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   

Landsat时序数据支持下的藏东南植被时空变化监测     

王华  杨乾鹏  郭山川  旦增  次仁多吉 《测绘通报》2020,(11):7

本文利用GEE平台和1990—2019年巴宜区Landsat遥感影像，采用像元二分模型、相关性分析等方法分析了巴宜区植被覆盖度的时空变化特征与驱动力。研究结果表明：①1990—2019年巴宜区植被覆盖度总体呈稳中有增的趋势，其中，河谷区域增加明显，而高海拔区域相对稳定；②1990—2019年巴宜区气温呈显著升高，降水略有下降，总体呈“暖干化”，气温较降水量对植被覆盖变化更明显，但气候变化对植被覆盖变化影响总体不明显；③1990—2019年巴宜区植被覆盖变化与人类活动有很好的相关性，其中，低、中低、中、中高植被覆盖区域，呈显著的负相关，而高植被覆盖区域呈正相关。本文基于遥感大数据和地理云计算的植被覆盖监测动态监测和定量分析方法，能对高山峡谷区生态评估和演替分析提供一定的技术支撑和科学数据。  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   

BDS卫星差分码偏差稳定性分析及其短期预报     

梅登奎  闻德保 《大地测量与地球动力学》2020,40(7):746-750

利用MGEX(multi-GNSS experiment)发布的BDS卫星差分码偏差(differential code bias, DCB)产品，比较分析不同太阳活动水平下BDS卫星DCB产品的稳定性变化特性，并采用差分自回归移动平均(auto-regressive integrated moving average, ARIMA)时间序列预测模型，实现不同太阳活动水平下BDS卫星DCB的短期预报。结果表明，在太阳活动高年，BDS卫星DCB日解值稳定度、月稳定性均明显低于太阳活动低年，且不同卫星星座类型的BDS卫星DCB稳定性也存在差异；ARIMA时间序列预报结果与MGEX发布值符合程度较好，优于多项式拟合法预测结果。  相似文献   

北京十三陵地区青白口系长龙山组含铁建造的发育特征及成因^*          下载免费PDF全文

张琴  王柏寒  周琛  孙祖宇  梅啸寒  原成帅  王凯 《古地理学报》2020,22(3):570-586

含铁建造在整个前寒武纪的地质记录中分布广泛,但针对华北地区青白口系长龙山组出露的含铁建造目前还没有报道。文中通过野外观察及室内XRD、SEM、ICP-MS等手段,对北京十三陵地区出露的长龙山组含铁建造的分布规律、矿物组成、成矿物质来源等开展研究,并探讨含铁建造的成因机制。结果表明,含铁建造的铁质主要为赤铁矿,与石英、海绿石等矿物伴生。含铁建造存在2种分布模式: Ⅰ型含铁建造,与海绿石伴生,产出厚度变化大(1~50 cm),偏光显微镜下海绿石砂岩和铁质条带呈互层状产出,赤铁矿具近球形结构;Ⅱ型含铁建造,无海绿石伴生,产出厚度相对较大(一般大于10 cm),镜下见黑色的富铁层夹碎屑石英透镜体,赤铁矿常发育针状或雪花状结构。依据构造演化和微量元素分析,认为含铁建造的铁质来源主要为下马岭组顶部的铁质风化壳。Ⅰ型含铁建造为化学胶体沉淀与海绿石风化的混合成因;Ⅱ型含铁建造主要属于胶体化学沉积成因,后期可能经受了糜棱化改造作用。这一结论为华北地区前寒武纪含铁建造的找矿提供了沉积地质依据,对于完善含铁建造成矿机理及华北地区元古代构造演化具有重要的意义。  相似文献   

东海盆地西湖凹陷天台区始新世平湖组风暴岩的发现及其地质意义     

何玉平 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(2):500-508

风暴岩对于古地理和古环境具有良好的指相意义。东海盆地西湖凹陷天台区始新世平湖组发育典型的风暴岩。通过详细的岩心观察，发育的风暴沉积标志主要有冲刷-充填构造、风暴撕扯构造和丘状-洼状交错层理构造等。根据风暴岩垂向上的组合特征及沉积构造差异，识别出了近源和远源两种风暴沉积类型，分别指示了不同的沉积背景：近源风暴岩表现为不完整的风暴岩垂向沉积序列，呈风暴砾屑层段（A）+泥岩段（E）叠加，为潮坪潮下带沉积；远源风暴岩具完整和不完整的风暴岩垂向沉积序列，以粒序段（B）+平行层理段（C）+丘状（洼状）层理段（D）叠加为特征，属浅海陆棚沉积。风暴层序自下而上沉积环境为浅海陆棚→潮坪，风暴岩的分布差异表明形成环境向上变浅的沉积特征。该发现为本区古环境的演变提供了重要依据。  相似文献   

海拉尔—塔木察格盆地中部富油凹陷高含凝灰质碎屑岩储层成因及油气勘探意义     

蒙启安  李军辉  李跃  邹越 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(2):569-578

海拉尔—塔木察格盆地中部富油凹陷下白垩统铜钵庙组和南屯组广泛发育高含凝灰质碎屑岩储层，并已于其中获得了工业突破，但对其成因机制认识不清。在岩心、薄片、录井和测井等资料综合研究的基础上，结合大量海拉尔—塔木察格盆地及周边地区的火山事件分析，认为中部富油凹陷发育的高含凝灰质碎屑岩的岩石类型主要包括凝灰质砂岩、凝灰质泥岩、凝灰岩和沉凝灰岩。不同时期、不同凹陷高含凝灰质碎屑岩储层发育特点各异，整体来看从铜钵庙组到南屯组储层中的凝灰质含量越来越低，高含凝灰质碎屑岩储层主要发育在铜钵庙组和南一段沉积时期。高含凝灰质碎屑岩储层中的火山物质并非来源于自身断陷期发生的基性火山活动，而是来自于大兴安岭地区大规模的酸性火山喷发事件。海拉尔—塔木察格盆地高含凝灰质碎屑岩储层的成因机制包括两种类型：一种是同沉积期火山灰直接空降入湖型；另一种是同沉积期火山灰先沉降至陆上经河流搬运后再沉积的水携型。高含凝灰质碎屑岩储层中的火山碎屑物质受有机酸作用易于溶蚀，次生孔隙发育，为深部油气成藏提供了有效储层空间，并且火山喷发活动对优质烃源岩的形成具有促进作用，对于油气勘探具有重要意义。  相似文献   

青藏高原凯蒙蛇绿混杂岩中碱性火山岩的发现及意义     

潘政  史仁灯  黄启帅  陈生生  龚小晗  吴钪  杨可 《岩石矿物学杂志》2020,39(1):18-34

班公湖-怒江洋的关闭时间直接制约青藏高原早期构造演化的认识。最近,在班公湖-怒江缝合带南侧凯蒙蛇绿混杂岩中发现一碱性火山岩,岩性主要是橄榄粗安岩,具粗面结构,斑晶主要是更长石和少量普通辉石,基质主要由更长石、普通辉石和少量填隙的碱性长石组成,有的具辉绿结构。岩石化学成分较一致,Si O2含量介于51.34%~53.91%之间,Ti O2含量为1.02%~1.55%,具有高Al2O3(17.06%~18.46%)和Na2O(4.90%~6.36%)、低K2O(0.05%~0.88%)含量特点,大多数Mg#大于60,最高68.62,里特曼指数(σ)介于3.65~4.47之间,为碱性系列火山岩;富集Sr、Rb、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Y、Yb等高场强元素,相对富集Zr、Ti,Nb/U、Zr/Nb、La/Yb等比值稳定,分别为7.45~8.51、15.92~17.26和7.26~8.06;(87Sr/86Sr)i值变化范围较小,介于0.706~0.707之间,(143Nd/144Nd)t值在0.512 368~0.512 548之间,说明源区较为一致,结合Ce/Pb-Si O2图解判断结果,认为凯蒙碱性火山岩具有原始地幔、陆壳和深海沉积物源区混合特征。锆石U-Pb同位素定年结果表明该火山岩年龄为101.8±1.1 Ma,可能形成于洋壳俯冲阶段末期,由大陆边缘陆壳与俯冲洋壳板片断离导致软流圈地幔上涌诱发部分熔融所致,推测班公湖-怒江洋大约在早白垩世晚期关闭。  相似文献   

帕米尔高原Rushan-Pshart古特提斯洋或中特提斯洋争论的岩石地球化学证据     

徐天德  王世锋  汤文坤  姚鑫 《地质科学》2020,(1):218-233

帕米尔高原上广泛分布的加里东期火山岩,印支期火山岩与燕山期火山岩被认为是块体依次向北俯冲拼贴到欧亚板块上的产物。特别是燕山期火山岩被认为是Rushan-Pshart中特提斯洋闭合的产物。但近年来地层古生物、火山岩证据不断表明Rushan-Pshart洋闭合时间在晚三叠一早侏罗世,由此限定Rushan-Pshart古特提斯洋性质,而帕米尔高原上广泛分布的燕山期火山岩是更南部的Shyok中特提斯洋闭合的产物。目前,中国境内Rushan-Pshart缝合带属性的研究工作展开较晚,研究程度较低。我们对塔什库尔干明铁盖沟一线燕山期火山岩带展开的工作发现零星分布的印支期花岗岩。印支期花岗岩错石U・Pb年龄显示岩体侵位时间在201 Ma左右。全岩主量元素特征表明岩石为I型高钾钙碱性闪长花岗岩;稀土元素在球粒陨石标准化图解中呈轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的右倾海鸥型。明铁盖岩体的微量元素显示大离子亲石元素明显富集,而高场强元素明显亏损。稀土微量元素特征倾向花岗岩属性为岛弧型花岗岩,Sr-Nd-Hf同位素比值特征显示岩体形成于下地壳部分熔融环境。岩体的地化特征表明岩体形成的构造环境为板块汇聚的洋壳俯冲阶段,结合区域地质特征,我们将花岗岩体归为Rushan-Pshart古特提斯洋壳俯冲消减的产物。Rushan-Pshart缝合带传统上认为是中特提斯带,近年的研究进展认为其为古特提斯缝合带,本文的工作支持这种观点。Rushan-Pshart古特提斯缝合带的确立对帕米尔高原与青藏高原主体的块体对比提供了可信的对比方案,并对青藏高原新生代陆内变形方式的争论提供了可靠的证据。  相似文献   

淮河流域洪涝灾害时间对称性研究     

王云  延军平  马卫 《地球物理学进展》2020,(1):358-366

准确判断重大自然灾害发生趋势对于防灾减灾意义重大.基于时间对称性理论,本文构建“可公度降噪—对称性趋势判断—信息结构系稳定性检验”研究模式,判断了淮河流域(HRB)洪涝灾害发生趋势.结果表明:(1)通过可公度降噪处理去除了噪声元素,提高了预测的精确性;(2)运用三元可公度、蝴蝶结构图、信息结构系等方法判断,2019年HRB发生洪涝灾害的信号较强,该年发生洪涝灾害的随机性概率为66.7%,不漏报置信水平为57.1%;(3)通过洪涝灾害与太阳黑子活动的相关性分析可知,HRB在太阳黑子活动谷年附近易发生洪涝灾害,进一步提高了预测结果的可信度.“可公度降噪—对称性趋势判断—信息结构系稳定性检验”研究模式是对现有时间对称性方法的补充和完善,以期为中国灾害预测起到一定的推动作用.  相似文献