Estimation of the 3D correlation structure of an alluvial aquifer from surface-based multi-frequency ground-penetrating radar reflection data     

Zhiwei Xu  James Irving  Kyle Lindsay  John Bradford  Peimin Zhu  Klaus Holliger 《Geophysical Prospecting》2020,68(2):678-689

Knowledge about the stochastic nature of heterogeneity in subsurface hydraulic properties is critical for aquifer characterization and the corresponding prediction of groundwater flow and contaminant transport. Whereas the vertical correlation structure of the heterogeneity is often well constrained by borehole information, the lateral correlation structure is generally unknown because the spacing between boreholes is too large to allow for its meaningful inference. There is, however, evidence to suggest that information on the lateral correlation structure may be extracted from the correlation statistics of the subsurface reflectivity structure imaged by surface-based ground-penetrating radar measurements. To date, case studies involving this approach have been limited to 2D profiles acquired at a single antenna centre frequency in areas with limited complementary information. As a result, the practical reliability of this methodology has been difficult to assess. Here, we extend previous work to 3D and consider reflection ground-penetrating radar data acquired using two antenna centre frequencies at the extensively explored and well-constrained Boise Hydrogeophysical Research Site. We find that the results obtained using the two ground-penetrating radar frequencies are consistent with each other, as well as with information from a number of other studies at the Boise Hydrogeophysical Research Site. In addition, contrary to previous 2D work, our results indicate that the surface-based reflection ground-penetrating radar data are not only sensitive to the aspect ratio of the underlying heterogeneity, but also, albeit to a lesser extent, to the so-called Hurst number, which is a key parameter characterizing the local variability of the fine-scale structure.  相似文献   

黑河中游夏季昼夜水汽同位素特征及水汽来源分析          下载免费PDF全文

孟鸿飞  张明军  王圣杰  邱雪  杜铭霞  张亚宁  余秀秀  周苏娥 《干旱区地理》2020,43(2):360-370

基于2012年6~8月的实测水汽同位素数据及相关气象数据，对黑河中游夏季昼夜的同位素基本特征、水汽来源方向及潜在蒸发源地进行了研究。结果表明：空气水汽线斜率白天大于夜晚和水汽过量氘值白天大于夜晚，综合说明白天局地蒸发较夜晚强烈；夏季受西风水汽影响显著。其中，6月主要受西风水汽和北冰洋水汽影响，7、8月主要受西风水汽和东南方向水汽影响，且8月受东南方向水汽影响最为明显；水汽运移路径上下垫面地形和气压带移动会影响水汽后向轨迹高度，西北方向上水汽输送通道较顺畅，风速较大，有利于水汽的输送；水汽蒸发源地主要集中在研究区周围及以东、以北部，其次是西北部。绿洲是主要的水汽蒸发源地，其次是城市和河流，白天较夜晚局地蒸发强烈且面积大。  相似文献   

生物土壤结皮对风沙土和黄绵土膨胀特性的影响     

王国鹏  肖波  李胜龙  姚小萌  孙福海 《中国沙漠》2020,40(1):97-104

作为重要的土壤物理性质，膨胀性在影响土壤导水性、持水性、抗蚀性以及土壤结构的形成和发育等方面发挥着重要作用。为了探讨生物土壤结皮（BSCs）土壤的膨胀特性及其主要影响因素，针对黄土高原风沙土和黄绵土两种典型土壤，利用膨胀仪测定并比较了有、无藓结皮及其在不同因素（初始含水量、干湿循环、冻融循环、温度）下膨胀率的差异，分析了BSCs对土壤膨胀性的影响及其与环境因素和BSCs性质的关系。结果显示：风沙土上藓结皮的膨胀率为1.93%，较无结皮增加了8.65倍；而黄绵土上藓结皮的膨胀率为2.05%，与无结皮相比降低了76.68%。藓结皮的生物量和厚度与其膨胀率在风沙土上均呈线性正相关关系（P < 0.05），在黄绵土上分别呈二次函数（P=0.02）和线性正相关关系（P=0.02）。初始含水量同时影响了土壤最大膨胀率和稳定膨胀时间，影响程度风沙土远大于黄绵土（包括藓结皮和无结皮）；干湿循环次数对无结皮土壤膨胀率的影响程度大于藓结皮土壤，其中风沙土和黄绵土上无结皮的膨胀率分别是50.00%~620.00%和-2.28%~10.81%，而两种土壤上藓结皮的膨胀率分别是-5.70%~10.88%和-10.24%~-21.46%；冻融循环下4种土壤的膨胀率均有不同程度的降低，降幅为0~18.54%。黄绵土无结皮的膨胀率受温度影响程度较大，50℃下黄绵土无结皮的膨胀率分别是25℃和35℃下的1.17倍和1.21倍。BSCs显著地改变了风沙土和黄绵土表层的膨胀性，其影响的程度和方向取决于土壤类型。同时，BSCs的膨胀性受含水量、温度、干湿以及冻融循环等关键因素影响。  相似文献   

空间分析与生物地球化学循环:西藏林周县大骨节病患病村与非患病村的比较研究     

田原  查欣洁  高星  戴尔阜  余成群 《资源与生态学报(英文版)》2020,11(2):232-246

西藏林周县是我国大骨节病(KBD)患病较为严重的地区之一,本文将林周县作为研究区,通过使用地理探测器(GeoDetector)量化分析KBD患病率风险因子的影响,并使用环境化学方法验证空间分析结果。通过对10个潜在影响因子的分析以及对当地KBD患病村和非患病村的土壤-水-粮食-人这一生物地球化学循环的环境化学分析,结果表明:(1)林周县KBD由一组多重且交互作用的环境影响因子共同作用影响,其中最重要的控制因子是地层因子;(2)所有环境介质(土壤、水、谷物)及人体组织中的硒元素浓度在KBD患病区均低于非患病区;(3)当地居民对硒和铬的摄入严重不足,尤其是KBD患病村中居民硒元素平均日摄入量(ADD)大约仅为世界卫生组织(WHO)建议的成人基本摄入量下限的4%;(4)我们推测,当地居民患病主要是由于地层这一影响因子,这是由于通过生态系统的迁移转化导致当地人口严重硒缺乏,最终导致地方性生物地球化学硒缺乏。  相似文献   

云南广南县老寨湾金矿地质特征及找矿标志     

高李阳  顾雄  吴小梅 《云南地质》2020,(1):71-75

广南县老寨湾金矿位于滇、黔、桂“金三角”重要成矿区带上,金矿体矿体呈似层状赋存于断层构造破碎带或层间构造破碎带中,构造控矿明显。矿体围岩均为下泥盆统坡松冲组第一段(D1ps1)硅化石英砂岩;矿床成因属中-低温热液叠加改造型金矿床,断层构造、硅化等矿化蚀变及地球化学异常是重要的找矿标志。  相似文献   

甘肃陇中黄土高原农业灌溉耗水系数监测试验研究     

凡炳文  仲复捷 《地下水》2020,(1):83-87,254

选择甘肃省临洮县洮惠渠灌区为试验研究区,通过直接观读、自动监测等技术手段,获取试验灌区的引水量、退水量、土壤墒情、降水量及蒸发量等水文基础数据。以水文监测基础数据为依据,采用引排差法、水分平衡法等相结合的方法,开展了农业灌溉耗水系数试验研究。初步试验结果表明:试验灌区灌溉期平均耗水系数为0. 730,典型地块灌溉期平均耗水系数为0. 671,2016年试验灌区降水量较常年偏少13. 0%~26. 3%,总体上属轻度干旱年份。该研究成果可为甘肃陇中黄土高原区水资源管理提供技术支撑。  相似文献   

金伯利岩型金刚石矿床研究及其成矿模式探讨——以辽宁瓦房店地区金刚石原生矿矿床为例     

刘礼广  吴大天  韩双  万方来  林少全  杨献忠 《地质学报》2020,94(9):2650-2665

辽宁南部瓦房店金刚石矿是国内最大的金刚石矿产区，现已发现4处金刚石成矿带、120个岩体。其中金伯利岩岩管24个、岩脉89个、可疑岩体7个，累计提交1221万克拉储量，占全国金刚石储量52%。本文主要对该矿床的金刚石母岩—金伯利岩的岩石地球化学特征进行了全面系统分析，发现金伯利岩中MgO、NiO、Cr 2O 3的含量与TiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO、P 2O 5等偏碱性组分呈正相关关系；Ni、Cr、Co含量与金刚石含量呈正相关，而Ti、Zr、Ba元素含量与金刚石含量呈负相关。通过对瓦房店矿区金刚石中石榴石及单斜辉石包裹体、橄榄石- 石榴石矿物对、石榴石微量元素、尖晶石- 橄榄石等多种地质温、压计归纳得出金刚石矿的来源深度为150~210 km,压力5~7 GPa，温度1083~1261℃，在上述温、压条件下，结合岩浆化学组成，估算金伯利岩具有低氧逸度(fO 2=2. 913×1. 01325×10-6Pa)的特点。结合野外勘查工作，总结了该矿床的地质特征、控矿构造、矿体空间分布规律等要素，认为NEE向和NE向断裂控制着金伯利岩体的展布方向和矿体形态。脉状金伯利岩体一般呈NEE 70°~80°方向展布，严格受NEE至近EW向的密集节理或裂隙控制。提出了金刚石母岩—金伯利岩是由源于上地幔岩浆，在一定的封闭条件下，受构造与岩性双重控制，多期性的爆发与侵入交替作用所形成，并建立了具有较高氧逸度和较高密度的流变性软流圈，通过渗滤熔体浸蚀岩石圈形成金刚石的理想成因模式，希望为下一步找矿工作提供参考。  相似文献   

长河坝—黄金坪水库区域地震台网监测能力分析     

杜瑶  吴彤  冯薪  丁勇  赵昱  郑昭  王宇玺  王余伟 《地震地磁观测与研究》2020,41(5):25-32

位于四川省甘孜藏族自治州康定市内大渡河干流的长河坝-黄金坪水电站，为大渡河流域开发中，以长河坝、大岗山、瀑布沟等形成主要梯级格局开发方案中，"三库22级"水电站中的第10和11级电站，其地震监测台网也采用梯级设计方式，长河坝-黄金坪上下游水库地震监测台网统一设计、建设及监测，共享同一地震监测能力。通过对监测设备的技术指标、台基地噪声水平和震级-频度对数关系的分析，结果表明，长河坝-黄金坪水库区域地震固定台站建成后，地震监测能力达到并优于设计的理论监测能力，地震监测震级达到下限为M_L 0.5的设计要求。  相似文献   

Cryospheric Changes and Their Impacts on Water Resources in the Belt and Road Regions     

Shichang Kang  Wanqin Guo  Tonghua Wu  Xinyue Zhong  Rensheng Chen  Min Xu  Jinlei Chen  Ruimin Yang 《地球科学进展》2020,35(1):1-17

“Belt and Road” regions include Asia, Europe and eastern and northern Africa, with a wide spatial distribution. The cryosphere is undergoing rapid changes in the Belt and Road regions with global warming, and has an important impact on water resources, ecosystems and Arctic waterways in these regions. This article reviewed recent cryospheric changes and associated impacts on water resources in the Belt and Road regions during the last decades. The main cognitions are as follows: \mathrm{①} Most glaciers are shrinking and glacier mass balances are most negative, but there are regional differences in the changes of glaciers. \mathrm{②} Global temperature rise has resulted in permafrost degradation, including a rise in permafrost temperature and decreasing permafrost thickness as well as an increase in active layer thickness. \mathrm{③} There is a significant decrease in snow cover extent and an increase in snow depth. Snow cover duration has shortened, the onset of snow cover has delayed, and the end of snow cover has advanced. However, there are still obvious regional differences in the changes of snow cover. \mathrm{④} Arctic sea ice has declined precipitously in both extent and thickness in summer, and multi-year sea ice has decreased，indicating the precipitous retreat of sea ice. The freeze-up date of some lakes has been delayed, the break-up date has advanced, and the ice cover duration of river/lake ice has significantly shortened. \mathrm{⑤} Glacial runoff has increased significantly in China. Snowmelt and permafrost degradation have also increased the basin runoff, which indicates the important impact of cryospheric changes on runoff. This study will provide a baseline and important scientific support for addressing climate change and regional sustainable development.  相似文献   

河北省怀安县朱家洼矿区地球化学特征与找矿方向     

王占彬 《地质与勘探》2020,56(1):102-112

河北怀安朱家洼矿区位于华北板块北缘中段太古宙、元古宙、中生代金银铅锌铁硫铁矿成矿带,为火山热液型金多金属矿。为查明该区成矿规律,明确找矿方向,在区内开展了水系沉积物测量、土壤地球化学测量等工作。通过对元素分布、元素相关性、元素异常等特征研究表明,Au、Mo为本区主成矿元素;各元素异常平面分布具有分带性,高温元素W、Sn、Bi异常位于骆驼山火山机构中心,中低温元素Pb、Zn、As、Ag等异常分布于火山机构边部及周边围岩中,成矿元素Au、Mo异常主要位于火山机构西侧围岩中。异常查证发现金钼矿化体2条,金钼矿化受火山机构和北西向构造带控制。依据成矿地质条件、地球化学异常及查证成果认为,朱家洼矿区Au、Mo成矿潜力大,火山机构西侧围岩区是该区重点找矿地段。  相似文献