Spatial patterns of groundwater‐lake exchange – implications for acid neutralization processes in an acid mine lake     

Christiane Neumann  Julia Beer  Christian Blodau  Stefan Peiffer  Jan H. Fleckenstein 《水文研究》2013,27(22):3240-3253

Exchange of groundwater and lake water with typically quite different chemical composition is an important driver for biogeochemical processes at the groundwater‐lake interface, which can affect the water quality of lakes. This is of particular relevance in mine lakes where anoxic and slightly acidic groundwater mixes with oxic and acidic lake water (pH < 3). To identify links between groundwater‐lake exchange rates and acid neutralization processes in the sediments, exchange rates were quantified and related to pore‐water pH, sulfate and iron concentrations as well as sulfate reduction rates within the sediment. Seepage rates measured with seepage meters (?2.5 to 5.8 L m^‐2 d^‐1) were in reasonable agreement with rates inverted from modeled chloride profiles (?1.8 to 8.1 L m^‐2 d^‐1). Large‐scale exchange patterns were defined by the (hydro)geologic setting but superimposed by smaller scale variations caused by variability in sediment texture. Sites characterized by groundwater upwelling (flow into the lake) and sites where flow alternated between upwelling and downwelling were identified. Observed chloride profiles at the alternating sites reflected the transient flow regime. Seepage direction, as well as seepage rate, were found to influence pH, sulfate and iron profiles and the associated sulfate reduction rates. Under alternating conditions proton‐consuming processes, for example, sulfate reduction, were slowed. In the uppermost layer of the sediment (max. 5 cm), sulfate reduction rates were significantly higher at upwelling (>330 nmol g^‐1 d^‐1) compared to alternating sites (<220 nmol g^‐1 d^‐1). Although differences in sulfate reduction rates could not be explained solely by different flux rates, they were clearly related to the prevailing groundwater‐lake exchange patterns and the associated pH conditions. Our findings strongly suggest that groundwater‐lake exchange has significant effects on the biogeochemical processes that are coupled to sulfate reduction such as acidity retention and precipitation of iron sulfides. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

中国省域煤矿事故时空分异特征及影响因素研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

张英慧  高星  王伟  查欣洁 《地球信息科学学报》2018,20(3):311-320

煤矿事故给国家和人民带来巨大的生命财产损失,科学把握煤矿事故发生的宏观规律及区域煤矿安全的影响因素有助于促进煤矿安全生产。本文尝试采用GIS空间分析方法开展区域煤矿事故的研究,基于空间自相关性、时空演化规律方法研究了2006-2015年中国省域煤矿事故的时空分异特点,并分析了省域煤矿安全的影响因素及相对风险度。主要结论：①中国各省区之间煤矿事故存在明显的空间自相关性,但随着各省区煤矿安全生产形势改善情况的不同,其自相关性在不断下降;②以空间重心转移曲线分析中国煤矿事故发生的时空演化规律,10年间煤矿事故空间重心向东北方向转移。③重特大事故频发的省区由于监管措施的有力执行往往具有较低的煤矿百万吨死亡率;平均煤矿生产能力低的省区具有较高的煤矿百万吨死亡率;④建立基于解释变量的贝叶斯空间模型,以煤炭百万吨死亡率为指标评估中国各省区煤矿事故相对风险度,中国煤矿安全生产相对危险度存在明显的空间分布规律且各省区差异较大,相对危险度较高的省区主要集中在南方地区,包括湖北、福建等,危险度较低的省区主要集中在中东部地区,包括山西、内蒙古等。  相似文献   

基于均一化资料的广州近百年气温变化特征研究     

潘蔚娟  吴晓绚  何健  吕勇平  艾卉 《气候变化研究进展》2021,17(4):444-454

利用RHtest软件结合台站元数据对广州1908—2019年平均气温进行非均一性检验和订正,结果显示在1912、1928、1942、1988、1995、2004和2010年有7个显著的非均一间断点,订正后升温速率为1.39℃/(100 a),较订正前显著增加,具有准50 a和准3 a的显著周期。运用DB16正交小波分析其多时间尺度变化特征,结果显示方差贡献最大的是趋势分量,其次是准3 a和准6 a周期分量。趋势分量从20世纪40年代开始呈现持续的升温趋势;20世纪80年代中期至20世纪末的快速增暖是准50 a和准20 a周期分量的上升期叠加于趋势分量的结果;1998—2014年增暖停滞特征是准50 a、准20 a和准10 a这3个年代际周期分量的降温位相叠加在趋势分量上引起的。  相似文献   

数字矿山的数据组织及其不确定性分析     

胡晋山  何宗宜  康建荣  刘鹏程  王中元 《测绘科学》2007,32(3):139-141,124

数字矿山是数字地球的重要组成部分,数据是数字矿山的核心,这些数据的精确与否将关系到矿山的安全生产、合理决策等方面的问题。数字矿山的数据来源广泛,数据极其复杂,因此,采用空间数据仓库技术来处理矿山数据是必要的。本文在分析矿山数据内容、特征的基础上,论述了数字矿山数据的组织,针对矿山数据源、数据入库、数据动态性及数据处理引起的不确定性问题作了分析,并归纳了相应的处理方法。  相似文献   

秦岭某钼矿区开发对东川河流域Cd的影响     

高云峰  徐友宁  张江华 《地质通报》2018,37(12):2241-2250

为了探索矿业活动对河流水质产生的影响,以秦岭某大型钼矿区下游的东川河流域为研究对象,通过现场采样与室内测试的方法,分析了地表水、沉积物、岩矿样品中重金属Cd的含量特征。采用污染超标倍数法、地累积指数法及Hakanson潜在生态风险评价法分别对东川河流域的河水和底泥样品进行了污染现状评价和生态风险程度评价,最后讨论了Cd的来源。结果表明:东川河主沟16个河水采样点位中,有11个点位的Cd含量明显高于未受矿业活动影响的对照区各点位Cd含量值,Cd含量变异系数达到95.65%,并且从上游到下游各点位Cd含量呈偏态分布,说明东川河流域Cd受矿业活动影响显著。东川河主沟16个河水采样点中有15个Cd含量满足地表水Ⅱ类水标准,比重为93.75%,可以判断东川河整体水质较好。仅5号点位超Ⅱ类水质标准,污染超标倍数为1,为轻度污染。地累积指数分析结果表明,东川河主沟11个底泥样品均存在不同程度的污染:污染最严重的10号点位达到中度-强污染级别;污染最轻的8、9、13号点位为无污染-中度污染;大多数点位为中度污染。东川河主沟11件底泥样品重金属Cd的潜在生态危害指数平均值为120.27,表明东川河主沟底泥总体达到强生态风险程度。酸性矿山废水、原生地质背景、底泥释放、大气干湿降尘等是造成东川河流域Cd重金属污染的主要污染源。  相似文献   

甘肃南部大水金矿集区找矿标志及找矿潜力分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

史文全 《地质与勘探》2018,54(3):490-500

甘肃南部大水金矿集区金资源丰富,已累计探明金资源量150余吨。本文通过地面高精度磁测、水系沉积物测量、土壤测量以及大比例尺地质剖面、构造蚀变填图等多元勘探手段,总结归纳大水金矿集区成矿特征与规律,并得到以下找矿信息:区内二叠系、三叠系碳酸盐岩与金矿关系密切,地层对金矿起赋存定位作用;断裂构造对成矿起主导地位;岩浆活动与金矿成矿作用之间存在成因联系;蚀变对金矿化起控制作用;土壤测量所圈定的金异常与矿体对应程度高,土壤次生晕是该区找金的直接标志;中酸性侵入体能引起磁异常,而金成矿与中酸性岩体有密切时空关系。根据上述找矿标志,在格尔托金矿矿区新增金资源量10t;在格尔珂金矿深部不仅控制已知矿体的延深,并且发现数条厚大盲矿体,新增金资源量3t。  相似文献   

基于高分二号卫星数据的煤矿区地质灾害信息提取研究          下载免费PDF全文

赵萍  李志辉  肖瑶袁峰  李晓晖 《地质科学》2018,(4):1361-1374

随着遥感数据获取技术和能力的全面提高,遥感数据呈现出明显的大数据特征。发展适应于遥感大数据的智能分析和信息挖掘技术,成为当前遥感技术研究的前沿。高分二号（GF-2）卫星数据是我国首颗自主研发的亚米级高分辨率卫星数据,具有观测幅宽、重访周期短、高辐射精度、高定位精度等优势,为未来我国地质灾害的长期、动态地监测和研究提供了高精度、稳定可靠的数据源。本文选取安徽谢桥煤矿2015年1月8日的GF-2卫星影像为研究数据,在对煤矿区主要地质灾害遥感地学分析的基础上,采用面向对象的影像分析方法对研究区由采煤活动所诱发的地质灾害信息进行自动提取。结果表明：利用GF-2卫星数据能够有效地识别地质灾害体的位置、范围、形态等空间分布特征;面向对象的自动提取方法对于煤矿区大面积的积水塌陷盆地、小规模的塌陷坑和线性的地裂缝都有很高的提取精度,识别精度达90% 以上;基于逐层剔除的思路构建的提取规则,为GF-2数据在地质灾害调查和大数据分析中的应用提供了很好的技术支持,也为其它地物目标的提取提供了参考,但在特征的选择和阈值的设定上需要具体分析。  相似文献   

Visual MODFLOW在煤矿建设地下水环境影响评价中的应用 ——以甘肃省灵台县安家庄煤矿为例          下载免费PDF全文

张峰  尹政  何剑波  张玲 《甘肃地质》2018,(1):70-78

结合甘肃省灵台县安家庄煤矿地下水环境影响评价实例,建立了评价区水文地质概念模型,并基于Visual MODFLOW对评价区地下水进行了数值模拟计算和验证;预报了设计开采条件下研究区不同含水层的地下水水位。预报结果表明:矿坑排水使得煤层所在含水层出现疏干现象,并且疏干范围随着开采范围的增加而不断扩大;在煤矿开采作用下,随着模拟时间的延续,煤系层上覆白垩系洛河组—宜君组含水层地下水位降落漏斗的范围及地下水位下降幅度不断增大,但降落漏斗的范围基本上不超过采空区范围;煤矿开采对白垩系环河组含水层无影响,至矿区开采期结束,未引起含水层水位下降;对上部孔隙、裂隙潜水含水层也无影响,至矿区开采期结束未引起含水层水位下降。  相似文献   

准格尔煤田黑岱沟露天矿煤中稀土及微量元素的分配规律     

刘大锐  高桂梅  池君洲  王永旺  郭昭华 《地质学报》2018,92(11):2368-2375

对准格尔煤田黑岱沟露天矿煤的主量元素、稀土元素和微量元素含量和矿物组成进行了研究。结果表明,黑岱沟露天矿煤中稀土元素平均含量为248.12×10-6,约为中国煤平均值的2.83倍。LREE平均含量为236.66×10-6,HREE平均含量为11.46×10-6,LREE/HREE平均值为20.81,(La/Yb)N平均值为1.59,表明煤中LREE相对HREE富集。煤中部分稀土元素可能富集在勃姆石和黏土矿物中。稀土元素分配曲线δCeS变化区间(0.89～2.21)和δEuS中度亏损(0.46～0.86),验证了沉积环境在煤层形成演化过程中对煤中稀土元素输入的稳定性。黑岱沟煤层中微量元素明显偏高的有Ga、Pb、Se、Sr、Th 和Zr,这些元素的含量高于中国、中国华北晚古生代和美国煤的算术均值,也高于地壳克拉克值。  相似文献   

西藏多龙矿区生态环境遥感调查研究     

王俊华 《地质与勘探》2018,54(4):781-790

本文依托项目《西藏多龙矿床技术经济与环境综合评价》,利用高分二号、资源三号及landsat8等多源遥感数据对西藏多龙矿区生态地质环境进行调查研究。通过遥感技术与实地调查结合,查明了矿区生态地质环境现状,取得了涵盖人类活动、矿山地质活动、河流湖泊现状、植被覆盖与荒漠化情况等内容的专题成果。研究结果表明,砂金矿开采及尾矿堆积物给当地生态环境造成不可逆破坏,同时探槽、钻孔及地表金属污染等也给生态环境带来一定程度的影响。通过对目前中国矿储量第一的多龙铜多金属矿床进行开发前全面、综合的生态地质环境调查研究,能够为藏北矿山开发对生态地质环境的影响评估提供科学依据,为西藏多龙矿区建设绿色矿山和绿色开发提供建议及决策依据。  相似文献