Thresholds for post-wildfire debris flows: Insights from the Pinal Fire,Arizona, USA     

Carissa A. Raymond  Luke A. McGuire  Ann M. Youberg  Dennis M. Staley  Jason W. Kean 《地球表面变化过程与地形》2020,45(6):1349-1360

Wildfire significantly alters the hydrologic properties of a burned area, leading to increases in overland flow, erosion, and the potential for runoff-generated debris flows. The initiation of debris flows in recently burned areas is well characterized by rainfall intensity-duration (ID) thresholds. However, there is currently a paucity of data quantifying the rainfall intensities required to trigger post-wildfire debris flows, which limits our understanding of how and why rainfall ID thresholds vary in different climatic and geologic settings. In this study, we monitored debris-flow activity following the Pinal Fire in central Arizona, which differs from both a climatic and hydrogeomorphic perspective from other regions in the western United States where ID thresholds for post-wildfire debris flows are well established, namely the Transverse Ranges of southern California. Since the peak rainfall intensity within a rainstorm may exceed the rainfall intensity required to trigger a debris flow, the development of robust rainfall ID thresholds requires knowledge of the timing of debris flows within rainstorms. Existing post-wildfire debris-flow studies in Arizona only constrain the peak rainfall intensity within debris-flow-producing storms, which may far exceed the intensity that actually triggered the observed debris flow. In this study, we used pressure transducers within five burned drainage basins to constrain the timing of debris flows within rainstorms. Rainfall ID thresholds derived here from triggering rainfall intensities are, on average, 22 mm h⁻¹ lower than ID thresholds derived under the assumption that the triggering intensity is equal to the maximum rainfall intensity recorded during a rainstorm. We then use a hydrologic model to demonstrate that the magnitude of the 15-min rainfall ID threshold at the Pinal Fire site is associated with the rainfall intensity required to exceed a recently proposed dimensionless discharge threshold for debris-flow initiation. Model results further suggest that previously observed differences in regional ID thresholds between Arizona and the San Gabriel Mountains of southern California may be attributed, in large part, to differences in the hydraulic properties of burned soils. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

贵州苗匡热矿水地热区水化学特征及热储条件分析     

杨晓飞 《地质与勘探》2020,56(1):94-101

贵州苗匡热矿水地热区大地构造位于江南复合造山黔南坳陷铜仁复式褶皱变形带,区域构造为红石古断裂带与苗匡断裂交汇锐角区,区内出露的地层有前南华系板溪群、南华系、震旦系、寒武系;热矿水水化学类型为HCO_3-Na型,含高氟、锶、锂、偏硅酸;弱碱性水;呈带状中低温热储;区域大地热流供给热量;地下热矿水补给为构造破碎带深远程补给;区域性红石活动断裂带具有导热导水储水性,热矿水被温差、压力差等驱动循环运移至断裂破碎带富集,苗匡次级断裂带在该热储起到连通传导作用;热矿水井口温度45℃,出水量560 m~3/d。研究结果可对该区热矿水勘查开发及利用提供参考和借鉴。  相似文献   

持续大流量过程对黄河内蒙古河段河道塑形能力的分析与思考     

方立  冯缠利  郑宝旺  沈国庭 《地下水》2020,(1):152-154,266

2018年伏秋汛期黄河流域上游持续来水,为保证2108-2019年度黄河流域凌汛期安全,黄河流域重点水库进行了大流量持续下泄。以2018年9月的实际数据为基准,通过对重点水库实际日均出入库调度情况,内蒙古河段的重点水文站实际日均流量过程和三个年份汛期大断面套绘成果对比分析研究,可以得出水库大流量持续下泄对内蒙古河段河道塑形能力起到了关键性作用,有效的提高了主槽过流能力,河段最小平滩流量得到一定的恢复,对下一步研究黄河流域河道过流能力提供了有利的数据支撑和参考价值。  相似文献   

矿物组分对龙马溪组页岩动、静态弹性特征的影响          下载免费PDF全文

王斌  邓继新  刘喜武  潘建国  王佳庆  肖顺垚 《地球物理学报》2019,62(12):4833-4845

龙马溪组页岩是目前国内页岩气勘探的主要层位之一,其静态弹性性质是影响压裂效果的重要因素,而动态弹性性质则是页岩"甜点"地震预测的重要基础.但对龙马溪组页岩动、静态弹性特征相互关系及其影响因素缺少对比研究,致使运用动态弹性性质进行"甜点"预测时存在不确定性.在对龙马溪组页岩样品系统动、静态性质联合测量基础上,分析了页岩样品动、静态弹性性质的变化规律,并讨论了成岩作用与动、静态弹性性质变化规律的因果关系.研究结果表明,龙马溪组页岩上下两段成岩过程存在明显差异,致使上段页岩在结构上表现为以塑性黏土颗粒作为受力骨架,而下段页岩在结构上逐渐转变为脆性石英颗粒作为受力骨架.页岩岩石结构特征的变化控制了动、静态弹性特征的整体变化规律,表现为动、静态杨氏模量、峰值强度等随石英含量的增大表现出近似"V"型的变化形式,而与钙质含量变化呈现正相关关系,与黏土含量变化表现出负相关性.上段页岩宏观力学性质受微观石英+黏土颗粒集合体弹性性质控制,应力应变曲线表现出明显塑性段,动、静态杨氏模量比大于1.4,破裂易于发生在黏土与石英颗粒边界形成宏观单剪型破裂模式,样品脆性低,且脆性变化不受石英含量的影响.下段页岩宏观力学性质受微观石英颗粒集合体弹性性质控制,应力应变曲线表现为弹性变形,动、静态杨氏模量比小于1.4,破裂发生在石英颗粒内部形成宏观劈裂型破裂模式,样品脆性高,且脆性变化与石英含量呈明显正相关关系.研究结果可为龙马溪页气储层的测井解释和地震"甜点"预测提供依据.  相似文献   

考虑土体性质的黄土震陷灾害区域性特征          下载免费PDF全文

许书雅  王平  王会娟  于一帆 《地震工程学报》2020,42(5):1194-1201

本研究在通渭、兰州、西吉、宝鸡、西安等多个西北典型黄土震陷灾害场地获取原状土样，通过对密度、含水率、孔隙比、塑液限等物理指标的测试，分析其与土体震陷性的关系；通过动弹性模量和阻尼比、动强度、震陷等室内动力特性试验，并结合大量前人研究资料，分析土体性质对岩土震陷灾害的区域性影响。结果表明：1）震陷系数与单一土体物性参数呈正相关或负相关关系，六盘山以西和以东的黄土震陷特性反映了明显的地区变化规律，在相同地震荷载作用下震害东轻西重；2）随着时间的推移，人类的活动增加，改变了土的含水率，导致土体上覆压力增大，在上覆压力的作用下，土体的初始孔隙数量有所减少，其固结程度越来越好，宏观表现为土体的易损性即震陷性减小。  相似文献   

多层构造油藏纵向细分计算单元对储量参数及结果的影响     

颜冠山  刘宗宾  宋洪亮  韩雪芳  王欣然 《地质与资源》2020,29(4):342-350

为满足油田中后期精细开发及后续调整挖潜的需要，亟需进行更精细的储量研究，其中最重要的一环就是纵向细分计算单元.对于多层构造油藏，纵向细分主要根据油层组内隔夹层分布特征、小层物性特征，细分到以小层或者分布特征和物性相近且纵向上连续分布的小层组合为计算单元.根据纵向细分计算单元前后储量参数选值的理论推导，结合储层的沉积展布特征，认为含油面积范围内无储层尖灭时，仅平面油层厚度差异较大的油藏平均有效厚度变小.含油面积范围内储层尖灭时，正常三角洲沉积储层的油藏各参数一般都变小；而辫状河三角洲沉积储层的油藏一般平均有效厚度变小，平均有效孔隙度和平均含油饱和度变大.这一结论可以有效指导储量评估过程中纵向细分计算单元方案划分，为同类油田的精细储量研究提供技术支撑.  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   

河北武城凸起地热田地热地质特征     

王迪  汪新伟  毛翔  武明辉  刘慧盈  张瑄  王婷灏 《地学前缘》2020,27(3):269-280

在“雄县模式”和环境压力的双重驱动下,河北地区已形成我国最大的地热供暖城市群。因此,研究武城凸起地热田地热地质特征,对河北省故城县地热开发具有重要的指导意义。本文通过测井、地震和区域地质资料,结合水化学特征、同位素测试结果的分析,系统分析了地热田的不同类型热储展布、储集层物性、地下热水补给来源和循环路径特征,并精细评价了地热资源量。结果表明武城凸起地热田热储类型主要为馆陶组砂岩热储和奥陶系岩溶热储。砂岩热储区域稳定分布,主要产水层为下馆陶组,底板埋深1 200~1 600 m,单井出水量79~123 m³/h, 井口水温52~54 ℃;岩溶热储有利区带主要分布在寒武—三叠系卷入的背斜核部,呈南北向带状展布,主要产水层为上马家沟组、下马家沟组和亮甲山组,顶板埋深2 100~2 900 m,单井出水量75~98 m³/h,井口水温82~85 ℃。地下热水来源为西部太行山脉和北部燕山山脉,热水沿着NE-SW向断裂破碎带和岩溶不整合面向上水平运移进入浅层热储,通过沧县隆起和邢衡隆起在武城凸起汇集,形成中低温地热田。地下热水质类型为Cl-Na型,最大循环深度为2 822.5~3 032.5 m,¹⁴C测年表明砂岩热储和岩溶热储年龄分别为21 ka和32 ka。明化镇组和石炭—二叠系分别为两套热储的直接盖层。武城凸起地热田地热资源量分层精细评价结果表明,热储地热资源量合计4.86×10¹⁰ GJ,折合标煤16.6×10⁸ t。年可开采地热资源量可满足供暖面积1.1×10⁸ m²,市场开发潜力巨大。  相似文献   

广西忻城福六浪洼地堵洞成库施工实践          下载免费PDF全文

邓忠  韦兴标  何德顺 《探矿工程》2020,47(11):61-69

为解决广西忻城县城关镇弄长村一带万余人饮水问题及该岩溶石山区干旱农田引水灌溉问题，在广西忻城县隆光地下河福六浪洼地3号天窗下游钻取了投料孔和帷幕灌浆孔，先在投料孔投放碎石骨料，后在帷幕灌浆孔内灌入水泥砂浆或水泥浆液对先期投放的碎石骨料进行固结，修筑地下堵体防渗帷幕对流经福六浪洼地的隆光地下河管道实施堵截，成功地截住了隆光地下河水向下游排泄量，减少了洼地积水通过天窗、落水洞向下游的渗漏量，增加了天窗向洼地的溢洪量，建成了库容约250万m3的溶洼水库，基本解决了城关镇弄长村一带万余人生活饮水难的问题，提高了该溶洼水库周边、岩溶大石山区干旱农田灌溉水平和改善了当地村民的饮水条件。  相似文献   

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层成因研究     

张哨楠 《沉积与特提斯地质》2020,40(3):72-86

玉北地区奥陶系碳酸盐岩经历了加里东期和海西期构造作用的改造，东部断褶带和西部斜坡区断层发育，中部平台区断层不发育，导致勘探目的层鹰山组上部与鹰山组下部和蓬莱坝组储层发育特征的不同。鹰山组上部的储层主要受控于加里东期构造活动所造成的地层抬升暴露剥蚀，形成了以大气淡水溶蚀为主的储集空间类型；而鹰山组下部和蓬莱坝组储层则主要受到埋藏白云石化作用、硅化作用以及伴随着断层的形成而发育的裂缝和热液的改造作用的控制。氧碳同位素和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的分布特征也进一步证明了两种不同储层类型的主控因素。鹰山组上部洞穴中方解石的氧碳同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-12～-4‰VPDB，δ¹³C：-3～1‰VPDB）比海水沉淀的方解石（δ¹⁸O_VPDB：-9.5～-7.5‰VPDB，δ¹³C：-1.5～0.5‰VPDB）在数值上明显偏负，说明洞穴中充填的方解石属于淡水成因。在鹰山组下部和蓬莱坝组白云岩储层中发育的鞍形白云石具有较低的氧同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-10.7～-5.9‰VPDB）和高于海水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（均大于0.7094），因而被解释为热液成因，进一步说明这些地层中的溶蚀孔洞可能与热液改造有关。  相似文献