Groundwater recharge sources in semiarid irrigated mountain fronts     

Houssne Bouimouass  Younes Fakir  Sarah Tweed  Marc Leblanc 《水文研究》2020,34(7):1598-1615

High-elevation mountains often constitute for basins important groundwater recharge sources through mountain-front recharge processes. These processes include streamflow losses and subsurface inflow from the mountain block. However, another key recharge process is from irrigation practices, where mountain streamflow is distributed across the irrigated piedmont. In this study, coupled groundwater fluctuation measurements and environmental tracers (¹⁸O, ²H, and major ions) were used to identify and compare the natural mountain-front recharge to the anthropogenically induced irrigation recharge. Within the High Atlas mountain front of the Ourika Basin, Central Morocco, the groundwater fluctuation mapping from the dry to wet season showed that recharge beneath the irrigated area was higher than the recharge along the streambed. Irrigation practices in the region divert more than 65% of the stream water, thereby reducing the potential for in-stream groundwater recharge. In addition, the irrigation areas close to the mountain front had greater water table increases (up to 3.5 m) compared with the downstream irrigation areas (<1 m increase). Upstream crops have priority to irrigation with stream water over downstream areas. The latter are only irrigated via stream water during large flood events and are otherwise supplemented by groundwater resources. These changes in water resources used for irrigation practices between upstream and downstream areas are reflected in the spatiotemporal evolution of the stable isotopes of groundwater. In the upstream irrigation area, the groundwater stable isotope values (δ¹⁸O: −8.4‰ to −7.4‰) reflect recharge by the diverted stream water. In the downstream irrigation area, the groundwater isotope values are lower (δ¹⁸O: −8.1‰ to −8.4‰) due to recharge via the flood water. In the nonirrigation area, the groundwater has the highest stable isotope values (δ¹⁸O: −6.8‰ to −4.8‰). This might be due to recharge via subsurface inflow from the mountain block to the mountain front and/or recharge via local low altitude rainfall. These findings highlight that irrigation practices can result in the dominant mountain-front recharge process for groundwater.  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   

蒙自喀斯特断陷盆地边坡与盆缘的露石差异性     

蒋若涵  沈有信  赵志猛 《山地学报》2020,38(1):42-49

喀斯特露石常常占据一定比例的地表面积,且具有许多已知或未知的水文—生态功能,对于喀斯特地区的植被恢复和环境改善发挥着重要的作用。本实验运用样线法和拍照法识别喀斯特断陷盆地不同位置(盆缘和盆地边坡)露石的数量特征和外部形态特征,同时比较了两种方法测量样地岩石裸露率的精准度。结果发现:盆地边坡与盆缘的露石数量和外部特征存在显著差异,盆缘露石分布密度(0.54个·m-2)>盆地边坡(0.39个·m-2);但盆地边坡露石的长宽比大于盆缘,单体占地面积为盆缘露石的两倍,接近40%的盆地边坡露石与山体等高线平行。样线法和拍照法测量样地岩石裸露率的结果存有差异,但并不显著,且这种差异呈现出随着岩石裸露率的增加而逐渐增加的趋势,拍照测量结果具有较小的变异系数。这些结果说明了研究区露石具有较强的空间异质性,对解释地表水土运移规律和植物分布提供重要参考。拍照法能准确地测量岩石裸露率,并提供露石外部形态特征的精准数据,可以作为喀斯特样地露石调查的新方法加以推广。  相似文献   

浅基岩埋深条件下多年冻土的瞬变电磁法探测研究     

杨贵前  谢昌卫  王武  杜二计  刘文惠  张钰鑫  倪杰 《冰川冻土》2019,41(5):1067-1077

瞬变电磁法（TEM）在青藏高原、东北等地区的多年冻土调查中取得了较好的应用效果，但局限于松散沉积层较厚情形，在基岩埋深较浅条件下探测多年冻土基本处于空白。兰州马衔山多年冻土具有分布范围小、温度高、基岩埋深浅的特点，是应用TEM探测浅基岩埋藏条件下多年冻土分布的理想地区。以马衔山多年冻土为主要研究对象，以季节冻土为对照研究了瞬变电磁响应特征，结合区域构造特征、地层露头、钻孔岩心、地温监测数据等信息，论证并探讨了TEM应用于浅基岩埋深时对多年冻土的探测效果。结果表明：马衔山多年冻土分布受构造断裂形成的低阻带控制，下部为负温岩层，实际分布面积为0.11 km²；TEM应用于浅基岩埋深的多年冻土勘探时更多的对地下岩层做出响应，可结合地质、地貌、水文、植被等信息，利用多年冻土的特点和电阻率的变化情况来判断多年冻土的分布范围；当基岩埋深特别浅时可以与探地雷达、钻孔等其他手段联合反演，从而准确地识别多年冻土与下伏基岩。  相似文献   

刘公岛海洋牧场底层海水溶解氧浓度的变化特征     

李兆钦  李欣  孙利元  刘子洲  顾艳镇  翟方国  李培良 《海洋与湖沼》2019,50(1):86-99

由于缺乏长期观测资料,前人对山东半岛邻近海域海水溶解氧的时间变化和空间分布特征的研究较少。本文基于威海刘公岛海洋牧场于2016年7月20日至2017年3月14日期间,利用生态环境实时在线观测系统获得的底层海水的温度、盐度、水深、溶解氧数据,分析了该牧场海水溶解氧浓度的时间变化特征及其影响因素,并探讨了低氧灾害发生的可能性。结果表明在观测期间,该牧场海水溶解氧浓度以季节变化为主,冬季最大、夏季最小,其中2月份平均值最高,约为10.86mg/L,8月份平均值最低,约为5.91mg/L。同时海水溶解氧浓度也存在显著的小时变化和日变化,且变化幅度于8月份最大、3月份最小。影响海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。夏季,水体分层会使溶解氧浓度发生大幅度的降低,大风过程对于溶解氧浓度也有一定的影响,通过打破夏季的季节性温跃层使水体发生垂向混合从而为海底提供氧气,但大风过程之后的几天会出现溶解氧浓度降低的现象。本次研究发现刘公岛海洋牧场在观测期间不存在低氧现象。  相似文献   

吉林延边红太平铜多金属矿床脉型矿化的成矿时代与构造背景     

侯鹤楠  任云生  陆思宇  郝宇杰  杨群 《岩石学报》2020,36(3):820-836

吉林延边红太平铜多金属矿床位于兴蒙造山带东段,区内发育产于晚古生代火山沉积岩系中的层状铜多金属矿体和受岩体及构造控制的脉状铅锌矿体。为了确定脉型铅锌矿化的成矿时代与构造背景,本文对与脉状铅锌矿体相关的英安岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及岩石地球化学研究,并对脉状铅锌矿体中金属硫化物开展了Rb-Sr同位素定年。结果表明,英安岩中28个锆石测点的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为204.1±2.0Ma(MSWD=0.24),脉状铅锌矿石中4件金属硫化物的Rb-Sr等时线年龄为206.8±9.0Ma(MSWD=2.0),二者在误差范围内基本一致,表明红太平矿床脉型铅锌矿化的成矿时代为晚三叠世末期。英安岩的稀土元素配分模式呈明显的轻稀土元素(LREEs)富集,轻重稀土分馏明显[(La/Yb)N=7.59～8.28],存在弱的Eu异常(δEu=0.65～0.68);微量元素以富集大离子亲石元素(LILEs:Rb、Ba和K)和不相容元素(U、Th),亏损高场强元素(HFSEs:Nb、Ta、P和Ti)为特征,表明原始岩浆应为壳-幔混源;脉状铅锌矿体中4件金属硫化物初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr)i为0.705954～0.707101(均值0.706390),表明脉型铅锌矿化与壳-幔混源的岩浆作用密切相关。根据Rb-(Yb+Ta)及La/Yb-Th/Yb图解判别结果,结合区域构造演化分析,认为红太平矿区英安岩及相关的脉型铅锌矿化形成于活动大陆边缘的构造环境,与晚三叠世-早侏罗世(T_3-J_1)古太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用密切相关。  相似文献   

基于钻进状态监测的智能工况识别          下载免费PDF全文

范海鹏  吴敏  曹卫华  赖旭芝  陈略峰  陆承达 《探矿工程》2020,47(4):106-113

钻进过程状态监测旨在实时描述钻进工况，判断运行性能优劣程度进行非优追溯，及时指导司钻人员调整作业操作,保证钻进过程安全、高效、稳定开展。钻进工况是钻进系统运行状态的反映，因此开展面向状态监测技术的钻进工况识别研究具有重要的理论和应用价值。本文针对钻进工况识别问题，基于状态监测数据，建立基于支持向量机的钻进工况识别模型，对钻进工况进行识别。综合工况识别结果，对钻进效率进行评估，并对影响钻进效率的因素进行讨论，寻找提升钻进效率的手段。最后，采用钻进现场实钻数据进行仿真实验,验证所提方法的可行性和有效性。  相似文献   

郯庐断裂带肥东北部文集地区构造岩类型与构造变形分析     

袁芳  宋传中  LIN ShouF  石永红  李加好  李振伟  王微  王阳阳 《岩石学报》2020,36(2):601-620

位于郯庐断裂带中南部的肥东地区是郯庐断裂带内韧性剪切带出露的主体区域之一。本文从肥东北部文集地区的构造岩组成及其变形入手,通过详细的野外观测、室内显微构造变形分析来确定该地区构造变形的几何学形态及其涡度、有限应变、分维度、差异应力、应变速率等参数。研究区主要出露角闪岩相肥东变质杂岩,构造岩以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。根据极摩尔圆法得到的运动学涡度值为0.729~0.870,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。几何学形态上,肥东北部文集地区构造整体呈一背形展出,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,物质及变形强度等方面均表现出一定的规律和对称性。研究区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,其分维值D在1.143~1.208之间,且自背形核部向两翼,颗粒粒径增大,分维值减小。差异应力Δσ介于17.86~55.18MPa之间,应变速率ε值在1.960×10^-13~7.330×10^-12s^-1之间,且背形核部差异应力和应变速率较两翼大,呈近似对称性分布。通过对比以上构造参数可以发现,区内差异应力和应变速率表现出一定的正相关性,自核部向两翼二者均呈减小趋势;动态重结晶石英颗粒则与应变速率呈负相关性,即核部颗粒细小、两翼增大。本文从几何学、运动学以及显微构造变形分析等方面对该区构造变形展开精细化研究,借此来分析肥东北部地区郯庐断裂带的构造形态和运动学特征,这对进一步认识郯庐断裂带的演化过程及构造模型的建立有着重要的意义。  相似文献   

云南广南县老寨湾金矿地质特征及找矿标志     

高李阳  顾雄  吴小梅 《云南地质》2020,(1):71-75

广南县老寨湾金矿位于滇、黔、桂“金三角”重要成矿区带上,金矿体矿体呈似层状赋存于断层构造破碎带或层间构造破碎带中,构造控矿明显。矿体围岩均为下泥盆统坡松冲组第一段(D1ps1)硅化石英砂岩;矿床成因属中-低温热液叠加改造型金矿床,断层构造、硅化等矿化蚀变及地球化学异常是重要的找矿标志。  相似文献   

多元素衬值累加地球化学方法在找矿中的应用——以青海省夏日哈-什多龙远景区为例     

赵志飞 《地质与勘探》2020,56(2):328-336

青海省夏日哈-什多龙成矿远景区位于青藏高原东昆仑东段,西起都兰县夏日哈镇,东至兴海县什多龙一带,跨祁漫塔格北坡-夏日哈岩浆弧和北昆仑岩浆弧,是青海省重要的成矿区。为了在该区寻找新的成矿有利地段,本文在对该区区域地质背景、矿产特征及区内典型矿床地质特征系统研究的基础上,利用多元素衬值累加地球化学找矿方法,在区域上优选出一批找矿靶区。多元素衬值累加地球化学找矿方法首先收集远景区1∶5万水系沉积物测量成果,经过数据处理,绘制远景区衬值累计地球化学图,进而建立典型矿床找矿模式,最终通过对比分析,选出新的找矿靶区。对圈定的找矿靶区进行野外踏勘检查,均发现不同程度的矿化线索,为今后在该区进一步找矿起到了很好的指导作用。通过本次工作,发现了该方法在靶区圈定方面的优势:(1)可快速圈定异常,提高工作效率;(2)编制的地球化学图浓集中心更显著;(3)圈定的找矿靶区找矿成果显著,尤其针对陆相火山岩型多金属矿、斑岩型铜钼矿、矽卡岩型多金属矿找矿成果突出;(4)能直观反映背景变化趋势,有助于评价异常。  相似文献