Seasonal connections between meteoric water and streamflow generation along a mountain headwater stream     

Sam J. Leuthold  Stephanie A. Ewing  Robert A. Payn  Florence R. Miller  Stephan G. Custer 《水文研究》2021,35(2):e14029

In snowmelt-driven mountain watersheds, the hydrologic connectivity between meteoric waters and stream flow generation varies strongly with the season, reflecting variable connection to soil and groundwater storage within the watershed. This variable connectivity regulates how streamflow generation mechanisms transform the seasonal and elevational variation in oxygen and hydrogen isotopic composition (δ¹⁸O and δD) of meteoric precipitation. Thus, water isotopes in stream flow can signal immediate connectivity or more prolonged mixing, especially in high-relief mountainous catchments. We characterized δ¹⁸O and δD values in stream water along an elevational gradient in a mountain headwater catchment in southwestern Montana. Stream water isotopic compositions related most strongly to elevation between February and March, exhibiting higher δ¹⁸O and δD values with decreasing elevation. These elevational isotopic lapse rates likely reflect increased connection between stream flow and proximal snow-derived water sources heavily subject to elevational isotopic effects. These patterns disappeared during summer sampling, when consistently lower δ¹⁸O and δD values of stream water reflected contributions from snowmelt or colder rainfall, despite much higher δ¹⁸O and δD values expected in warmer seasonal rainfall. The consistently low isotopic values and absence of a trend with elevation during summer suggest lower connectivity between summer precipitation and stream flow generation as a consequence of drier soils and greater transpiration. As further evidence of intermittent seasonal connectivity between the stream and adjacent groundwaters, we observed a late-winter flush of nitrate into the stream at higher elevations, consistent with increased connection to accumulating mineralized nitrogen in riparian wetlands. This pattern was distinct from mid-summer patterns of nitrate loading at lower elevations that suggested heightened human recreational activity along the stream corridor. These observations provide insights linking stream flow generation and seasonal water storage in high elevation mountainous watersheds. Greater understanding of the connections between surface water, soil water and groundwater in these environments will help predict how the quality and quantity of mountain runoff will respond to changing climate and allow better informed water management decisions.  相似文献   

黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究     

时卫民  王鹏  赵尚毅 《岩土工程技术》2020,(2):70-75

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。  相似文献   

马尔科夫链分析在东海陆架盆地花港组沉积微相分析中的应用     

胡求红  张昌民  侯国伟  朱锐  陈哲 《地质与资源》2020,29(1):7-20

通过对东海陆架盆地某凹陷取心井岩心仔细观察和描述，采用双属性划分标准，在研究区花港组岩心中识别出了28种岩石相类型.其中砾岩相5种，砂岩相15种，细粒岩相8种.针对22口取心井岩心详细划分沉积微相和岩石相，共取得2227个岩石相数据.针对研究区发育的湖泊、三角洲、河流3种沉积体系，运用马尔科夫链分析不同沉积微相类型中岩石相沉积序列模式，建立了不同沉积微相类型可能的岩石相组合规律及岩石相定量组合概率，为后期研究相同或相似类型的沉积相提供地质知识库，并为沉积相的识别提供定量的基础.  相似文献   

辽河盆地西部凹陷古近系沙四上亚段沉积相及演化     

王夏斌  姜在兴  胡光义  范廷恩  王俊辉  卢欢 《吉林大学学报(地球科学版)》2019,49(5):1222-1234

薄互层砂体研究是湖盆沉积学的研究难点。本文针对辽河西部凹陷沙四上亚段（Es^4上）薄互层砂体，以层序地层学、沉积学、测井地质学等理论为指导，综合岩心、测录井和地震等多种资料，对西部凹陷的薄互层砂体进行精细描述和深入剖析。结果表明，研究区主要发育辫状河三角洲和湖泊沉积相，其中，滩坝砂体是湖泊相的主力砂体。通过考虑不同沉积背景下滩坝在岩相组合、发育位置和成因机理的差异性，将滩坝划分成侧缘改造型滩坝、前缘改造型滩坝、基岩改造型滩坝、淹没改造型滩坝和风暴改造型滩坝5种沉积模式；对薄层滩坝砂体的控制因素进行分析，认为其受到"风场-物源-盆地"三端元的控制。  相似文献   

花岗岩残积土动态冲击性能的SHPB试验研究     

刘新宇  张先伟  岳好真  孔令伟  徐超 《岩土力学》2020,41(6):2001-2008

为研究花岗岩残积土的动态冲击性能，开展了高速冲击下的分离式霍普金森压杆（SHPB）试验，与常规应变率下的试验结果比较，分析了高应变率对花岗岩残积土的应力?应变特性和强度的影响。结果表明：低、高应变率下的花岗岩残积土的?-?a（轴向应力?轴向应变）曲线均呈现出软化型。随着应变率 增加，?-?a曲线向?a增大的方向移动，破坏应变?af增加。但高应变率下?af增加的程度更加明显。花岗岩残积土的峰值强度普遍具有应变率依赖性，二者可用直线关系拟合，但低、高应变率下的拟合关系并不一致。提出了率敏性因子m定量评价依赖性强弱。研究发现，随着应变率的提高，强度的应变率依赖性减弱，低应变率下的m为26.694，而高应变率下仅为0.013。相关试验结果指出，高速冲击荷载对土体总体有害。工程中应该采取合理措施控制冲击荷载的危害。该研究有助于深化花岗岩残积土动态冲击性能的理解，为相关工程的施工与设计提供技术参考。  相似文献   

浅议沉积学中的流体问题     

李向东 《世界地质》2020,39(1):45-55

笔者从流体的角度,对近年来有关流体沉积问题的研究成果进行整理、总结、归纳和诠释。从沉积学的角度总体上可将流体分为牵引流、过渡流和重力流3大类:其中牵引流是研究的基础,可进一步分为单向流、双向流和振荡流3种基本类型以及叠置流、复合流和叠加流3种复合类型,可按照流体力学的相关方法展开研究;过渡流和重力流沉积研究的关键在于各种重力流类型之间(浊流、液化沉积物流、颗粒流和碎屑流)及其和牵引流之间的相互转化。流体的沉积机制可分为垂直降落沉积(静水)、底床阻碍沉积(牵引流)和能量减弱沉积(重力流)3大类,各种流体的交互作用最终可形成丘状(洼状)交错层理的水动力条件。通过综述可以发现,从流体角度进行沉积学研究尽管困难,但仍然可行,特别是对于复杂水动力条件下的沉积学研究具有一定的意义。  相似文献   

四川盆地广安地区中二叠统栖霞组岩石特征与沉积环境     

易海永  崔宝琛  王瑶琳  邱玉超  徐胜林  李乾 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(2):454-464

四川盆地中二叠统栖霞组勘探发现系列油气，资源潜力巨大。但广安地区中二叠统栖霞组的岩石学特征及沉积环境研究薄弱。在野外地质调查的基础上，结合室内岩石学、岩相学等综合分析，对广安地区栖霞组碳酸盐岩岩石特征、沉积相类型及其古地理展布特征进行了系统研究。结果表明：广安地区栖霞组主要发育亮晶颗粒灰岩、亮晶生物碎屑灰岩、微晶生物碎屑灰岩、微晶颗粒灰岩、生物碎屑微晶灰岩、含生物碎屑微晶灰岩和泥晶灰岩7种岩石类型；碳酸盐岩颗粒主要以生物碎屑为主，部分层位发育球粒；古生物化石以三叶虫、腕足和有孔虫为主，同时可见棘皮类和藻类；栖霞组沉积期主要为碳酸盐岩台地沉积环境，其中栖霞组晚期（栖二段）台缘滩和台内滩较为发育，为该区油气成藏提供了有利条件。  相似文献   

Study on multiple induced polarization parameters in groundwater exploration in Bashang poverty alleviation area of Heibei Province,China          下载免费PDF全文

LIU Zhi-yuan  TAN Ding  CHEN Zhi-bin  WEI Yun-fei  CHAI Quan  CHEN Xiao-hang 《地下水科学与工程》2020,8(3):274-280

The study examines a water exploration and poverty alleviation project in Guyuan county. The study analyzes correlations between aquifers and multiple induced polarization (IP) parameters, including resistivity, polarizability, deviation, half decay time, water-bearing factors, and Kc, a new parameter refined in this study. Based on the study, the well was placed accurately, and its maximum water inflow reached 30 m³/h. Kc value highlights the rate of change at early stages of IP secondary field. Kc value served as a quick indicator in this groundwater prospecting and is validated in practice. Progress has been made in finding new parameters in exploring water with IP method. Thanks to the project, local people have access to water and poverty alleviation has scored some achievements.  相似文献   

鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组上、下段的岩性-岩相特征及对铀成矿的差异性控制作用     

朱强  李建国  俞礽安  司马献章  文思博  李光耀  司庆红 《地球学报》2019,40(3):456-468

为查明鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组上段、下段的岩性-岩相特征以及参与蚀变作用的流体强度差异,开展了系统的岩心观察、剖面对比,并结合黏土矿物、碳氧同位素和U、Th元素等手段进行分析。结果表明,研究区南部直罗组上段主要由灰绿色、红色泥岩夹透镜状红色、黄色、灰绿色砂岩组成,北部主要由红色泥岩与灰绿色砂岩构成,南北部下段均由灰白色、灰绿色砂岩或砂砾岩夹薄层泥岩组成。直罗组红色砂岩为原生沉积,灰绿色砂岩为后生改造类型;上段受含氧含铀水和深部还原性流体作用强度较下段变弱,且由北向南作用程度降低,北部还原蚀变岩石与原生岩石共存,南部基本保留原生岩石;下段则受流体改造更为充分,主体为后生蚀变岩石。直罗组不同类型砂体的展布兼受沉积相和后期流体双重作用,但强弱差异性明显,限制了铀矿化产出在直罗组下段砂体中的定位,因此,上、下段应作为不同的成矿体系讨论。  相似文献   

喀喇昆仑断裂北段晚第四纪活动特征及其构造意义     

赵一霖  刘健  姜科庆  祝明伟 《地球学报》2019,40(4):601-613

右旋走滑的喀喇昆仑断裂(KK F)作为青藏高原的西部边界, 在印度板块与欧亚板块碰撞引起的陆内变形过程中扮演了重要的角色。近年来KK F北段全新世以来的活动特征存在争议。通过遥感解译和野外观测, 在喀喇昆仑断裂(KK F)的北段——新疆卡拉苏地区, 对KK F及其两条分支断裂的几何学、运动学进行了研究, 获得了现今发育的冰水扇被右旋错断和冰水扇上分布羽列式T张破裂等指示KK F右旋走滑的证据。采集了KK F控制的浅冰水湖相沉积中贝壳的AMS 14C样品, 获得年龄分别为(5.20±0.03) ka、(5.61±0.03) ka 和(9.95±0.04) ka。表明KK F北段晚全新世以来仍在活动, 其右旋走滑速率约为3.7 mm/a, 累计垂向滑移速率约为1.7 mm/a。据前人在KK F中部的研究成果, 推测KK F北段在卡拉苏地区由南东往北西右旋走滑速率有增大的趋势。  相似文献