Seasonal connections between meteoric water and streamflow generation along a mountain headwater stream     

Sam J. Leuthold  Stephanie A. Ewing  Robert A. Payn  Florence R. Miller  Stephan G. Custer 《水文研究》2021,35(2):e14029

In snowmelt-driven mountain watersheds, the hydrologic connectivity between meteoric waters and stream flow generation varies strongly with the season, reflecting variable connection to soil and groundwater storage within the watershed. This variable connectivity regulates how streamflow generation mechanisms transform the seasonal and elevational variation in oxygen and hydrogen isotopic composition (δ¹⁸O and δD) of meteoric precipitation. Thus, water isotopes in stream flow can signal immediate connectivity or more prolonged mixing, especially in high-relief mountainous catchments. We characterized δ¹⁸O and δD values in stream water along an elevational gradient in a mountain headwater catchment in southwestern Montana. Stream water isotopic compositions related most strongly to elevation between February and March, exhibiting higher δ¹⁸O and δD values with decreasing elevation. These elevational isotopic lapse rates likely reflect increased connection between stream flow and proximal snow-derived water sources heavily subject to elevational isotopic effects. These patterns disappeared during summer sampling, when consistently lower δ¹⁸O and δD values of stream water reflected contributions from snowmelt or colder rainfall, despite much higher δ¹⁸O and δD values expected in warmer seasonal rainfall. The consistently low isotopic values and absence of a trend with elevation during summer suggest lower connectivity between summer precipitation and stream flow generation as a consequence of drier soils and greater transpiration. As further evidence of intermittent seasonal connectivity between the stream and adjacent groundwaters, we observed a late-winter flush of nitrate into the stream at higher elevations, consistent with increased connection to accumulating mineralized nitrogen in riparian wetlands. This pattern was distinct from mid-summer patterns of nitrate loading at lower elevations that suggested heightened human recreational activity along the stream corridor. These observations provide insights linking stream flow generation and seasonal water storage in high elevation mountainous watersheds. Greater understanding of the connections between surface water, soil water and groundwater in these environments will help predict how the quality and quantity of mountain runoff will respond to changing climate and allow better informed water management decisions.  相似文献   

黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究     

时卫民  王鹏  赵尚毅 《岩土工程技术》2020,(2):70-75

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。  相似文献   

2020年1月19日新疆伽师MS6.4地震InSAR同震形变场特征及发震构造初步探讨     

温少妍  李成龙  李金 《内陆地震》2020,(1):1-9

基于Sentinel-1 SAR升、降影像,利用D-InSAR技术获取新疆伽师M S6.4地震的同震形变场,结果表明,本次地震引起的同震形变场整体呈近椭圆状分布,形变区东西长约66 km,南北宽约40 km,整个形变场由南部隆升区和北部沉降区组成,南部最大隆升量约7 cm,北部最大沉降量约3 cm。本次地震发生在块体俯冲界面处的低倾角逆冲推覆构造带上,隆升和沉降两个中心均位于逆冲推覆体的上盘,形变主要以隆升形变为主,符合低倾角逆断层中强震的变形特征。在沉降区与隆升区之间干涉条纹连续分布,未出现表征地表破裂位置的空间失相关带,表明地震未引起明显的地表破裂。结合震源机制、余震精定位及区域构造特征,初步推断认为伽师地震的发震构造可能为柯坪塔格推覆构造前缘的N倾的柯坪断裂。  相似文献   

辽东铀成矿带连山关地区韧性剪切带与铀成矿作用     

吴迪  刘永江  李伟民  常瑞虹 《岩石学报》2020,36(8):2571-2588

连山关地区位于华北克拉通北缘铀成矿省辽东铀成矿带，已知铀矿床（点）均发育在韧性剪切带附近。为了解韧性剪切带运动学、几何学构造变形机制及与铀矿的关系，本文以连山关岩体周缘韧性剪切带为研究对象，通过野外宏观调查和室内微观研究相结合的研究方法，探讨构造变形期次、韧性剪切带形成机理及其对铀成矿的控制作用。研究表明：连山关岩体周缘发育的韧性剪切带与近南北向挤压构造变形有关，其右行韧性剪切带应变类型为压扁应变，属于一般压缩-平面应变范围，Flinn指数K值在0.19~0.69之间，岩石类型属于S/SL型构造岩。研究区内铀矿体均为隐伏盲矿体，主要赋存于沿着连山关岩体和辽河群接触带右行剪切作用形成的背斜褶皱核部，和北东东向断裂关系密切。综合分析认为，连山关岩体南缘北西向韧性剪切带为一级控矿构造，是区内铀矿热液运移的通道，而剪切带边部的晚期北东东向断裂则是铀矿储存空间；铀源可能来自于太古宙古风化壳，并在大型韧性剪切活动（提供热液运移通道）和基性脉岩侵入（提供热源和还原剂）等综合因素作用下运移、富集成矿。  相似文献   

花岗岩残积土动态冲击性能的SHPB试验研究     

刘新宇  张先伟  岳好真  孔令伟  徐超 《岩土力学》2020,41(6):2001-2008

为研究花岗岩残积土的动态冲击性能，开展了高速冲击下的分离式霍普金森压杆（SHPB）试验，与常规应变率下的试验结果比较，分析了高应变率对花岗岩残积土的应力?应变特性和强度的影响。结果表明：低、高应变率下的花岗岩残积土的?-?a（轴向应力?轴向应变）曲线均呈现出软化型。随着应变率 增加，?-?a曲线向?a增大的方向移动，破坏应变?af增加。但高应变率下?af增加的程度更加明显。花岗岩残积土的峰值强度普遍具有应变率依赖性，二者可用直线关系拟合，但低、高应变率下的拟合关系并不一致。提出了率敏性因子m定量评价依赖性强弱。研究发现，随着应变率的提高，强度的应变率依赖性减弱，低应变率下的m为26.694，而高应变率下仅为0.013。相关试验结果指出，高速冲击荷载对土体总体有害。工程中应该采取合理措施控制冲击荷载的危害。该研究有助于深化花岗岩残积土动态冲击性能的理解，为相关工程的施工与设计提供技术参考。  相似文献   

开挖前降水引发基坑变形机制模型试验研究     

曾超峰  薛秀丽  宋伟炜  李淼坤  白宁 《岩土力学》2020,41(9):2963-2972

现有基坑相关研究主要关注土方开挖过程引起的变形，认为围护结构变形起点是土方第1次开挖。然而，一些工程实测表明，基坑开挖前降水阶段即可引起围护结构及周边地层发生厘米级的变形。显然，未考虑开挖前变形的基坑监测数据将低估基坑施工的环境效应。为了研究基坑开挖前降水引发基坑变形的机制，开展了室内模型试验，对基坑开挖前降水过程进行了缩尺精细化模拟。通过微型降水井的设置与调控，模型试验真实再现了实际基坑降水过程中井流效应对围护结构受力变形的影响。试验过程中发现，随着降水的进行，坑外降水漏斗不断扩展，围护结构悬臂式侧移及坑外拱肩式地面沉降也随之产生。另外，降水导致墙前水压力明显减小，并诱发墙前侧向总压力重分布（以减小为主），围护结构为此发生指向坑内的悬臂式运动以寻求新的受力平衡，并通过墙后土体损失诱发坑外地层变形。  相似文献   

中-哈-吉-乌天山变形带容矿金矿床:成矿环境和控矿要素与找矿标志     

薛春纪  赵晓波  赵伟策  赵云  张国震  Bakhtiar NURTAEV  Nikolay PAK  莫宣学 《地学前缘》2020,27(2):294-319

天山是全球第二大金矿富集区,世界级和大型-超大型金矿床东西成带横贯中国新疆中部—哈萨克斯坦东南部—吉尔吉斯斯坦—乌兹别克斯坦,构成巨型跨境金成矿带。天山巨型跨境金成矿带和重要金矿床形成的地质环境、成矿的控制要素、找矿勘查的标志都是学术界和工业界高度关注的重大地质和找矿问题。通过广泛、深入地文献调研和境内外天山较全面野外地质矿产调查与研究,本文认为中-哈-吉-乌天山大规模金成矿主体形成于晚石炭世—早二叠世古亚洲洋闭合后的陆块拼贴变形过程,部分形成于中—晚二叠世陆内走滑变形过程。中天山南、北缘古缝合带及其附近的大型脆性/韧-脆性变形带是巨量金成矿的关键控制因素,多期叠加复合成矿是天山变形带容矿金矿床的显著特征。地壳初始富集、构造变形活化、岩浆热液叠加是天山变形带容矿金矿床的主控因素。“碳质细碎屑岩+脆韧性变形带+海西末期岩体”是中-哈-吉-乌天山变形带容矿大型-超大型金矿的找矿标志组合。  相似文献   

Study on multiple induced polarization parameters in groundwater exploration in Bashang poverty alleviation area of Heibei Province,China          下载免费PDF全文

LIU Zhi-yuan  TAN Ding  CHEN Zhi-bin  WEI Yun-fei  CHAI Quan  CHEN Xiao-hang 《地下水科学与工程》2020,8(3):274-280

The study examines a water exploration and poverty alleviation project in Guyuan county. The study analyzes correlations between aquifers and multiple induced polarization (IP) parameters, including resistivity, polarizability, deviation, half decay time, water-bearing factors, and Kc, a new parameter refined in this study. Based on the study, the well was placed accurately, and its maximum water inflow reached 30 m³/h. Kc value highlights the rate of change at early stages of IP secondary field. Kc value served as a quick indicator in this groundwater prospecting and is validated in practice. Progress has been made in finding new parameters in exploring water with IP method. Thanks to the project, local people have access to water and poverty alleviation has scored some achievements.  相似文献   

函数模型与随机模型双约束的GPS-InSAR数据融合方法建立三维形变场     

马艳鸽  赵丽华  张盼盼  吕佳凝 《大地测量与地球动力学》2019,39(11):1112-1117

针对InSAR技术研究地表三维形变时监测信息不足的问题，以GPS监测信息为先验信息，建立附有随机模型约束的地表三维形变模型。考虑到SAR卫星极轨方式运行导致LOS向观测量对南北向形变不敏感的问题，以GPS南北向形变观测值作为强约束，构建三维形变解算的函数约束条件。模拟数据与西安地区实测数据的计算结果表明，基于随机模型与函数模型共同约束的地表三维形变参数最小二乘解的精度优于仅有函数模型约束或仅有随机模型约束及无任何约束的参数解精度。  相似文献   

鄂尔多斯地块周缘垂直形变场负位错反演与应变积累研究     

张希  刘立炜  郝明  白卓立 《大地测量与地球动力学》2019,39(6):551-556

利用鄂尔多斯地块及其周缘1970～2014年的垂直形变速率场资料，借助负位错反演研究该区域长期应变积累。结果表明，地块东北缘山西断陷带中北段年均能量积累增量、剪应力强度都较高，西南缘六盘山断裂与渭河断裂西段次之；山西断陷带中南段至晋陕交界处年均剪应力强度较高且显示一定程度的能量积累；西秦岭构造区尤其西秦岭北缘断裂西段、晋冀蒙交界区也反映一定程度的能量积累特性。  相似文献