The Igarapé Weir decelerated transport of contaminated sediment in the Paraopeba River after the failure of the B1 tailings dam (Brumadinho)     

《国际泥沙研究》2023,38(5):673-697

The B1 dam of Córrego do Feijão Mine, owned by Vale, S.A. mining company and located on the Ferro-Carvão stream, collapsed and injected 2.8 Mm³ of clayey, silty, and sandy iron- and manganese-rich tailings into the Paraopeba River (Minas Gerais state, Brazil). The accident occurred on 25 January 2019 and the tailings have been co-transported with coarser natural sediment since then, being partly trapped in the Igarapé Weir reservoir located on the Paraopeba River nearly 45 km downstream the injection point. The general purpose of the current study was to model suspended sediment transport in the vicinity of the Igarapé Weir aiming to assess the concomitant barrier effect imposed by this structure. Specifically, the spatial distributions of suspended clay, silt, and very fine-grained sand fractions (CSS) of sediment were mapped around the Igarapé Weir under low-flow (16 m³/s) and high-flow (5 to 10,000 years return period stream discharge; 699–2,699 m³/s) regimes, using RiverFlow2D as the modelling tool. The concentrations of the various grain materials in the upstream and downstream sectors were quantified linking the barrier effect to concentration reductions in the direction of stream flow. It was also a study goal to calculate differences of iron and manganese concentrations in the sediment + tailings mixtures along the Paraopeba River. The study results showed reductions in the CSS between 6.6% and 18%, from upstream to downstream of the Igarapé Weir, related with backwater effects, free and submerged hydraulic jumps, bank sedimentation in periods of high flow, and streambed sedimentation controlled by channel sinuosity and tailings density. These reductions were accompanied by drops in the concentrations of iron and manganese present in the clay and silt fractions, which varied between 6% and 42% under low flows and between 16% and 44% under high flows. Bank sedimentation was viewed as a potential threat to the riparian vegetation in the long-term. Dredging is the potentially most effective mitigation measure to help lead the Paraopeba River to a pre-rupture condition. The retention of sediment + tailings transported in suspension is less effective than the trapping of bedload sediment + tailings behind the Igarapé weir. The efficacy of sediment trapping is expected to be larger for natural sediment because it is much coarser than the tailings. In that context, the simulations revealed for the low-flow period that 33.6% of the sediment deposition comprised suspended transport of natural sediment (thus, was comprised 66.4% of bedload transport), this proportion rose to 86.9% for mixtures of natural sediment + tailings, a result that did not differ much for the high-flow periods.  相似文献   

“泛西南”地区加卸载响应比异常及大震活动预测与追踪     

尹祥础  刘月  张浪平  李文军  袁帅  张小涛 《地震》2017,37(4):37-49

21世纪初, 在中国西南及周边地区(本文称为“泛西南”)开始出现大面积的加卸载响应比(以下简称LURR)异常, 根据LURR异常演化, 我们于2008年首次提出该地区正在孕育着“超大地震”。 追踪研究结果显示, 孕震积分I_t于2012年7月达到峰值。 根据LURR与量纲分析方法结合得到的预测地震时空强的新方法, 我们预测: 2015年7月前后(±25月), 在“泛西南”地区将发生8级左右“超大地震”。 我们在2014年参加的两次会议上交流了这一预测结果, 2015年4月25日尼泊尔M_S8.1强震发生在预测范围内。 尼泊尔M_S8.1地震后, “泛西南”地区的加卸载响应比大尺度异常不仅没有消退, 反而更加增强。 I_t于2015年7月达到新峰值, 超过了尼泊尔地震前的水平, 因此, “泛西南”地区可能仍面临非常严重的地震灾害。  相似文献   

基于单台加速度记录的混合全局优化HVSR反演场地浅层速度结构   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

荣棉水  符力耘  李小军 《地球物理学报》2018,61(3):938-947

利用水平与竖向谱比（HVSR）方法反演场地速度结构是国际上迅速发展的研究领域.HVSR反演计算实质是一个土层场地模型空间搜索的全局优化问题,当模型搜索空间的复杂程度增大时,目前常用的搜索算法收敛速度慢,计算效率较低.本文实现了一种结合遗传和模拟退火方法优点的混合全局优化HVSR反演算法,通过理论模型和竖向台阵实测数据的检验,表明该算法能获得很好的反演效果,较好地解决了蒙特卡罗方法收敛速度慢,遗传算法收敛早熟和模拟退火算法搜索效率低的问题.本文在此基础上讨论了单台加速度S波记录用于场地速度结构HVSR反演的适用性,为基于单个地震台的地震观测记录反演浅层速度结构提供了一种高效且较为准确的反演方法.  相似文献   

基于正交各向异性介质理论的地应力地震预测方法   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

马妮  印兴耀  孙成禹  宗兆云 《地球物理学报》2017,60(12):4766-4775

地应力是评价页岩气储层是否可压裂成网的重要参数.利用地震资料进行地应力参数预测可以根据水平应力差异比(DHSR,Differential Horizontal Stress Ratio)值大小来判断.现阶段计算水平应力差异比主要基于具有对称轴的横向各向同性介质理论,即HTI介质假设,欠缺对页岩中实际大量存在的VTI特征的考虑.本研究同时考虑页岩气地层VTI和HTI特征的作用,利用正交各向异性介质岩石物理关系,推导出水平应力差异比与弹性参数及各向异性参数之间的关系.首先,在分析应力应变本构方程的基础上,对正交各向异性介质(OA)的本构方程进行推导,通过胡克定律一般形式获得正交各向异性介质的应力和应变关系;其次,利用该应力和应变关系推导出最大水平应力、最小水平应力和水平应力差异比与地层弹性参数和各向异性参数的关系并定义了参数正交各向异性水平应力差异比(ODHSR,Orthorhombic Differential Horizontal Stress Ratio);最后,对正交各向异性水平应力差异比ODHSR与具有水平对称轴的横向各向同性介质的DHSR进行了对比,证明了本文的正交各向异性水平应力差异比(ODHSR)计算公式.  相似文献   

海底地震仪的信号传递效果和噪声水平          下载免费PDF全文

王笋  丘学林  赵明辉  李普春  刘丽华  张艺峰  谢志招 《地球物理学报》2019,62(8):3199-3207

单球式海底地震仪（以下简称OBS）由于其成本低、操作简便的优点在天然地震研究、人工地震探测中获得了广泛应用.本文首先分析多型进口和国产OBS在台湾海峡西部采集的地震数据,发现同一台OBS上的垂直向速度检波器（Z分量）的信噪比常显著低于压力检波器（H分量）,由于这两种检波器记录的都是海底的垂向振动信号,推测速度检波器的低信噪比更多的与仪器特性有关.然后从信号传递和噪声水平两方面分析影响速度检波器信噪比的因素：为检测速度检波器与OBS壳体的耦合效果,对某型宽频带OBS和陆上地震仪进行了同址同步观测试验,发现OBS的整机灵敏度有较大的差异;为分析速度检波器的水底噪声特征,以H分量记录作为基准,对比分析了同一台仪器不同站位的Z分量噪声水平,发现速度检波器在浅海区受到较大的次生干扰.本文指出OBS的内部耦合和水流次生干扰是至今尚未引起大家重视而又严重影响资料品质和多波探测成效的两个关键问题,这一研究结果对于改进OBS结构设计和制造工艺,以及OBS数据多分量处理方法研究有重要的参考意义.  相似文献   

磁张量梯度数据方向解析信号比值的边界识别和空间位置反演方法   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

王泰涵  于平  马国庆  李丽丽  曾昭发 《地球物理学报》2019,62(10):3723-3733

磁张量梯度测量具有高分辨率、多参量的优点,能更准确地描述磁源体的分布特征,在矿产资源勘探中具有广阔的用途.磁异常解析信号具有受倾斜磁化干扰小的特点,且为了增强深部地质体的分辨能力,本文提出磁张量梯度数据的解析信号比值的均衡边界识别及空间位置反演技术.磁张量梯度数据的均衡边界识别方法为不同方向解析信号比值的反正切函数,在降低倾斜磁化干扰的同时能有效地均衡不同深度地质体的响应,提高了对较深地质体的分辨率;空间位置反演技术是建立解析信号比值与地质体位置参数的对应方程,利用解析信号比值与地质体的对应关系作为约束条件来反演获得地质体的水平位置和深度信息,具有无需已知任何先验信息的优势.通过磁性体张量异常试验表明解析信号比值的边界识别方法能清晰和准确地获得不同深度地质体的边界,所建立的反演方程能准确地计算出地质体的范围和深度,具有较高的水平分辨率和精度.将本文方法应用于实测磁张量梯度数据的解释,获得了地下铁矿的分布特征,为区域矿产资源潜力评价提供了翔实的基础资料.  相似文献   

小波基在GPS-IR反演土壤湿度中优选方法的研究     

张志刚  梁月吉  任超  黄仪邦  潘亚龙 《地球物理学进展》2020,(1):72-78

全球定位系统多径干涉遥感技术(Global Positioning System-Interference Reflection,GPS-IR)是一种基于卫星反射信号的新遥感技术,可实现土壤湿度、雪深、海平面等方面的监测.针对卫星反射信号分离问题,本文利用小波分析对信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)中的卫星反射信号进行分离.小波基的选择直接影响到卫星反射信号分离的效果,本文通过对比低阶多项式、sym10、bior6.8、dmey和coif5这5种方法的实际消趋和反演效果来优选.经实验表明:利用coif5小波基分解6层能够有效提高卫星反射信号的分离精度和信号的分辨率,获取的相对延迟相位与土壤湿度之间的线性关系显著增强.  相似文献   

基于CRNBR物候算法的西双版纳橡胶成林提取及时空变化研究     

刘怡媛  肖池伟  李鹏  刘影  饶滴滴 《地球信息科学学报》2019,21(3):467-474

基于西双版纳2014年和2018年旱季Landsat-8 OLI遥感影像,利用橡胶林落叶-新叶萌生期内归一化焚烧指数变化率（CR_NBR）算法,运用当年新叶萌生期植被分布（NDVI）与海拔数据（ASTER GDEM）进行掩膜提取,分别获取了2014年和2018年西双版纳橡胶成林种植面积,基于ArcGIS 10.5平台分析了橡胶成林时空格局和种植面积增减变化。结果表明： ① 西双版纳橡胶林主要分布于南部水热条件较好、中低海拔的橡胶种植适宜区。景洪市的橡胶林面积最大,其次是勐腊县,勐海县最小。集中分布于景洪市的勐龙镇、允景洪街道和嘎洒镇;勐腊县的关累镇、勐棒镇和勐满镇;② 西双版纳及其下辖一市两县2014-2018年橡胶林种植面积总体呈现下降趋势,减幅为17.27%。其中,勐腊县的减幅最大为19.10%,勐海县减幅最小,仅2.70%。③ 橡胶林持续种植区主要在景洪市勐龙镇、嘎洒镇和景哈镇等,勐腊县的关累镇、勐棒镇和勐腊镇等;橡胶林种植增加区主要集中在景洪市勐龙镇、嘎洒镇和允景洪街道,勐腊县关累镇、勐腊镇和勐伴镇,勐海县打洛镇;橡胶林种植减少区主要在景洪市勐养镇、嘎洒镇和勐龙镇,勐腊县勐棒镇、勐腊镇和勐伴镇,本研究可为西双版纳橡胶林种植现状特征提供了新的认识。  相似文献   

辽宁省海绵城市建设中年径流总量控制率分区及其分布差异研究     

顾正强  龚强  晁华  张海娜  徐红  朱玲  沈历都  蔺娜 《气象与环境学报》2019,35(1):59-65

利用1986—2015年辽宁省60个气象站逐日降雨量观测资料和1986—2015年美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐月全球的再分析资料,对辽宁省年径流总量控制率区域划分及其分区分布的差异进行分析。结果表明:辽宁省年径流总量控制率可以划分为Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区共4个区,比《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建》中辽宁省年径流总量控制率分区多1个Ⅴ区,且相同分区对应的空间分布差异明显;年平均降雨量对年径流总量控制率的分区趋势具有一定指示作用,总暴雨量占总降雨量的比例与年径流总量控制率的分区关系密切,辽宁省水汽输送的特征和地形地势是形成年径流总量控制率区域分布差异的内在成因。  相似文献   

尿素络合法分离-气相色谱/同位素质谱法分析土壤和植物中低含量(ppm级)正构烷烃的碳同位素   总被引：1，自引：1，他引：0  

王宁  朱庆增  谢曼曼  宋智甲  王道聪  贾秋唤  岑况  储国强  孙青 《岩矿测试》2015,34(4):471-479

尿素络合法和5A分子筛法是常用的分离富集环境样品中正构烷烃的方法,但由于复杂的处理流程对于低含量正构烷烃的回收率普遍较低。本文通过优化尿素络合法分离富集正构烷烃的实验条件,建立了尿素络合法分离-气相色谱/同位素质谱分析土壤和植物中低含量正构烷烃单体碳同位素的方法。即采用正己烷-丙酮溶解样品,在4℃冰箱中与2 m L尿素-甲醇饱和溶液反应48 h;用去离子水溶解尿素络合物,加入正己烷后分离出有机相和水相,分别用正己烷、丙酮-正己烷萃取有机相和水相中的正构烷烃。中长链正构烷烃的回收率达79%~104%,高于5A分子筛法和已有尿素络合法的富集效果;单体碳同位素的分析精度为0.09‰~0.63‰(1σ)。利用改进的方法分析实际样品,大幅降低了未分峰和共流出物的干扰,提高了实际样品中ppm级中长链正构烷烃的回收率。  相似文献