发波导对GNSS海面反射信号有效散射区域的影响          下载免费PDF全文

刘黎军  夏俊明  白伟华  孙越强  杜起飞  骆黎明 《地球物理学报》2019,62(2):499-507

蒸发波导在海洋低空的发生概率高达90%,对舰船雷达、通信等电磁系统具有重要影响.为了分析利用GNSS卫星海面反射信号的时延-相关功率波形反演蒸发波导的可行性,本文提出了GNSS卫星海面反射信号的有效散射区域的概念,并将有效散射区域内的GNSS反射信号区分为GNSS标准反射信号和GNSS波导反射信号;然后,利用射线追踪方法,仿真分析了GNSS卫星海面反射信号的有效散射区域大小对蒸发波导的关键参数——波导高度的敏感性,并分析了在时延-相关功率波形上利用反射信号的传播时延将二者分离开的可行性.结果表明,GNSS卫星海面反射信号的有效散射区域对蒸发波导高度非常敏感,对于2～25m高的GNSS反射信号接收天线,当蒸发波导的高度由0m增加至20m时,GNSS反射信号有效散射区域半径的均值可由约14km迅速扩展至约160km;采用高度角足够大的GNSS卫星可以将有效散射区内的GNSS标准反射信号与GNSS波导反射信号在时延-相关功率波形上分离开.  相似文献   

西准噶尔红山地区晚古生代赞岐岩锆石U Pb年代学、地球化学特征及其地质意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

马飞宙  陈宣华  徐盛林  马芬  韩乐乐  丁伟翠  王叶 《地质学报》2020,94(5):1462-1481

中亚造山带西部西准噶尔地区红山花岗岩体内部发育多期似岩墙状安山质暗色条带,LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和岩石化学与同位素分析表明,它们具有不同的形成年龄、相同的源区和相似的形成过程。其中,具有不规则状或环状形态的暗色条带,其锆石U-Pb年龄为319.1±2.9 Ma和313.3±2.4 Ma,远大于红山岩体花岗岩锆石结晶年龄(305～301Ma),可能是红山岩体侵位过程中所捕掳的围岩;具有线性展布特征的安山质暗色条带,其锆石U-Pb年龄为295±2Ma,形成于红山岩体侵位之后,构成伸展岩墙群。红山岩体中的安山质暗色条带和线状岩墙群具有相似的岩石化学组成,富SiO_2(56.48%～63.09%)、MgO(3.56%～6.31%),具有高的Mg#值(51.74～62.40)及Na_2O/K_2O值(1.34～3.43);球粒陨石标准化稀土元素(REE)配分模式呈明显的右倾型,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE)Rb、K、Ba、U、Sr,亏损高场强元素(HFSE)Th、Nb、Ce、P和重稀土元素,具较弱的负铕异常;其同位素组成特征为(~(87 )Sr/~(86 )Sr)i=0.703295～0.703620,(~(143) Nd/~(144) Nd)i=0.512612～0.512618,εNd(t)=6.91～7.62,(~(206) Pb/~(204) Pb)t为17.6883～17.9876,(~(207) Pb/~(204) Pb)t为15.5313～15.5686,(~(208)Pb/~(204)Pb)t为37.4460～38.0581。它们具有与赞岐岩类似的地球化学特征,总体表现出与弧岩浆作用相关的地球化学特征,可能具有共同的物质来源,为准噶尔洋板片俯冲消减后同一地幔源区在不同阶段的产物。其中,形成于弧岩浆作用时期的赞岐岩(319～313 Ma),构成与岛弧花岗岩类伴生的环状似岩墙状安山质暗色条带;形成于后造山伸展岩浆作用晚期的赞岐岩(～295Ma),构成与达拉布特左行走滑作用相关的陆内伸展岩墙群。安山质暗色条带(岛弧火山作用)、红山岩体(后造山伸展)和线状岩墙群(陆内伸展)记录了西准噶尔红山地区洋陆转换的全过程。  相似文献   

Bedrock erosion due to hoeing as tillage technique in a hilly agricultural landscape,southwest China     

Haichao Xu  Jianhui Zhang  Yuhang Wei  Jiadong Dai  Yong Wang 《地球表面变化过程与地形》2020,45(6):1418-1429

Tillage on hillslopes may not only induce severe soil erosion, but may also cause bedrock erosion under certain conditions. Yet, little is known about bedrock erosion by tillage in a hilly agricultural landscape, southwest China. The aim of this study is to quantify the translocation of rock fragments derived from bedrock fragmentation by hoeing under different conditions, including slope gradient, hoeing depth and soil-covered thickness using a gravel tracing method. The reliability of the gravel tracing method was confirmed by the bedrock dyeing tracing method. Hoeing depth is a significant factor affecting the translocation rate of rock fragments (Q_r ). Meanwhile, under the condition of overlying soil layers (0.06−0.10 m thick), the values of Q_r were significantly smaller with a reduction of 20.7−25.6%, compared with rock fragmentation by hoeing for bare bedrock. However, slope gradient was found to have insignificant effects on Q_r . Fractured bedrock moved as individual small fragments, which was mainly controlled by the hitting force of the hoe, while soil moved in the shape of lumps, which was dominated by both drag force of the hoe and gravity. This study suggests that hoeing into soil-covered bedrock can diminish bedrock erosion while providing soil matrix for shallow soil layers. Our work presents a quantitative assessment of bedrock erosion by hoeing and an underlying insight into characteristics of bedrock erosion by tillage operations in hilly agricultural regions with mudstone and shale, southwest China. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

地球自由振荡的保结构模拟          下载免费PDF全文

陈世仲  李小凡  汪文帅 《地球物理学报》2016,59(5):1685-1695

大地震等诸多激励均能激发全球自由振荡现象,通常表现为驻波形式的全球整体振荡.现有的地震波数值模拟方法多为非保结构方法,无法压制长时程计算中的积累误差.本文采用优化的三阶辛格式谱元法,对地球自由振荡及全球尺度的地震波传播进行了长时程模拟.通过与传统的基于Newmark算法的谱元方法结果对比分析,明确验证了本文所得优化的三阶辛格式谱元法在模拟地球自由振荡等大规模长时程问题上的优越性和准确性.上述进展在方法论层面为今后探测、刻画全球尺度地球非均匀结构的驻波数值方法奠定了部分基础,并为相关研究领域提供了新的选择.  相似文献   

复杂山地随机介质GMM-ULTI法射线追踪   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

孙章庆  孙建国  岳玉波  齐鹏  黄兴国 《地球物理学报》2016,59(7):2615-2627

对复杂山地介质的非均质性以及介质中地震波运动学特征进行深入研究,对于提高复杂山地区域地震勘探的效果有着重要的理论意义和实际价值.为了研究复杂山地非均质性和该介质中地震波的一些运动特性,提出了一种复杂山地随机介质的建模方法和一种新的射线追踪算法.与常规算法相比,复杂山地随机介质的生成方法采用更贴近实际介质特点的梯度介质作为背景介质,并在模型生成过程中加入地形修正步骤;新提出的GMM-ULTI射线追踪算法,充分融合群推进法、迎风思想、走时插值法的优势,采用先计算走时后追踪射线路径的两步策略完成射线追踪.算法分析与计算实例表明:复杂山地随机介质的生成方法能灵活、精细且更贴近实际地刻画复杂山地介质的非均质特点;新射线追踪算法兼顾精度和效率、能无条件稳定且灵活地适应复杂山地随机介质的特点;同时基于对几个模型试算结果的分析也得出了复杂山地随机介质中的地震波的一些传播规律.  相似文献   

基于二维三次卷积插值算法的辛几何射线追踪          下载免费PDF全文

李川  王有学  何晓玲  刘荣平  贠鹏  熊彬  许继峰 《地球物理学报》2014,57(4):1235-1240

射线追踪是地震波走时层析成像的基础,射线空间位置的准确性及射线走时的精度决定了层析成像的可靠性.本文根据哈密尔顿系统可以有效提高程函方程解稳定性的特性,采用辛几何算法（SAM-Symplectic Algorithm Method）及二维三次卷积插值技术进行地震波射线追踪.由于采用了SAM算法,保证了地震波波前精度,提高了射线空间位置的准确性.数值模拟结果表明SAM既能保证哈密尔顿系统的稳定性又具有运算速度快的特点,提高了射线追踪的计算精度.  相似文献   

起伏地表条件下各向异性地震波最短路径射线追踪   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

赵后越  张美根 《地球物理学报》2014,57(9):2910-2917

在地震波正反演研究中,考虑起伏地表和地震各向异性具有非常重要的理论意义和实际应用价值.本文在前人研究的基础上,将最短路径追踪算法引入到起伏地表各向异性介质模型的地震波走时计算中.模型剖分时,整体模型划分成正方形单元,起伏边界附近以不规则网格逼近,进而采用非规则节点布置实现非规则网格处的最短路径计算.追踪计算中采用Sena群速度近似公式,得到各向异性地震波的走时,实现了复杂地表情况下各向异性介质模型中地震波的射线追踪.理论模型计算结果显示,本文方法能够可靠地应用于复杂各向异性介质模型,具有较高的计算精度.  相似文献   

基于在线高分辨率示踪技术的岩溶泉污染来源及含水介质特征分析——以重庆黔江区鱼泉坎为例   总被引：8，自引：7，他引：1  

于正良  杨平恒  谷海华  方明洋  李建鸿  陈金龙 《中国岩溶》2014,33(4):498-503

在线高分辨率示踪技术以其精度高、成本低的特点在岩溶地下水文系统研究方面得到较为广泛的应用。重庆市黔江区鱼泉坎岩溶泉的污染问题导致蓬东乡、五里乡及其周边3 000居民饮水困难,为了确定水源地主要的污染源,选取荧光素钠、天来宝2种示踪剂,应用在线高分辨率示踪技术确定了重庆某畜禽养殖有限公司的化粪池与鱼泉坎泉之间存在水力联系。两种示踪剂的回收率均较低,分别为:荧光素钠3.51%,天来宝2.56%,且两回收曲线存在一定差别,可能与天来宝的水溶性较荧光素钠低有关。基于荧光素钠初现时间和首个峰值出现时间计算的地下水最大流速与平均流速分别为27.09 m/h、22.32 m/h,反映鱼泉坎岩溶孔隙、裂隙较小,化粪池污染渗漏缓慢、运移时间长。示踪剂质量浓度历时曲线表现为多峰型,推断化粪池至鱼泉坎泉段至少存在4条较大的径流通道,表明示踪段表层岩溶泉裂隙发育的相对均匀性。欲恢复鱼泉坎泉的水质,须对该养殖场进行防渗处理或勒令关闭。   相似文献