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   

基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

贾东于  李开明  聂晓英  袁春霞  李清峰  高福元 《冰川冻土》2020,42(2):412-422

地温变化在气候反馈效应中起着重要作用， 理解地温及其与影响因素之间的时空关系对预测全球温度变化至关重要。利用1998 - 2017年石羊河流域的逐日常规气象观测资料， 采用小波分析结合BP（Back Propagation）神经网络构建了石羊河流域夏季地温预报模型， 结果表明： 日平均地温预测效果在不同站点均为最佳， 其中预测值和观测值的相关系数均大于0.87， 3 ℃以内的预测概率均大于84%。其中， 民勤地区地温预测效果最好， 预测值和观测值的相关系数达到0.91， 3 ℃以内的预测概率达到86%。日最高地温的预测值与观测值的相关系数高于0.8， 但误差平方和、 标准差较大。永昌地区日最高地温的模拟效果最好， 3 ℃以内的预测概率达到83%。日最低地温的预测与观测值的平均相关系数高于0.66， 3 ℃以内的预报概率高于83%， 但预测值略低。其中， 武威地区日最低地温的预测效果最好， 预测值与观测值的相关系数为0.72， 3 ℃以内的预测概率达到94%。研究成果可为有效弥补干旱、 半干旱区地温观测资料缺失和探讨其与局地气候的关系提供一些参考。  相似文献   

内蒙古碾子沟钼矿床成矿流体来源、演化及成矿机理     

孙丰月  王睿  王一存  李顺达  王可勇  石开拓  孙清飞  王文元 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(3):768-780

内蒙古自治区碾子沟钼矿床地处华北地台北缘西拉木伦钼成矿带西段，为一典型的中型石英脉型钼矿床。该钼矿床矿脉（体）主要产于燕山早期二长花岗岩-钾长花岗岩内NNW、NW向断裂构造体系之中，成矿作用过程经历了黄铁矿±辉钼矿＋石英（Ⅰ）、辉钼矿＋黄铁矿±黄铜矿＋石英（Ⅱ）、黄铜矿＋黄铁矿±闪锌矿＋石英（Ⅲ）及石英±方解石（Ⅳ）4个阶段。系统的流体包裹体岩相学、包裹体组分析、包裹体显微测温研究表明，矿床初始成矿流体为高温、中低盐度（490~550℃，盐度（w（NaC1））2%~10%，50~62 MPa）均匀的NaCl-H₂O体系热液，δ¹⁸O_H2O-SMOW（2.21‰）及δD_H2O-SMOW（-68.9‰）表明其主要来源于岩浆热液；成矿流体上升并不断汇聚于容矿断裂空间，伴随温度、压力降低（380~460℃，26~40 MPa→360~420℃，25~30 MPa）而进入两相不混溶区，流体开始发生沸腾→强烈沸腾作用，导致成矿元素Mo大量沉淀富集成矿，成矿晚期残余流体与大气降水混合（δ¹⁸O_H2O-SMOW为-2.41‰~2.51‰，δD_H2O-SMOW为-110.1‰~-105.5‰），矿床属燕山早期中高温岩浆热液型钼矿床。  相似文献   

Trends and risk evolution of drought disasters in Tibet Region,China     

Chen  Qiong  Liu  Fenggui  Chen  Ruijie  Zhao  Zhilong  Zhang  Yili  Cui  Peng  Zheng  Du 《地理学报(英文版)》2019,29(11):1859-1875

Journal of Geographical Sciences - The risk posed by natural disasters can be largely reflected by hazard and vulnerability. The analysis of long-term hazard series can reveal the mechanisms by...  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   

琼东南盆地华光凹陷天然气水合物稳定带厚度的影响因素     

刘杰  杨睿  邬黛黛  金光荣  张辉 《海洋学报》2019,41(8):13-25

为了探讨琼东南盆地华光凹陷海底天然气水合物稳定带的分布规律，定量研究了静水压力、底水温度、地温梯度和气源组分对水合物稳定带的影响程度。在此基础上，分析了华光凹陷现今甲烷水合物稳定带的厚度分布。最后，综合各因素的历史演化过程，初步探讨了华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带的演化。结果表明:(1)气源组分和海底温度的变化对研究区内水合物稳定带的影响较大；水合物稳定带厚度与海底温度呈良好的线性负相关性。(2)水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件；超过600 m水深的海域水合物稳定带厚度大部分超过 100 m，其中西北部稳定带的最大厚度超过300 m，是有利的水合物勘探区。(3)华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带厚度经历了快速增厚–窄幅变化–快速减薄和恢复的过程。麻坑群与水合物稳定变化敏感区在空间上具有较好的叠合关系。结合前人的研究成果，推测其形成与天然气水合物的分解释放有关。  相似文献   

Prediction of the calcium carbonate budget in a sedimentary basin: A “source-to-sink” approach applied to Great Salt Lake,Utah, USA     

Anthony Bouton  Emmanuelle Vennin  Philippe Amiotte-Suchet  Christophe Thomazo  Jean-Pierre Sizun  Aurélien Virgone  Eric C. Gaucher  Pieter T. Visscher 《Basin Research》2020,32(5):1005-1034

Most source-to-sink studies typically focus on the dynamics of clastic sediments and consider erosion, transport and deposition of sediment particles as the sole contributors. Although often neglected, dissolved solids produced by weathering processes contribute significantly in the sedimentary dynamics of basins, supporting chemical and/or biological precipitation. Calcium ions are usually a major dissolved constituent of water drained through the watershed and may facilitate the precipitation of calcium carbonate when supersaturating conditions are reached. The high mobility of Ca²⁺ ions may cause outflow from an open system and consequently loss. In contrast, in closed basins, all dissolved (i.e. non-volatile) inputs converge at the lowest point of the basin. The endoreic Great Salt Lake basin constitutes an excellent natural laboratory to study the dynamics of calcium on a basin scale, from the erosion and transport through the watershed to the sink, including sedimentation in lake's waterbody. The current investigation focused on the Holocene epoch. Despite successive lake level fluctuations (amplitude around 10 m), the average water level seems to have not been affected by any significant long-term change (i.e. no increasing or decreasing trend, but fairly stable across the Holocene). Weathering of calcium-rich minerals in the watershed mobilizes Ca²⁺ ions that are transported by surface streams and subsurface flow to the Great Salt Lake (GSL). Monitoring data of these flows was corrected for recent anthropogenic activity (river management) and combined with direct precipitation (i.e. rain and snow) and atmospheric dust income into the lake, allowing estimating the amount of calcium delivered to the GSL. These values were then extrapolated through the Holocene period and compared to the estimated amount of calcium stored in GSL water column, porewater and sediments (using hydrochemical, mapping, coring and petrophysical estimates). The similar estimate of calcium delivered (4.88 Gt) and calcium stored (3.94 Gt) is consistent with the premise of the source-to-sink approach: a mass balance between eroded and transported compounds and the sinks. The amount of calcium deposited in the basin can therefore be predicted indirectly from the different inputs, which can be assessed with more confidence. When monitoring is unavailable (e.g. in the fossil record), the geodynamic context, the average lithology of the watershed and the bioclimatic classification of an endoreic basin are alternative properties that may be used to estimate the inputs. We show that this approach is sufficiently accurate to predict the amount of calcium captured in a basin and can be extended to the whole fossil record and inform on the storage of calcium.  相似文献   

1960-2015年青海三江源地区降水时空特征   总被引：5，自引：0，他引：5  

刘晓琼  吴泽洲  刘彦随  赵新正  芮旸  张健 《地理学报》2019,74(9):1803-1820

青海三江源地区是中国生态系统最为敏感和脆弱的地区,其降水特别是生长季降水的波动,是影响本区及江河中下游水资源安全、生态系统可持续发展的关键因素。综合线性趋势、Mann-Kendall检验、BG分割算法、R/S、EEMD等多方法细致辨识了1960-2015年研究区降水量序列的时空特征。结果显示：① 三江源降水量总体呈现弱增趋势,21世纪以来降水量显著增加,各子源区气候倾向率不尽相同;② 年、季降水量自东南向西北递减,澜沧江源区夏季降水和黄河源区秋季降水呈弱减趋势,雨量弱减区在空间上呈斑块状分布;③ 年、季降水量年代际变化和增湿率的空间差异较明显,春夏季降水气候倾向率与经纬度、海拔的复相关性显著高于冬季;④ 20世纪90年代中后期,各子源区降水总体显现增强信号,并于2002年前后发生突变;⑤ 年际和低值年代际显著周期是造成降水量变动的主要因素;⑥ 除澜沧江源区夏季降水趋于减少外,其他年、季降水量变化呈现增幅不一的转湿趋势;⑦ 横向比较各子源区可见,长江源区降水变化更能表征高原气候变化。研究结果显示,研究区降水时空序列变化具有明显的区域和季节差异性特征,与以往类似研究存在些许差异,可见为有效提高气候序列演变过程及突变诊断的准确性,仍需进一步融合多方法实施集成分析。  相似文献   

东海盆地中、新生代盆架结构与构造演化   总被引：6，自引：0，他引：6  

刘金水  许怀智  蒋一鸣  王军  何新建 《地质学报》2020,94(3):675-691

基于地貌、钻井、岩石测年和地震等资料,分析盆地地层分布、盆架结构、构造单元划分和裂陷迁移规律,结果表明东海盆地由台北坳陷、舟山隆起、浙东坳陷、钓鱼岛隆褶带和冲绳坳陷构成,是以新生代沉积为主、中生代沉积为辅的大型中、新生代叠合含油气盆地;古元古代变质岩系构成了盆地的基底。该盆地不仅是印度-太平洋前后相继的动力体系作用下形成的西太平洋沟-弧-盆构造体系域一部分,而且也是古亚洲洋动力体系作用下形成的古亚洲洋构造域和特提斯洋动力体系作用下形成的特提斯洋构造域一部分,晚侏罗世至早白垩世经历了构造体制转换,盆地格局发生重大变革,早白垩世以前主要受古亚洲-特提斯洋构造体制影响的强烈挤压造山和地壳增厚作用演变为早白垩世以来主要受太平洋构造体制控制的陆缘伸展裂陷和岩石圈减薄作用,经历侏罗纪古亚洲-特提斯构造体制大陆边缘拗陷和白垩纪以来太平洋构造体制弧后裂陷两大演化阶段。白垩纪以来太平洋构造体制的弧后裂陷演化阶段可细分为早白垩世至始新世裂陷期、渐新世至晚中新世拗陷期和中新世末至全新世裂陷期。  相似文献   

海拉尔—塔木察格盆地中部富油凹陷高含凝灰质碎屑岩储层成因及油气勘探意义     

蒙启安  李军辉  李跃  邹越 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(2):569-578

海拉尔—塔木察格盆地中部富油凹陷下白垩统铜钵庙组和南屯组广泛发育高含凝灰质碎屑岩储层，并已于其中获得了工业突破，但对其成因机制认识不清。在岩心、薄片、录井和测井等资料综合研究的基础上，结合大量海拉尔—塔木察格盆地及周边地区的火山事件分析，认为中部富油凹陷发育的高含凝灰质碎屑岩的岩石类型主要包括凝灰质砂岩、凝灰质泥岩、凝灰岩和沉凝灰岩。不同时期、不同凹陷高含凝灰质碎屑岩储层发育特点各异，整体来看从铜钵庙组到南屯组储层中的凝灰质含量越来越低，高含凝灰质碎屑岩储层主要发育在铜钵庙组和南一段沉积时期。高含凝灰质碎屑岩储层中的火山物质并非来源于自身断陷期发生的基性火山活动，而是来自于大兴安岭地区大规模的酸性火山喷发事件。海拉尔—塔木察格盆地高含凝灰质碎屑岩储层的成因机制包括两种类型：一种是同沉积期火山灰直接空降入湖型；另一种是同沉积期火山灰先沉降至陆上经河流搬运后再沉积的水携型。高含凝灰质碎屑岩储层中的火山碎屑物质受有机酸作用易于溶蚀，次生孔隙发育，为深部油气成藏提供了有效储层空间，并且火山喷发活动对优质烃源岩的形成具有促进作用，对于油气勘探具有重要意义。  相似文献