Characterization of sudden and sustained base flow jump hydrologic behaviour in the humid seasonal tropics of the Panama Canal Watershed     

Yanyan Cheng  Fred L. Ogden  Jianting Zhu 《水文研究》2020,34(3):569-582

Base flows are important for tropical regions with pronounced dry seasons, which are facing increasing water demands. Base flow generation, however, is one of the most challenging hydrological processes to characterize in the tropics. In many years during the May–December wet season in the Panama Canal Watershed (PCW), base flows in rivers abruptly increase. This increase persists until the start of the December–April dry season. Understanding this unusual base flow jump (BFJ) behaviour is critical to improve water provisioning in the seasonal tropics, especially during droughts and extended dry seasons. This study developed an integrated approach combining piecewise regression on cumulative average base flow and sensitivity analysis to calculate the timing and magnitude of BFJ. Rainfall, forest cover, mean land surface slope, catchment area, and estimated subsurface storage were tested as predictors for the occurrence and magnitude of the BFJs in seven subcatchments of the PCW. Sensitivity analysis on correlated predictors allowed ranking of predictor contributions due to isolated and cross-correlation effects. Correlations between observed BFJs and BFJs predicted by watershed and rainfall-related predictors were 0.92 and 0.65 for BFJ timing and magnitude, respectively. Forest cover was the second most significant predictor after cumulative rainfall for jump magnitude, owing to larger subsurface storage and groundwater recharge in forests than pastures. Catchments in the mountainous eastern PCW always generated larger jumps due to their higher rainfall and greater forest cover than the western PCW catchments. The cross-correlations between predictors contributed to more than 50% of the jump variances. The results demonstrate the importance of rainfall gradient and catchment characteristics in affecting the sudden and sustained BFJs, which can help inform land management decisions intended to enhance water supplies in the tropics. This study underscores the need for more research to further understand the hydrological processes involved in the BFJ phenomenon, including better BFJ models and field characterizations, to help improve tropical ecosystem services under a changing environment.  相似文献   

Using hysteretic behaviour and hydrograph classification to identify hydrological function across the “hillslope–depression–stream” continuum in a karst catchment     

Runrun Zhang  Xi Chen  Zhicai Zhang  Chris Soulsby 《水文研究》2020,34(16):3464-3480

In cockpit karst landscapes, fluxes from upland areas contribute large volumes of water to low-lying depressions and stream flow. Hydrograph hysteresis and similarity between monitoring sites is important for understanding the space–time variability of hydrologic responses across the “hillslope–depression–stream” continuum. In this study, the hysteretic feature of hydrographs was assessed by characterizing the loop-like relationships between responses at upstream sites relative to subsurface discharge at the outlet of a small karst catchment. A classification of hydrograph responses based on the multi-scale smoothing Kernel -derived distance classifies the hydrograph responses on the basis of similarities between hillslope and depression sites, and those at the catchment outlet. Results demonstrate that the temporal and spatial variability of hydrograph hysteresis and similarity between hillslope flow and outlet stream flow can be explained by the local heterogeneity of depression aquifer. Large depression storage deficits emerging in the highly heterogeneous aquifer produce strong hysteresis and multiple relationships of upstream hydrographs relative to the outlet subsurface discharge. In contrast, when depression storage deficits are filled during consecutive rainfall events, depression hydrographs at the high permeability sites are almost synchronous or exhibit a monotonous function with the hydrographs at the outlet. This reduced hydrograph hysteresis enhances preferential flow paths in fractured rocks and conduits that can accelerate the hillslope flow to the outlet. Therefore, classification of hydrograph similarities between any upstream sites and the catchment outlet can help to identify the dominant hydrological functions in the heterogeneous karst catchment.  相似文献   

“一带一路”沿线国家石油资源流动类型演变     

孙琪  赵媛  张新林  夏四友 《世界地理研究》2020,29(2):337-345

综合运用石油自给率、流动比率等方法，以“一带一路”沿线国家为研究对象，对1995—2014年各国石油资源流动类型时空演变进行研究。结果表明：1）1995—2014年石油净补给型国家数量较为稳定，无产型或低产型国家的石油贸易倾向变化相对较小；基本自给型国家数量占比最大，1995年占比1/2，其余四个年份占比稳定在1/3；净支出型国家数量显著增加，至2014年其中有5个国家保持不变，表明这些国家的石油产量具有较大的优势。2）1995年和2014年汇地国家均为39个国家，其中有34个国家一直保持汇地职能，空间分布上呈东多西少，南多北少，东西分化以西亚、中亚、东欧为界；有14个国家一直保持源地职能，其空间分布格局与汇地相应，西多东少，南多北少，主要分布于西亚、东欧及中亚；交流地数量较少，呈分散分布，且分布地不稳定。3）从数量变化来看，研究期内汇地略有增加，源地略有减少，交流地略有增加；“一带一路”源地总出口量与汇地总进口量的比呈逐年降低趋势。  相似文献   

四川米易海塔地区混合岩型铀矿流体包裹体特征     

郭锐  陈友良  刘凯鹏  郑玉文  胡漾 《矿物学报》2020,40(2):137-148

混合岩型铀矿是康滇地轴上最有希望取得找矿突破的铀矿类型,海塔地区的铀矿化即是该类型铀矿的典型代表。本文针对区内的长英质脉矿石、富晶质铀矿石英脉矿石和含矿热液石英脉中的石英流体包裹体进行了研究。结果表明,海塔地区混合岩型铀矿的成矿作用可分为2个阶段:早期混合岩化热液成矿阶段为高温、中低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在380~540℃,盐度变化范围为16.15%~23.18%NaCl eqv,是区内铀成矿的主要阶段;晚期热液叠加改造成矿阶段为中低温、低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在140~220℃,盐度变化范围为5.56%~23.18%NaCleqv,是区内富铀矿的形成阶段。流体包裹体的气相成分测试表明,长英质脉矿石石英包裹体中以CH4、CO2为主,其次为H2O和N2;而富晶质铀矿石英脉及含矿热液石英脉石英包裹体中以H2为主,部分含有CO2、CH4、H2O。氢、氧同位素研究表明,早期混合岩化成矿阶段的成矿流体可能为岩浆水与变质水的混合,而晚期热液叠加改造成矿阶段成矿流体中可能有大气降水的加入。  相似文献   

白洋淀生态需水:进展及展望   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨薇  赵彦伟  刘强  孙涛 《湖泊科学》2020,32(2):294-308

采用文献计量、统计分析等手段收集了国内外关于白洋淀生态需水核算的研究成果,系统梳理了15种白洋淀生态需水核算方法,获得了白洋淀不同时间尺度、不同等级生态需水核算结果,并结合雄安新区规划对白洋淀生态需水核算存在的问题及未来的需求提出了展望统计结果表明,白洋淀最小生态水位为7.45±0.66 m,适宜水位为8.61±0.52 m,最大水位为9.46±0.51 m;各等级生态需水月际变化趋势大致相同,8 9月最大,5月最小,但各月不同等级生态需水量的变幅较大;白洋淀最小生态补水量为1.35亿m~3,适宜补水量2.40亿m~3,最大生态补水量6.20亿m~3从支撑雄安新区规划建设的角度来看,目前白洋淀生态需水核算中面临的不足主要集中在生态管理目标和方法选择导致核算结果差异较大、缺乏淀区生态需水机制的阐释、生态需水核算时间尺度较粗略、未考虑淀区空间异质性的需水差异以及忽略河湖水文连通关系与过程5个方面;最后,以恢复白洋淀良性生态系统为导向,从分级分区开展白洋淀生态需水精细核算、分时分段淀区生态需水量质耦合模拟和考虑河湖沼连通的淀区水动力过程恢复3个方面提出了未来研究的建议与展望.  相似文献   

大孔隙对径流过程影响的研究进展          下载免费PDF全文

吕海深 《水文》2020,40(1):13-17

大孔隙流是土壤优先流的一种,在植被发育区土壤大孔隙比较常见,对径流形成过程产生重要的影响。介绍了大孔隙流的研究方法,系统总结了近50年植被发育区土壤大孔隙对降雨入渗过程及径流形成过程的影响:从水分入渗的角度,大孔隙可以加快降雨入渗过程;由土壤大孔隙流与山坡产流的关系,大孔隙促进了边坡雨水的运动进而引起了快速产流;世界范围内的研究都表明土壤管流或大孔隙流是径流组分重要贡献者。  相似文献   

斑岩型和浅成低温热液型矿床成矿流体与找矿预测研究:以华南若干典型矿床为例     

倪培  迟哲  潘君屹 《地学前缘》2020,27(2):60-78

斑岩型和浅成低温热液型矿床是全球铜、钼、金、银的主要来源之一,具有重要经济价值。这两类矿床之间通常存在紧密的时空关系,对其成矿流体性质和演化的解剖不仅有利于探究金属沉淀机制,也有助于揭示两者之间的内在成因联系。本文在综述国内外重要研究前沿基础上,以中国华南富家坞斑岩型铜钼(金)矿、桐村斑岩钼矿,以及邱村和安村浅成低温热液金矿为例,系统总结了斑岩型和浅成低温热液型矿床流体特征、演化规律和金属沉淀机制、探讨了从斑岩型到浅成低温热液型流体演化的“气相迁移”模型,并以福建紫金山铜金矿床为例,介绍了应用流体填图进行找矿预测的实例。  相似文献   

SILLS软件在单个萤石流体包裹体LA-ICP-MS微量元素分析数据处理中的应用     

李阳  邹灏  刘行  蒋修未  李蝶 《岩矿测试》2020,39(2):300-310

近年来激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)应用于单个流体包裹体成分定量分析已成为研究流体包裹体的最佳手段之一。该实验过程和数据处理比较复杂,目前国内外采用的数据分析软件为一款基于MATLAB的SILLS软件,该软件主要是对矿物(锆石)、流体包裹体以及熔体包裹体LA-ICP-MS分析结果进行处理。本文以萤石流体包裹体LA-ICP-MS分析为例,阐述了样品制备与流体包裹体的优选方法,对流体包裹体片厚度以及单个流体包裹体的选取要求作了详细描述,对仪器参数设置、内外标样选取和剥蚀方法等进行了说明。基于SILLS软件采用尖峰消除的方法对待处理数据进行校正,对不同种类型的波峰进行峰宽的选取。在元素比值校正和等效盐度计算过程中,由于被测样品是萤石,Ca元素具有较高的背景值,选择以Na作为流体包裹体的内标元素,以Ca作为寄主矿物的内标元素对寄主矿物浓度进行计算,同时提出以电价平衡代替质量平衡进行等效盐度计算。以上方案提高了LA-ICP-MS分析单个萤石流体包裹体的准确性,有助于解释成矿流体来源和矿床成因等问题。  相似文献   

青海共和盆地地热资源热源机制与聚热模式   总被引：2，自引：0，他引：2  

唐显春  王贵玲  马岩  张代磊  刘忠  赵旭  程天君 《地质学报》2020,94(7):2052-2065

青海共和盆地东侧贵德扎仓热田是探讨共和盆地地热资源成因的关键地区。本文综合区域地质、岩石热物性、同位素年代学、水文地球化学和地球物理测量等方法,重点分析了共和盆地的构造背景和热源机制,深入研究了共和盆地地热能系统的关键环节。研究发现:①识别出盆地地壳15 km以下深度发育高导体,并可与新生代青藏高原东部中-下地壳发育的层状低速高导层对比;②近NW-NS向的瓦里贡左旋走滑逆冲断裂是扎仓热田重要的控热和导热断裂;③晚中生代花岗岩与上覆围岩具有显著的热导率;④温泉氢氧同位素指示水源以地表水补给为主;⑤存在浅层新生界碎屑岩中-低温热储和深层花岗岩中-高温热储,发育四层两类地热资源。综合分析提出了共和盆地干热岩三元聚热模式:即新生代中-下地壳发育的高温低速高导层是主要热源,中晚三叠世花岗岩是良好的导热和储热体,既是干热岩母岩,也是热储,新生代低热导率沉积岩是良好的盖层。研究对于青藏高原地热成因、资源预测、开发规划等具有参考意义。  相似文献   

极地冰钻关键技术研究进展          下载免费PDF全文

张楠  王亮  Pavel Talalay  范晓鹏  王如生  杨阳  洪嘉琳  宫达  孙友宏  李院生  李冰 《探矿工程》2020,47(2):1-16

极地冰钻技术是获取冰芯，研究冰盖-冰架-海洋相互作用，以及获取极地冰下基岩与冰下水环境样品，开展冰下环境探测的重要手段。目前极地冰钻技术的难点与前沿主要包括深冰芯钻探、冰架热水钻、冰下基岩钻和冰下水环境采样与观测技术。本文针对以上4个极地冰钻关键技术，对国内外相关技术的研究进展与项目开展情况进行了总结与梳理。综合来看，虽然我国开展极地钻探技术研究起步较晚，但随着我国极地战略不断推进，我国的极地冰钻关键技术与装备的研究正持续向着赶超极地钻探强国方向迈进，这必将为我国的极地科学研究提供强有力的技术支撑。  相似文献