Groundwater mixing between different aquifer types in a complex structural setting discerned by elemental and stable isotope geochemistry          下载免费PDF全文

Dorina Murgulet  Marlon Cook  Valeriu Murgulet 《水文研究》2016,30(3):410-423

Karst aquifers are well known for their intricate stratigraphy and geologic structures, which make groundwater characterization challenging because flowpaths and recharge sources are complex and difficult to evaluate. Geochemical data, collected from ten closely spaced production wells constructed in two karst aquifers (Bangor Limestone (Mb) and Tuscumbia Limestone/Fort Payne Chert (Mftp)) in Trussville, north‐central Alabama, illustrate two distinctive groundwater end‐members: (1) higher major ion, dissolved inorganic carbon, conductivity, alkalinity concentrations, heavier δ¹³C ratios (max: −10.2 ± 0.2‰ Vienna Pee Dee Belemnite (PDB)) and lower residence times (mean: 19.5 ± 2 years, n = 2) of groundwater in the Mb aquifer and (2) lower constituent concentrations, lighter δ¹³C ratios (min: −13.4 ± 0.2‰ PDB) and longer residence times of groundwater (mean: 23.6 ± 2 years, n = 4) in the Mftp aquifer. Summer and fall data and the binary mixing model show aquifer inter‐flow mixing along solution fractures and confirms the distinctive groundwater geochemistry of the two aquifers. Lowering of static water levels over the summer (drawdown from 2 to 5.2 m) leads to more reducing groundwater conditions (lower Eh values) and slightly enriched δ¹⁸O and δD ratios during the fall [δ¹⁸O: −4.8 ± 0.1 to −5.4 ± 0.1‰ Vienna Standard Mean Oceanic Water (VSMOW), n = 9; δD: −25.4 ± 1 to −27.4 ± 1‰ VSMOW, n = 9] when compared with summer season samples (δ¹⁸O: −5.1 ± 0.1 to −5.7 ± 0.1‰ VSMOW, n = 11; δD: −25.0 ± 1 to −30.6 ± 1‰ VSMOW, n = 11). GIS analyses confirm the localized origin of recharge to the investigated aquifers. The combination of GIS, field parameters and geochemistry analyses can be successfully used to identify recharge sources, evaluate groundwater flow and transport pathways and to improve understanding of how groundwater withdrawals impact the sustainability and susceptibility to contamination of karst aquifers. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Hydraulic modeling of flood pulses in the Middle Bussento Karst System (MBSKS), UNESCO Cilento Global Geopark,southern Italy          下载免费PDF全文

Vittorio Bovolin  Albina Cuomo  Domenico Guida 《水文研究》2017,31(3):639-653

Karst systems provide water for domestic and industrial uses and for generating hydropower, but they can also create fluvial hazards, such as upstream back‐flooding and downstream karst flash‐flood events. However, these hazards are difficult to foresee due to the complex recharge‐discharge processes as well as the lack of information on the inside of the system, which has often not been completely surveyed by speleologists or explored by boreholes. To overcome these difficulties, hydro‐chemical data from the monitoring system in the Middle Bussento Karst System (MBSKS), one of the first Experimental Karst Systems in southern Italy, were recorded and previously discussed. Based on shared background in flood karst hydraulic modeling, this paper describes the conceptual premises and rationale of a general‐purpose hydraulic model that is suitable both for the MBSKS and for other Mediterranean, multi‐recharge, mature, conduit‐dominated karst systems. To test the reliability of the model, simulations of time–space behavior and response are performed using natural and artificial flood pulses “as tracers”, considering a “pulse” as a significant variation in water quantity and/or quality. The results of the model explain the interactions between allogenic, autogenic, and anthropogenic recharges from differentiated sources and phreatic conduit systems. These results also clarify the overall response of karst springs at typical time scales of flood pulses. Table acronym name  相似文献   

桂林毛村不同植被类型土壤微生物数量与碳酸酐酶活性比较     

黄芬  黄艳梅  杨利超  白冰  曹建华 《地质论评》2016,62(1):94-102

以非岩溶区林地为对比,分析了桂林毛村岩溶区4种不同植被类型土壤微生物数量及碳酸酐酶(CA)活性的季度动态变化规律,发现以下主要结果:1随着植被的正向演替,岩溶区弃耕地、草地、灌丛及林地微生物数量及CA活性逐渐升高,微生物总数从64.07×10~4cfu/g上升到178.23×10~4cfu/g,CA活性从0.77 U/g上升到1.82 U/g,岩溶区林地大于非岩溶区林地。2在岩溶区不同植被类型,微生物组成均表现为细菌最多(平均值95.14%),放线菌次之(平均值2.79%),真菌数量最少(平均值1.75%)。而在非岩溶区表现为细菌最多(平均值90.95%),真菌次之(平均值5.32%),放线菌最少(平均值3.73%)。3微生物数量季节动态整体表现为春季至夏季逐渐上升,至秋季达到最高,冬季下降,微生物总数的增长依赖于细菌的倍数增长,真菌和放线菌影响较小。CA活性整体表现为夏季和冬季低于春季和秋季,秋季达到最大值。4 CA活性与细菌及微生物总数呈极显著的正相关,表明土壤CA主要来源于细菌的分泌。  相似文献   

城区内涝淹没模拟算法     

张振鑫  吴立新  李志锋  杨宜舟  江锦成  许志华 《测绘科学》2016,41(6):87-91

针对城区内涝淹没范围和水深模拟问题,该文提出了一种基于约束Delaunay不规则三角网与三棱柱的城区内涝淹没模拟算法。该算法以沿地面三角形的顶点垂直向上引垂线形成的三棱柱为计算单元,通过"等体积"的方法,建立时间序列切片下的淹没水深和积水量的关系,据此实现淹没范围和水深模拟。以北京师范大学(简称"北师大")主校区为例,对单汇水区的水面高程上升模拟结果与实际观测值进行对比,基本吻合;并与传统栅格DEM的淹没效果进行了对比,表明该算法正确有效。  相似文献   

基于GRNN模型的岩溶地区城市水生态足迹分析与预测   总被引：5，自引：0，他引：5  

杨振华  苏维词  赵卫权  谢砫军  李艳丽 《中国岩溶》2016,35(1):36-42

为揭示岩溶地区城市生态足迹的驱动因子与机制,评估和预测水资源可持续利用程度,根据岩溶地区水文地质特征及其与水生态足迹的相关性,分析了贵阳市2002-2014年水生态足迹的变化特征,并利用GRNN模型对其进行了时间序列预测。结果表明,贵阳市水生态足迹由2002年的12.79万hm2上升至2014年的15.74万hm2,整体呈波动上升趋势,其中,水量生态足迹变化特征主要由工业用水量决定,水质生态足迹变化特征主要由氨氮排放量决定。水生态承载力波动变化明显,且小于水生态足迹需水量,导致水资源可持续利用系数介于0.31~0.63之间。对贵阳市2015-2019年水生态足迹进行GRNN预测,表明水生态足迹呈现先升后降得趋势,水生态承载力变幅在4.315~8.038万hm2之间,但水生态足迹与承载力的缺口大,水资源可持续利用系数偏低。因此,在水生态承载力有限的贵阳市,降低水生态足迹才是实现水资源可持续利用的关键。  相似文献   

变化环境下渭河流域水文干旱演变特征剖析   总被引：4，自引：0，他引：4       下载免费PDF全文

任立良  沈鸿仁  袁飞  赵崇旭  杨肖丽  郑培丽 《水科学进展》2016,27(4):492-500

环境变化影响区域水资源的可持续开发利用,导致水文过程出现非平稳特征,需发展非平稳水文干旱评估方法。选取渭河流域为研究区,依据流域内2个水文站、62个雨量站和24个气象站1961-2013年数据,基于可变下渗容量模型定量分离气候变化和人类活动对径流衰减的贡献;采用标准化径流指数（Standardized Runoff Index, SRI）剖析水文干旱时空演变特征;提出多种SRI参数化方案,对比评定各方案表征非平稳干旱的合理性以及环境变化对干旱演变的影响作用。结果表明:自1991年以来渭河流域年径流量呈显著衰减趋势,人类活动是径流演变的主要因素,对咸阳和华县站径流量变化的贡献率分别为-66.7%和-71.0%;时变参数方案计算的干旱指数能合理重建历史水文干旱序列;人类活动是渭河流域1991年以来短历时水文干旱发生的主导因素,气候变化主要影响长历时旱涝的演变趋势。  相似文献   

长兴岛碳酸盐岩裂隙岩溶水特征分析     

陈冶  程微  宋波  宋建伟  程静  孙丽萍 《化工矿产地质》2016,(2):79-84

长兴岛碳酸盐岩区占整个岛的44%,受降雨、岩性、构造等条件的影响,岩溶较发育,地下水资源较丰富,且水质较好,适宜作为饮用水水源。在收集大量基础地质资料,并结合现场调查、钻探、抽水试验成果,分析了从上至下5层岩溶带的发育特征、赋水性规律及补、径、排条件。同时考虑供水水文地质条件,进行了天然资源和开采资源概算,及成井条件、水质的分析评价。  相似文献   

贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物特征及其古气候指示意义          下载免费PDF全文

任增莹  吴攀  曹星星 《沉积与特提斯地质》2016,36(1):70-76

利用X射线衍射等分析方法,对贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物进行研究,获得了粘土矿物的组成、相对含量、结晶度指数、化学指数以及相对含量比值等方面的信息,探讨该盆地的沉积环境演化特征。研究表明,粘土矿物以伊/蒙混层矿物(30%~75%)和绿泥石(10%~45%)为主,高岭石(5%~20%)和伊利石(10%)次之,基本不含蒙脱石。伊/蒙混层矿物和绿泥石含量呈负相关性。高岭石含量在剖面底部较稳定,在484cm上部出现较大的波动。伊利石结晶度和化学指数与伊/蒙混层矿物含量具有较好的正相关性,且在第Ⅰ阶段相对于其它指标较敏感,出现波动。通过综合对比分析,将研究区剖面划分为4个阶段,其是3个冷暖干湿的大循环和若干个小循环气候环境的物质记录。  相似文献   

格尔木河流域河流地貌演化研究进展          下载免费PDF全文

贾小龙  安福元  张啟兴 《盐湖研究》2016,24(4):59-65

位于柴达木盆地南缘的格尔木河发源于东昆仑山脉,末端注入盆地中东部的察尔汗盐湖,是该盐湖最主要的补给河流,极大地影响着该盐湖的成盐演化过程。格尔木河的主要支流—昆仑河和雪水河都是由冰川融水形成,因此该流域内的冰川进退对河流径流量变化和谷地填充地层的物源有着重要影响。该流域内主要的填充地层为昆仑河砾岩(河流相)、纳赤台沟组(冲洪积相)和三岔河组(河湖相)。在三岔河组之上,发育了4~5级阶地,除最高的T5之外,其它均为以三岔河组为基座的内叠阶地(少部分河段以昆仑河砾岩为基座)。根据前人的研究,昆仑河砾岩沉积的年代为1 269~1 042 ka(ESR年龄);纳赤台沟组堆积于482~642 ka之间(ESR和TL年龄);三岔河组形成于355~95 ka(ESR和U系年龄)、90~16 ka(OSL年龄),T5~T1阶地基本形成于16~4.6 ka之间。由于采用的测年方法不同,不同学者对三岔河组的形成时代存在争议,对阶地的划分也有所不同(4级或5级阶地)。但是,对T5~T1阶地形成时代有较一致的观点,即末次冰消期和全新世早中期。对于格尔木河河流地貌过程的驱动因素,目前尚存在争论,大部分学者认为是气候变化驱动了该区域河流地貌的形成,但也有学者认为构造活动是主导因素。  相似文献   

重度石漠化区不同土地利用方式下土壤养分特征   总被引：1，自引：1，他引：0  

朱梓弘  杨程  谢银财  王群  朱同彬 《中国岩溶》2018,37(6):842-849

本文以云南省蒙自市西北勒乡碧色寨村石漠化土地为研究对象,基于主成分分析法（PCA）研究岩溶石漠化区不同土地利用方式下的土壤养分特征。结果表明:（1）研究区土壤各养分指标变异系数介于0.14~1.76,不同土地利用方式下,土壤养分状况有较大差异;（2）研究区土壤12项养分指标可归结为3个主成分,所提供的信息占全部信息的90.69%,其中PC1主要包含了全磷、有效磷、速效钾和有效锰,PC2主要综合了有机碳、全氮、全钙和有效锌,有效铁对PC3具有较大的贡献。（3）对不同用地类型土壤养分的主成分得分进行排序,由大到小依次为火龙果地>林地>封育草地>玉米地,表明植树造林及火龙果种植等方式能有效改善石漠化区的土壤养分状况。建议对样区的石漠化治理应以封山育土为前提,以生态恢复为目的,通过种植火龙果与修复林地改善样区土壤状况,逐步形成生态环境与社会经济协调发展的石漠化综合治理体系。   相似文献