Drying increases organic colloidal mobilization in the karst vadose zone: Evidence from a 15-year cave-monitoring study     

Jin Liao  Chaoyong Hu  Xiuli Li  Jiaoyang Ruan 《水文研究》2021,35(4):e14163

Understanding the hydrological processes of colloids within the karst vadose zone is vital to the security of karst groundwater and providing appropriate paleohydrological explanations of colloid-facilitated metals in speleothem. This study addresses the mobilization mechanisms driving colloidal organic matter (COM) transport in the karst vadose zone using a 15-year long monthly monitoring dataset from a cave drip point (HS4) in Heshang Cave, Qingjiang Valley, China. Variations in COM concentrations were reported as the fluorescence difference values of raw and filtered (<0.22 μm) samples at an excitation wavelength of 320 nm and emission wavelength of ~400 nm. A fluorescence humification index (HIX) lower than 0.8 and an autochthonous index (BIX) higher than 1.2 indicated that the origin of COM was mainly from the karst vadose zone, rather than the soil zone. The COM concentration varied from 0.001 to 0.038 Raman Unit (RU), with evident seasonal fluctuations. Rising limbs for COM values occurred prior to rising limbs within a dripwater hydrograph; moreover, the COM peak values corresponding to the beginning of the increasing hydrograph generally suggested that the mobilization of COM reflected the movement of the air–water interface (AWI) in the karst vadose zone rather than rainfall intensity or flow velocity. COM peak values were positively correlated with the antecedent drying duration and negatively correlated with HIX values. These phenomena may be explained by the increased amount of organic matter that was aggregated and absorbed on the surface of carbonate in the karst vadose zone during a longer drying duration. Moreover, the longer drying duration was also beneficial to autochthonous biological activity, which subsequently decreased the HIX value of the organic matter in the karst vadose zone. The movement of AWI and the drying duration are both controlled by the outside weather conditions. This study is therefore conducive to evaluating the security of karst groundwater in response to climate change, and challenges prevailing paleoclimate interpretations of colloid-facilitated metal abundance timeseries reported from speleothems.  相似文献   

腾冲火山及周边地区双差层析成像          下载免费PDF全文

华雨淋  吕彦 《地球物理学报》2019,62(8):2982-2990

利用云南腾冲火山地区15个固定台站记录到的7923次地震的P波到时资料，采用双差层析成像方法，反演得到腾冲火山及周边地区地壳及上地幔顶部三维P波速度结构和地震重定位结果.研究发现，腾冲火山区域地壳内存在明显的地震波低速区，P波速度低于整个区域地壳速度平均值超过15%，上地幔顶部存在规模较大的低速异常区.推测腾冲火山地区存在较大规模的地幔热物质上涌以及向地壳的侵入，热物质在地壳内以岩浆囊形式存储，并且壳内岩浆囊之间可能存在岩浆通道.通过联合反演获得的地震重定位结果显示，丛集地震位置更加集中，其展布特征与断裂构造具有显著的对应关系，表明研究区域断裂构造比较活跃.获得的高分辨率三维P波层析成像结果，为进一步认识火山地区岩浆存储特征以及地震分布与区域构造之间的关系提供了新的地震学依据.  相似文献   

水平分支注浆孔卡埋钻事故处理实践          下载免费PDF全文

石逊  刘江  李红梅  伍晓龙  王雷浩 《探矿工程》2020,47(9):33-38

近年来煤矿奥灰治水注浆定向钻进技术发展迅速，多分支超深水平注浆孔数量激增。在水平注浆孔施工过程中，普遍存在地层漏失量大，泥浆突然失返，小径钻孔裸孔段长，水平段孔眼轨迹复杂，控制难度大，靶点技术误差要求严，定向仪器、工具等价格昂贵，施工风险相对较高，极易发生埋钻卡钻事故。一旦发生卡钻事故，就会面临着处理周期长、处理难度大等问题，传统的卡埋钻处理方法在水平注浆孔中应用效果不明显。通过采用空压机输送压缩空气，破坏水平孔着床的沉砂结构，将着床的沉砂吹出孔外或吹入地层裂隙，成功地实现了解卡。总结了水平注浆孔施工中卡埋钻事故的预防措施。  相似文献   

Spatial and Temporal Distribution of Dust‐Bound Trace Metal Elements around Kuhdasht Watershed Area in Iran     

Hamid Alipour  Ahmad Jalalian  Naser Honarjoo  Norair Tommanian  Fereidoon Sarmadian 《洁净——土壤、空气、水》2019,47(10)

Dust, as a source of trace metal elements, affects the health of society. The spatial and temporal concentrations of dust‐bound trace metals (Cd, Pb, Ni, Zn, Cu, and Mn) in Kuhdasht watershed (456 km²), Lorestan Province, Iran, is investigated. Dust is collected using glass traps placed in ten research stations in the region. The spatial and temporal distribution of dust trace metals are plotted using ARC‐GIS. The highest and the lowest concentrations of Zn (9751150 mg kg^?1), Pb (46.352.9 mg kg^?1), and Cd (2.443.30 mg kg^?1) are obtained in winter, of Ni (98110 mg kg^?1) and Cu in autumn (16.053.5 mg kg^?1), and of Mn in summer (385505 mg kg^?1). The spatial concentrations of dust‐bound trace metals indicate all, except Cu, show a decreasing trend from the mountains toward the plains, similar to that of soil and of dust, except for Zn, which shows higher concentrations in dust than in soil. The potential sources of dust‐bound trace metals and their rate of contamination are also investigated using the enrichment and contamination factors. The major sources of Cd and Zn in the dust of watershed are due to anthropogenic activities or from activities outside the borders.  相似文献   

跨海大桥建设对胶州湾北部冬季结冰现象的影响     

石晓雨  张日东  张文静  张可玟 《海洋通报》2018,(6):633-642

本文利用台站观测、卫星遥感以及专项调查等多种数据,综合分析了近年来胶州湾典型水文气象要素的变化特征及建桥前后水动力环境等的变化对冬季冰情的影响。结果显示,建桥以来冰情较重的年份冬季气温和年最低气温均处于近30年的低位,重冰期与年最低气温时段相吻合,且以跨海大桥为界,北部海湾结冰现象严重,而南部几乎无结冰。基于区域海洋水动力模型(ECOM)的模拟结果显示,跨海大桥建设可以从几个方面影响胶州湾北部海冰的生消,即大桥建设使胶州湾尤其是大桥北侧的水动力环境弱化,落潮时桥北侧水体堆积,涨潮时桥北侧向陆一侧水位减小;大桥对桥位南北1.5 km周围涨、落潮流场产生影响;流场的变化又使得悬浮物对流扩散和沉积物输运发生改变,大桥北侧局部区域水深变浅。  相似文献   

青藏高原东部春季感热通量与我国东部气温的年际关系     

任倩  周长艳  夏阳  岑思弦  龙园 《冰川冻土》2019,41(4):783-792

利用ERA-Interim提供的地表感热、环流场资料和1979-2013年753站中国春季气温观测资料探讨了青藏高原（以下简称高原）东部春季感热通量与我国东部气温的关系。春季高原东部感热与我国东部气温在年际变化上存在密切的相关关系。去除9年滑动平均以后的SVD第一模态结果表明，当高原东部感热出现南弱（强）北强（弱）时，对应我国东北和华南地区的气温异常偏低（高）。当春季高原感热呈现南负北正的分布时，高层200 hPa上，高纬东风异常减弱背景西风有利于冷空气的南下，加之副热带西风急流显著增强，有利于东北地区形成气旋性环流。中低层环流场上，我国北方地区上空为一深厚的东北冷涡所控制，从对流层低层到高层，均呈现较强的气旋式环流分布。一方面，它引导西伯利亚冷空气南下，造成我国东北地区气压异常减弱，气温异常偏低；另一方面，其西侧北风异常阻滞了华南地区上空的背景西南风，不利于暖气流的输送。进一步分析得出，与PC1相关的南北温度差值场上，东亚地区上空从低纬到高纬呈现“负-正-负”的分布形势，有利于副热带西风急流在我国上空的显著增强。气旋中心上暖下冷的结构，导致位涡显著发展并向低层伸展、侵入，增强了对流层中低层的气旋性环流。气旋中心整个对流层为深厚的异常干空气，湿度负值中心与冷中心相对应，表明干冷空气异常下传发展。干侵入使得冷涡加强发展，维持了异常气旋性环流，导致春季东北、华南地区的异常降温。虽然前冬Nino3.4区海温与春季感热相关较好，但其对我国东部春季气温影响并不显著。  相似文献   

海洋气团对沿海城市大气环境影响与识别研究     

石红旗  王霄曈  张昊阳  石博欣  张睿 《海洋科学》2018,42(12):100-108

本研究通过识别海洋气团特征及沿海城市大气受到海洋气团的影响方式与程度,为评价沿海城市空气环境质量提供科学依据。以青岛市为例,收集大气气溶胶样品中放射性核素~(210)Pb、40K数据及采集时段当地大气颗粒物数据;分析~(210)Pb活度浓度与气溶胶颗粒物浓度变化;对当地当时大气气团进行溯源分析。研究表明:(1)研究期间青岛沿岸地区2015年4月至2016年6月与2016年6月至2017年6月大气污染特征显著不同,前者~(210)Pb活度浓度与污染颗粒物浓度显著相关,而后者~(210)Pb活度浓度与污染颗粒物无相关关系;(2)穿越海洋的陆地气团呈现出高活度浓度、低颗粒物浓度的特征;来自海洋气团的气溶胶呈现出低活度浓度、低颗粒物浓度的特征;(3)海洋气团气溶胶中~(210)Pb活度浓度较低。临近大陆的海洋(黄海、东海)上层大气受到大陆气团的影响,其海洋气团的特征有所减弱。~(210)Pb活度浓度、颗粒物浓度(PM2.5)可作为判断海洋气团的指标,识别"来自海洋的气团"与"经过海洋的气团"。  相似文献   

地震氡观测仪计量检定系统与实验分析     

黄仁桂  陈俊松  周红艳  宁洪涛  毛华 《中国地震》2019,35(4):666-675

本文介绍了地震氡观测仪计量检定系统（氡室）的建设背景及结构组成。氡室具有氡体积活度（氡浓度）实时监测、动态补氡、氡期望值可调、稳定性好等特点。在氡室调试实验中进行了氡室的漏气率实验及4次补氡实验，计算出氡室的氡漏气率为0.0001393Bq/min，氡发生率为23.35Bq/min。根据《测氡仪检定规程》（JJG 825—2013）的技术要求进行计量效能验证，表明氡室的氡体积活度（氡浓度）为800Bq/m³、1500Bq/m³、3000Bq/m³、6000Bq/m³和15000Bq/m³时，连续8h稳定性均优于5%；为6000Bq/m³时，72h稳定性优于5%，符合国家计量技术规范对氡室计量标准的要求。  相似文献   

不同强度冷空气对太湖水热交换的定量影响     

刘强  王伟  肖薇  荆思佳  张弥  胡勇博  张圳  谢燕红 《湖泊科学》2019,31(4):1144-1156

作为冷季主要的天气事件，冷空气过境会改变湖泊上方的气团性质，对湖泊的水热通量产生影响，进而影响湖泊的生物物理和化学过程.以亚热带大型浅水湖泊——太湖为研究对象，基于2012-2017年5个冷季（11月-翌年3月）的太湖中尺度通量网观测数据，量化不同强度冷空气（寒潮、强冷空气和较强冷空气）对太湖水热通量的影响.结果表明：在5个冷季中，寒潮、强冷空气和较强冷空气发生的总次数分别为4、11和33次，累积持续天数分别为14、31和78天.冷空气过境显著增强太湖的水热通量，3种冷空气过境使太湖的感热通量分别增至无冷空气时的10.3、6.0和4.3倍，潜热通量分别增至无冷空气时的4.0、2.1和2.7倍.虽然冷空气影响天数仅占冷季天数的16.4%，但对整个冷季的潜热和感热通量贡献分别为34.9%和51.7%，以较强冷空气贡献最大.冷空气影响时，水-气界面的温度梯度是太湖感热通量的主控因子，而潜热通量的主控因子为风速.与深水湖泊相比，太湖等浅水湖泊对冷空气过境的响应更快，寒潮过境时尤为明显.  相似文献   

基于IceBridge数据的南极别林斯高晋海的海冰厚度研究     

张建  杨元德  杨全明  汪楚涯 《冰川冻土》2020,42(2):295-306

海冰变化与全球气候、 生态系统和人类活动密切相关， 海冰厚度是海冰变化研究的重要参数之一。全面立体高精度观测海冰厚度的最有效手段是航空遥感， 而冰桥计划（IceBridge）是当前南北极最大的航空遥感工程。基于2009 - 2014年冰桥计划的激光雷达高程数据和数字测图系统相机光学影像对南极别林斯高晋海的海冰厚度进行研究， 并结合降雪量等气象数据探讨该区域海冰厚度变化的原因。研究发现该海域的海冰厚度在2009 - 2014年间整体呈微弱增长趋势（0.07 m·a^-1）， 但是在95%置信水平下不具有显著性。2009 - 2011年呈现先增加后减少的大幅度变化， 其中2010年达到极大值2.42 m， 之后开始缓慢增加。海冰厚度的年际变化与降雪和近地表温度等气象要素相关， 二者相比较而言降雪为主要影响因素。  相似文献