Beaver dam analogues drive heterogeneous groundwater–surface water interactions     

Jeffrey Wade  Laura Lautz  Christa Kelleher  Philippe Vidon  Julianne Davis  Julio Beltran  Casey Pearce 《水文研究》2020,34(26):5340-5353

Beaver dam analogues (BDAs) are a cost-effective stream restoration approach that leverages the recognized environmental benefits of natural beaver dams on channel stability and local hydrology. Although natural beaver dams are known to exert considerable influence on the hydrologic conditions of a stream system by mediating geomorphic processes, nutrient cycling, and groundwater–surface water interactions, the impacts of beaver-derived restoration methods on groundwater–surface water exchange are poorly characterized. To address this deficit, we monitored hyporheic exchange fluxes and streambed porewater biogeochemistry across a sequence of BDAs installed along a central Wyoming stream during the summer of 2019. Streambed fluxes were quantified by heat tracing methods and vertical hydraulic gradients. Biogeochemical activity was evaluated using major ion porewater chemistry and principal component analysis. Vertical fluxes of approximately 1.0 m/day were observed around the BDAs, as was the development of spatially heterogeneous zones of nitrate production, groundwater upwelling, and anaerobic reduction. Strong contrasts in hyporheic zone processes were observed across BDAs of differing sizes. This suggests that structures may function with size-dependent behaviour, only altering groundwater–surface water interactions after a threshold hydraulic step height is exceeded. Patterns of hyporheic exchange and biogeochemical cycling around the studied BDAs resemble those around natural beaver dams, suggesting that BDAs may provide comparable benefits to channel complexity and near-stream function over a 1-year period.  相似文献   

A critical zone observatory dedicated to suspended sediment transport: The meso-scale Galabre catchment (southern French Alps)     

Cédric Legout  Guilhem Freche  Romain Biron  Michel Esteves  Oldrich Navratil  Guillaume Nord  Magdalena Uber  Thomas Grangeon  Nico Hachgenei  Brice Boudevillain  Céline Voiron  Lorenzo Spadini 《水文研究》2021,35(3):e14084

The 20 km² Galabre catchment belongs to the French network of critical zone observatories (OZCAR; Gaillardet et al., Vadose Zone Journal, 2018, 17(1), 1–24). It is representative of the sedimentary lithology and meteorological forcing found in Mediterranean and mountainous areas. Due to the presence of highly erodible and sloping badlands on various lithologies, the site was instrumented in 2007 to understand the dynamics of suspended sediments (SS) in such areas. Two meteorological stations including measurements of air temperature, wind speed and direction, air moisture, rainfall intensity, raindrop size and velocity distribution were installed both in the upper and lower part of the catchment. At the catchment outlet, a gauging station records the water level, temperature and turbidity (10 min time-step). Stream water samples are collected automatically to estimate SS concentration-turbidity relationships, allowing quantification of SS fluxes with known uncertainty. The sediment samples are further characterized by measuring their particle size distributions and by applying a low-cost sediment fingerprinting approach using spectrocolorimetric tracers. Thus, the contributions of badlands located on different lithologies to total SS flux are quantified at a high temporal resolution, providing the opportunity to better analyse the links between meteorological forcing variability and watershed hydrosedimentary response. The set of measurements was extended to the dissolved phase in 2017. Both stream water electrical conductivity and major ion concentrations are measured each week and every 3 h during storm events. This extension of measurements to the dissolved phase will allow progress in understanding both the origin of the water during the events and the partitioning between particulate and dissolved fluxes of solutes in the critical zone. All data sets are available at https://doi.osug.fr/public/DRAIXBLEONE_GAL/index.html .  相似文献   

场地类别分类方案研究     

陈国兴  丁杰发  方怡  彭艳菊  李小军 《岩土力学》2020,41(11):3509-3522

基于性能的抗震设计，要求工程师设计出具有预期抗震性能的结构，一个关键因素是地震作用的确定，这在很大程度上取决于局部场地条件。通过收集和分析北京、苏州和唐山城区956个钻孔资料，建立地表20 m和30 m深土层走时平均剪切波速VS20和VS30的关系式；现场钻探获取北京城区深105 m的典型钻孔原状土样，试验给出各类土体动剪切模量和阻尼比曲线；建立北京城区170个钻孔的场地反应计算模型，采用Nakamura提出的HVSR法和陈国兴等提出的弱震法估算场地基本周期TS值，结合国内外现行抗震规范的场地分类及一些学者对场地分类的研究成果，提出两种新的场地分类建议方案：基于等效剪切波速VSE和覆盖土层厚度H（地表至剪切波速VS ≥ 500 m/s的基岩深度）的双指标场地分类方案及基于VSE、H和TS的三指标场地分类方案。提出的场地分类方案对我国现行抗震规范场地分类方法的改进有参考价值。  相似文献   

基于岩体塑性位错理论的龙门山区域构造系统演化过程     

师皓宇  黄辅琼  马念杰  王永建  马骥  邹光华  彭瑞 《地质学报》2020,94(12):3581-3589

青藏高原对四川盆地的挤压作用导致了龙门山断裂带的形成及其山脉的隆起。本文以龙门山附近区域板块运动以及深部岩体力学特性为背景，采用FLAC3D软件模拟再现了时间跨度为700万年的龙门山区域构造系统演化过程。研究结果表明：在板块运动作用下，F1、F2和F3断层依次形成，贯通的断层对地表的抬升具有较强的控制作用，当断层贯通于地表后，龙门山及其以西的川西高原持续隆起，平均抬升速率约为138mm/yr，而龙门山断裂带以东的川西坳陷只有较小的抬升量，从而导致川西高原抬升8996 m, 致使该区域产生6000m左右的落差，模拟的地形特征与目前的龙门山地形地貌基本相似。依据模拟结果与实测资料，绘制了龙门山断裂带形成及其附近区域地形地貌的演化过程图，呈现了板块挤压、断层塑性位错、地表侵蚀和沉积作用等因素共同作用对地形地貌的塑造过程。  相似文献   

胶东地区招平断裂带南段构造地球化学特征及找矿方向     

李衣鑫 《地质与勘探》2020,56(6):1105-1115

胶东是我国最大的金矿集区，已探明金资源储量5000余吨。招平断裂带是胶东地区重要的控矿断裂，通常将其分为北、中、南三段，其中北段、中段目前都赋存大型-特大型金矿床，而南段仅有几个小型矿床。为揭示该断裂带的关键控矿因素，评估其南段成矿潜力，本文以招平断裂带南段为研究对象，通过元素相关性和聚类分析，确定成矿元素共生组合，进而圈定成矿有利地段。结果显示：Au、Bi、Pb、Ag等元素在绢英岩化碎裂岩、绢英岩化花岗质碎裂岩、碎裂状花岗岩中明显富集；糜棱岩中各元素含量与围岩大致相当，富集不明显。相关性分析和聚类分析显示，Au与Bi、Ag、Hg聚为一类，相关性好，是成矿的指示元素。与北段、中段相比，南段糜棱岩和构造片岩发育，南段由南向北韧性变性作用变弱，而脆性破碎逐渐变强。金矿的形成与脆性碎裂关系密切，韧性变形不利于金矿的形成。研究认为南段的北端、南端成矿条件好，具有较好的找矿潜力，而中部不利于成矿，找矿前景不大。  相似文献   

台湾海峡西部海域沉积体系、地层架构与油气勘探前景          下载免费PDF全文

杜文波  黄文凯  朱红涛  张璐  Jakub Miluch 《中国地质》2020,47(5):1542-1553

基于台湾海峡西部新采集的高分辨率二维地震资料及钻井数据，结合区域地质资料和前人研究成果，建立台湾海峡西部高精度等时地层格架，在此基础上厘定了地质年代属性和沉积相特征分析。研究表明第四纪地层识别出6个三级层序界面，对应地划分为5个三级层序。研究区地震相主要有席状平行—亚平行地震相、前积地震相、下切谷充填地震相、充填状低连续地震相和充填状杂乱地震相等，不同的地震相及其组合代表特定的沉积体系。通过以上分析可知研究区新生代主要发育于海陆过渡地带，主要发育冲积/洪积平原相和滨岸平原相，在此基础上分析沉积演化特征，为台湾海峡西部海域进行精细勘探提供地质依据，这对将来的油气勘探具有重要的指导意义。  相似文献   

重庆市中梁山地区隐伏塌陷特征及物探勘测的思路     

张银松  曹聪  康世海  刘家富 《中国岩溶》2020,39(6):918-927

为查明隐伏塌陷区域，分析重庆市中梁山地区岩溶塌陷的特征，发现塌陷主要发生在以岩溶裂隙发育为主的松散粉质黏土区域；地震映像法能方便、快速地查清土层的松散状态，而高密度电阻率法通过正演模拟发现只能探测出2～3倍电极距的异常范围，但能反映出岩溶裂隙发育的漏斗形态，即只要能找出岩溶裂隙的大致位置和浅表松散土层的范围就能圈定隐伏塌陷的区域。对中梁山地区某居民点进行野外勘测，综合以上两种方法圈定隐伏塌陷区域，其推断结果与钻探资料十分吻合，说明这种隐伏岩溶探测思路是可行的。   相似文献   

超高压变质带金刚石研究进展     

王晓赛  杜瑾雪  史本巽  王仕林 《岩石矿物学杂志》2020,39(2):183-194

金刚石在自然界中非常稀缺,是极其珍贵的矿产资源。其中,变质成因的金刚石陆续在世界范围内多个超高压变质带被发现,更新了人们对超高压变质作用和板块构造运动的认识,推动了超高压变质带动力学的研究,引起了学术界的广泛关注。然而,对于变质成因金刚石的形成机制,还未形成一致的认识。本文在综述前人研究成果的基础上,介绍了金刚石形成的大地构造背景,研究了其形成所需的地质环境和物理化学条件,并着重对超高压变质带金刚石成因机制进行了探讨,全面分析了温压条件、XCO2、fO2对变质成因金刚石形成的影响。对比发现,当变质作用的峰期压力达到金刚石稳定域且具有较高的温度时(压力>3 GPa,温度为600~1000℃),有利于金刚石的形成,C-O-H流体中的较高CO2含量和较低氧逸度也是超高压变质带金刚石形成的必需因素。另外,金刚石形成后折返早期的降温作用有利于其保存。  相似文献   

胶东焦家断裂带蚀变岩非镜像对称特征及其地质意义     

张亮亮  马生明  朱立新  林少一  周明岭  徐忠华  王建 《大地构造与成矿学》2020,(2):276-288

焦家断裂蚀变带是胶东地区最重要的控矿构造之一。该断裂带控制的矿床是创立“焦家式”金矿理论的重要实例基础。目前,焦家断裂带累计探明Au资源储量超过1200 t,并且还在不断增加,展现了深部重要的勘查和研究价值。焦家断裂带控制的矿体主要赋存在主断面下盘,断裂带发育于花岗岩中时,上盘发育钾长石化花岗岩、绢英岩化花岗岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、(黄铁)绢英岩质碎裂岩,下盘发育黄铁绢英岩质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗岩和钾化花岗岩,蚀变类型在主断面两侧呈现对称分布特征。但是在岩性特征、结构构造、蚀变强度、化学成分等方面差异明显,表现出非镜像对称特征。上盘蚀变岩厚度大于下盘,下盘花岗岩的构造破碎程度比上盘花岗岩更严重;断裂带上盘黄铁矿含量低、一般无矿化显示,下盘黄铁矿含量高,出现金矿化;断裂带上盘的中生代花岗岩中韧性变形不发育,以脆性破裂为主,下盘发育明显的韧性变形;断裂带上下盘不同蚀变带的成矿元素Au,矿化剂元素S,成矿伴生元素Ag、Pb、Zn,亲石分散元素Ba、Sr以及主量元素Na2O、MgO含量具有差异性,指示焦家断裂带主断裂面两盘经历了不同的成矿作用过程,下盘花岗岩的热液蚀变作用与成矿作用的关系更为密切。依据焦家断裂带不同蚀变带元素的非镜像对称性特征,可利用上、下盘花岗岩和构造蚀变带的地球化学标志识别矿体或者不同蚀变带的位置,对认识“焦家式”金矿床的成因机制、预测深部成矿前景、指导深部找矿具有重要理论和实际意义。  相似文献   

三峡库区龙门寨危岩体崩塌产生涌浪研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

郑嘉豪  黄波林  张全  赵海林  冯万里  王健  陈小婷 《地质力学学报》2020,26(4):533-543

长江两岸高耸的危岩体对航道、沿岸居民带来巨大安全隐患。大宁河属于长江一级支流，龙门寨危岩体位于大宁河上，距离巫山县城仅1 km。利用FLOW-3D软件，模拟了145 m、175 m两种水位工况下龙门寨危岩体崩塌产生涌浪过程和涌浪传播过程。模拟结果表明，涌浪在145 m水位工况下最大浪高约为17.9 m，175 m水位工况下最大浪高约为11.6 m；在巫山县的五个码头处，两种水位工况最大涌浪爬高分别约为10.9 m、3.8 m；根据涌浪高度，对大宁河进行危险分区，145 m水位工况下极高危险区长度约4.4 km，很高危险区长度约1.9 km；175 m水位工况下极高危险区长度约3.0 km，很高危险区长度约1.0 km。研究结果有助于防控龙门寨危岩体潜在涌浪灾害危害，保障大宁河航道和巫山县码头安全，同时也为三峡库区滑坡涌浪灾害提供了预警依据。   相似文献