Analytical investigation of the exact groundwater divide between rivers beyond the Dupuit–Forchheimer approximation     

Ruoyi Li  Xu-Sheng Wang 《水文研究》2021,35(2):e14036

The groundwater divide is a key feature of river basins and significantly influenced by subsurface hydrological processes. For an unconfined aquifer between two parallel rivers or ditches, it has long been defined as the top of the water table based on the Dupuit–Forchheimer approximation. However, the exact groundwater divide is subject to the interface between two local flow systems transporting groundwater to rivers from the infiltration recharge. This study contributes a new analytical model for two-dimensional groundwater flow between rivers of different water levels. The flownet is delineated in the model to identify groundwater flow systems and the exact groundwater divide. Formulas with two dimensionless parameters are derived to determine the distributed hydraulic head, the top of the water table and the groundwater divide. The locations of the groundwater divide and the top of the water table are not the same. The distance between them in horizontal can reach up to 8.9% of the distance between rivers. Numerical verifications indicate that simplifications in the analytical model do not significantly cause misestimates in the location of the groundwater divide. In contrast, the Dupuit–Forchheimer approximation yields an incorrect water table shape. The new analytical model is applied to investigate groundwater divides in the Loess Plateau, China, with a Monte Carlo simulation process taking into account the uncertainties in the parameters.  相似文献   

Variations in glacier volume and snow cover and their impact on lake storage in the Paiku Co Basin,in the Central Himalayas     

Xingxing Zhang  Rui Wang  Zhijun Yao  Zhaofei Liu 《水文研究》2020,34(8):1920-1933

Glaciers and snow cover are important constituents of the surface of the Tibetan Plateau. The responses of these phenomena to global environmental changes are sensitive, rapid and intensive due to the high altitudes and arid cold climate of the Tibetan Plateau. Based on multisource remote sensing data, including Landsat images, MOD10A2 snow product, ICESat, Cryosat-2 altimetry data and long-term ground climate observations, we analysed the dynamic changes of glaciers, snow melting and lake in the Paiku Co basin using extraction methods for glaciers and lake, the degree-day model and the ice and lake volume method. The interaction among the climate, ice-snow and the hydrological elements in Paiku Co is revealed. From 2000 to 2018, the basin tended to be drier, and rainfall decreased at a rate of −3.07 mm/a. The seasonal temperature difference in the basin increased, the maximum temperature increased at a rate of 0.02°C/a and the minimum temperature decreased at a rate of −0.06°C/a, which accelerated the melting from glaciers and snow at rates of 0.55 × 10⁷ m³/a and 0.29 × 10⁷ m³/a, respectively. The rate of contribution to the lake from rainfall, snow and glacier melted water was 55.6, 27.7 and 16.7%, respectively. In the past 18 years, the warmer and drier climate has caused the lake to shrink. The water level of the lake continued to decline at a rate of −0.02 m/a, and the lake water volume decreased by 4.85 × 10⁸ m³ at a rate of −0.27 × 10⁸ m³/a from 2000 to 2018. This evaluation is important for understanding how the snow and ice melting in the central Himalayas affect the regional water cycle.  相似文献   

极地环境监测网的设计及其在南极普里兹湾的应用     

程文芳  朱建钢  吴荣荣  詹德川  陆大海  闫可  郑小罗 《海洋科学》2018,42(2):34-45

为了保护南极和北极的生态系统和环境,中国自20世纪90年代初开始推行和实施了极地环境监测计划,部署了各学科监测传感器阵列;采集了多学科数据,包括海洋、大气、冰冻圈、生物圈等主题;架构了"R/V雪龙号破冰船—极地考察站—国内基地"之间的快速数据传输网络;建立了海洋环境监测系统、太阳能地面空间监测系统、生态环境监测系统等系列监测系统。为了实现长期监测,达到预测和预警目标,本文针对国内外现状,在现有基础上设计了一套中国极地环境长期监测网(Polar Environment monitoring network of China,CPEMN)。该监测网集成各监测系统并在监测指标设计上覆盖我国极地所有常规监测/观测任务,且根据国际科研动态和长期监测规划拓展了预期监测范围。最后本文利用南极普里兹湾进行的破冰导航应用示范验证了CPEMN具有可执行性。  相似文献   

大亚湾浮游植物粒级结构对温排水和营养盐输入的响应*     

谢福武  刘华雪  黄洪辉  宋星宇 《热带海洋学报》2018,37(3):55-64

大亚湾核电站温排水对其邻近海域的生态效应日益突出。文章结合现场调查和室内模拟实验, 研究了夏季和冬季大亚湾海域沿温排水温度梯度的浮游植物粒径结构特征, 探讨了营养物质的输入可能对其产生的影响, 以期深入了解浮游植物对升温以及富营养化作用的响应机制。结果表明, 适温条件对浮游植物的生长起促进作用, 在极高温(36.0℃)环境下则产生抑制作用, 在排水口邻近高温区夏季和冬季浮游植物叶绿素a含量均呈较低分布。交互模拟实验发现不同季节浮游植物对于温度和营养盐的敏感性存在差异, 夏季营养盐对浮游植物生长的促进作用比温度明显, 冬季温度的作用则更为显著。现场观测和模拟实验均显示, 水温升高和营养盐加富均可造成小粒级浮游植物 (<20μm)所占比例的增加; 因此, 升温和营养盐输入均可能导致浮游植物粒级结构呈小型化趋势, 并对食物网能量流动与物质循环、生态系统的结构稳定性以及海洋渔业的产量造成潜在影响。  相似文献   

微量元素分析在判别沉积环境中的应用——以柴达木盆地西部锶矿区富锶地层为例          下载免费PDF全文

年秀清  韩凤清  韩继龙  毛庆飞  马喆 《盐湖研究》2019,27(1):66-72

沉积岩中的微量元素对沉积环境水介质的变化较为敏感,是研究沉积物沉积时古气候、古环境的有效手段。选取了对沉积环境介质较为敏感的锶(Sr)、钡(Ba)、铜(Cu)、铀(U)、钒(V)、镍(Ni)、钍(Th)等元素作为判别指标,对柴达木盆地西部上新统油砂山组、狮子沟组和更新统七个泉组三套富锶岩层的古气候和古沉积环境特征进行了研究。结果表明,柴达木盆地西部从油砂山组到七个泉组沉积时总体上为干旱的气候环境;湖盆水体的盐度较高,表现为咸水环境,且从油砂山组到七个泉组随着地层变新,盐度有逐渐增大的趋势;油砂山组、狮子沟组和七个泉组沉积时湖盆水体均表现为中等分层、湖水循环较为顺畅的氧化环境。  相似文献   

渤、黄海生态环境模拟的参数敏感度空间差异分析     

罗辰奕  聂红涛  张海彦 《海洋学报》2019,41(8):85-96

随着海洋生态系统模型的发展，生态变量增多，众多生物过程参数量值的确定成为制约生态环境模拟的瓶颈问题，生态系统结构区域性要求模型中的生态参数具有区域差异。为探究不同海区的关键参数及参数敏感度的空间差异，本研究在渤、黄海建立了ROMS-CoSiNE物理–生物耦合的高分辨率生态系统模型，并对13种生态参数的敏感度空间分布进行分析。结果表明:南黄海中部与渤海及近岸海域的敏感度差异较大。渤海敏感度最大的参数为决定光合速率的浮游植物P-I曲线初始斜率，其次为浮游动物捕食半饱和常数和浮游动物最大捕食率。而南黄海中部敏感度最大的参数为浮游动物最大捕食率，其次为浮游植物死亡率和浮游植物P-I曲线初始斜率。结合敏感度分布及浮游植物生物量收支得出，渤海水体透明度较南黄海偏低、浮游植物生长光限制较强，是引起浮游植物P-I曲线初始斜率敏感度在渤海高于黄海的主要原因。浮游动物最大捕食率及浮游植物死亡率的敏感度空间差异，受渤、黄海浮游植物生物量差异的影响，与生态系统中的高度非线性特征有关。  相似文献   

杭州湾中部实测波浪特性分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨斌  杨忠良  叶钦  张俊彪  施伟勇 《海洋工程》2018,36(3):96-103

利用杭州湾中部一年实测波浪资料,分析该地区的波参数统计变化特性,采用最小二乘法拟合得出相关参数之间的关系式,并统计分析了频谱特性。结果表明:杭州湾中部以小浪和轻浪为主,在各月分布较为均匀,年平均周期为2.97 s;最大一次波浪过程为冷空气影响所致,影响强度大于台风莫拉克;常浪向分布在东北至东南向,其中又以小浪出现较多,对应的波周期以2~4 s为主;强浪向主要分布在西北和东北方向,对应的波周期主要分布在3~5 s;多数特征波参数之间相关关系较好;由谱分析得知风浪占多数,且以单峰为主。研究结果可为相关工程和理论研究提供基础资料。  相似文献   

鄂尔多斯盆地宜川地区二叠纪孢粉化石组合特征          下载免费PDF全文

高存山 《山东国土资源》2018,34(11)

通过对延长油矿延223井晚古生代孢粉组合研究以及古植被的恢复,探讨了该区晚古生代孢粉植物化石组合的地层学和古气候意义。根据孢粉化石主要属种的时代分布及其在各样品中百分含量的规律性变化,自下而上建立了3个孢粉组合:Gulisporites cochlearius-Laevigatosporites minimus组合、Sinulatisporites-Florinites组合和Lueckeisporites permianus-Platysaccus radialis组合。根据对划分孢粉组合的特征分析,通过与邻区及华北地区晚古生代孢粉组合的对比,探讨了孢粉组合的时代意义。通过孢粉组合,推测了相应时期的古植被类型,并与前人在相同地质时期所建立的大植物化石带进行了对比,分析了各地质时期植被的兴起、发展、繁盛以及衰退绝灭的历史过程,研究区二叠纪植物群属于典型的华夏植物群,反映了一种温暖潮湿的热带雨林气候,二叠纪晚期随着松柏类植物所占比例的增加,气候有变干旱的趋势。  相似文献   

青海湖流域植被盖度时空变化研究     

高黎明  张乐乐 《地球信息科学学报》2019,21(9):1318-1329

高寒区植被变化一直是气候和生态学领域关注的热点问题。本研究基于MODIS NDVI数据计算的植被覆盖度数据和高分辨率气象数据,分析了青海湖流域2001-2017年植被覆盖度分布格局及动态变化,探讨了其对气候变化、人类活动和冻土退化的响应。结果表明：① 近十几年青海湖流域植被覆盖度整体表现为增加趋势,不同植被类型增幅存在差异性,草地增幅最大,达到6.1%/10a,其它植被类型增幅在2%~3%/10a之间;② 流域局部地区仍存在植被退化现象,研究期植被退化面积表现为先增加后减小的变化趋势。2006-2011年重度退化区集中在青海湖东岸,2011-2017年重度退化区集中在流域的西北部,这些区域是青海湖流域荒漠分布区,植被覆盖度较低,是今后生态恢复需重点关注的区域;③ 气候变化是流域植被覆盖度变化的主导因素,气候变化对青海湖流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为84.21%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为81.84%、87.47%和75.96%;④ 人类活动对流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为15.79%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为18.16%、12.53%和24.04%,环青海湖地区人类活动对植被恢复有促进效应,在青海湖流域北部部分地区人类活动的破坏力度仍大于建设力度;⑤ 冻土退化对青海湖流域草甸和灌丛植被覆盖度变化影响很小,主要影响草原植被覆盖度变化,冻土退化造成草原植被覆盖度增长速率减小了1.2%/10a。  相似文献   

基于深度域地震成像的中沙海槽盆地东北部结构构造研究     

赵斌  高红芳  张衡  李丽青 《热带海洋学报》2019,38(2):95-102

文章基于叠前深度偏移地震成像分析, 结合前人重磁反演等地球物理资料成果, 对中沙海槽盆地东北部结构构造进行探索研究。研究表明: 中沙海槽盆地东北部发育新生代地层, 厚度在1500~2500m之间, 地层层速度为1500~ 3500m·s^-1, 不存在中生界沉积层, 盆地基底为海山或前寒武系基岩及岩浆岩隆起。中沙海槽盆地新生代陆源海相烃源岩丰富, 盆地新生界地层厚度大, 盆地凹陷、断裂发育, 具有一定的油气勘探潜力。  相似文献