Drying increases organic colloidal mobilization in the karst vadose zone: Evidence from a 15-year cave-monitoring study     

Jin Liao  Chaoyong Hu  Xiuli Li  Jiaoyang Ruan 《水文研究》2021,35(4):e14163

Understanding the hydrological processes of colloids within the karst vadose zone is vital to the security of karst groundwater and providing appropriate paleohydrological explanations of colloid-facilitated metals in speleothem. This study addresses the mobilization mechanisms driving colloidal organic matter (COM) transport in the karst vadose zone using a 15-year long monthly monitoring dataset from a cave drip point (HS4) in Heshang Cave, Qingjiang Valley, China. Variations in COM concentrations were reported as the fluorescence difference values of raw and filtered (<0.22 μm) samples at an excitation wavelength of 320 nm and emission wavelength of ~400 nm. A fluorescence humification index (HIX) lower than 0.8 and an autochthonous index (BIX) higher than 1.2 indicated that the origin of COM was mainly from the karst vadose zone, rather than the soil zone. The COM concentration varied from 0.001 to 0.038 Raman Unit (RU), with evident seasonal fluctuations. Rising limbs for COM values occurred prior to rising limbs within a dripwater hydrograph; moreover, the COM peak values corresponding to the beginning of the increasing hydrograph generally suggested that the mobilization of COM reflected the movement of the air–water interface (AWI) in the karst vadose zone rather than rainfall intensity or flow velocity. COM peak values were positively correlated with the antecedent drying duration and negatively correlated with HIX values. These phenomena may be explained by the increased amount of organic matter that was aggregated and absorbed on the surface of carbonate in the karst vadose zone during a longer drying duration. Moreover, the longer drying duration was also beneficial to autochthonous biological activity, which subsequently decreased the HIX value of the organic matter in the karst vadose zone. The movement of AWI and the drying duration are both controlled by the outside weather conditions. This study is therefore conducive to evaluating the security of karst groundwater in response to climate change, and challenges prevailing paleoclimate interpretations of colloid-facilitated metal abundance timeseries reported from speleothems.  相似文献   

南海北部陆坡西部海域“海马”冷泉甲烷渗漏及其海底表征     

赵静  梁前勇  尉建功  陶军  杨胜雄  梁金强  陆敬安  王建军  方允鑫  龚跃华  何雪宝 《地球化学》2020,(1):108-118

2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次研究在综合分析4个航次调查数据的基础上,初步阐述"海马"冷泉的分布范围、地形地貌、生物群落、自生碳酸盐岩和流体活动等特征。总体而言,"海马"冷泉区地势平缓,气体渗漏现象非常发育,是以CH4为主要气体渗漏形成的活动冷泉区,且气体渗漏活动具有时空迁移性。气体碳同位素组成表明,海马冷泉区的CH4为混合成因气,且以微生物成因为主;"海马"冷泉区发育有多种类型的化能自养冷泉生物群落,冷泉区种类丰富,目前已报道了多个冷泉生物新种。这些发现为研究南海北部陆坡西部海域天然气水合物分解及其环境效应、冷泉生物生命起源与演化和南海与印度洋及太平洋物种迁移贯通等科学问题提供重要依据。  相似文献   

探秘“能源新星”——干热岩          下载免费PDF全文

王文  吴纪修  施山山  李小洋 《探矿工程》2020,47(3):88-93

干热岩是近些年逐渐发展起来的清洁能源，指埋藏于地球表面3000 m以深，不含或含少量水或蒸汽等流体，温度在180 ℃以上且渗透率极低的岩体。对干热岩的应用主要是建立增强型地热系统进行发电。目前对干热岩的研究尚处于起步阶段,干热岩的热源、热储、形成机理、埋藏机制等都未形成完整的理论体系，干热岩的开发过程也面临诸如储层改造、高温钻探以及随钻监测等一系列的技术“瓶颈”。干热岩资源储量大，开发利用过程低碳环保、节能高效，是国际社会公认的优质清洁能源，但是干热岩研究程度低，开发难度大，需要不断的知识积累和技术积累。本文从科普的角度列举了干热岩的相关研究现状及存在的问题，以期能让更多的人对这一“能源新星”加深了解。  相似文献   

水平分支注浆孔卡埋钻事故处理实践          下载免费PDF全文

石逊  刘江  李红梅  伍晓龙  王雷浩 《探矿工程》2020,47(9):33-38

近年来煤矿奥灰治水注浆定向钻进技术发展迅速，多分支超深水平注浆孔数量激增。在水平注浆孔施工过程中，普遍存在地层漏失量大，泥浆突然失返，小径钻孔裸孔段长，水平段孔眼轨迹复杂，控制难度大，靶点技术误差要求严，定向仪器、工具等价格昂贵，施工风险相对较高，极易发生埋钻卡钻事故。一旦发生卡钻事故，就会面临着处理周期长、处理难度大等问题，传统的卡埋钻处理方法在水平注浆孔中应用效果不明显。通过采用空压机输送压缩空气，破坏水平孔着床的沉砂结构，将着床的沉砂吹出孔外或吹入地层裂隙，成功地实现了解卡。总结了水平注浆孔施工中卡埋钻事故的预防措施。  相似文献   

Spatial and Temporal Distribution of Dust‐Bound Trace Metal Elements around Kuhdasht Watershed Area in Iran     

Hamid Alipour  Ahmad Jalalian  Naser Honarjoo  Norair Tommanian  Fereidoon Sarmadian 《洁净——土壤、空气、水》2019,47(10)

Dust, as a source of trace metal elements, affects the health of society. The spatial and temporal concentrations of dust‐bound trace metals (Cd, Pb, Ni, Zn, Cu, and Mn) in Kuhdasht watershed (456 km²), Lorestan Province, Iran, is investigated. Dust is collected using glass traps placed in ten research stations in the region. The spatial and temporal distribution of dust trace metals are plotted using ARC‐GIS. The highest and the lowest concentrations of Zn (9751150 mg kg^?1), Pb (46.352.9 mg kg^?1), and Cd (2.443.30 mg kg^?1) are obtained in winter, of Ni (98110 mg kg^?1) and Cu in autumn (16.053.5 mg kg^?1), and of Mn in summer (385505 mg kg^?1). The spatial concentrations of dust‐bound trace metals indicate all, except Cu, show a decreasing trend from the mountains toward the plains, similar to that of soil and of dust, except for Zn, which shows higher concentrations in dust than in soil. The potential sources of dust‐bound trace metals and their rate of contamination are also investigated using the enrichment and contamination factors. The major sources of Cd and Zn in the dust of watershed are due to anthropogenic activities or from activities outside the borders.  相似文献   

2015年台风“彩虹”过境后下山冷急流引起的南海北部海域异常海面降温   总被引：1，自引：0，他引：1  

石雨鑫  谢玲玲  郑全安  张书文  李明明  李君益 《海洋学报(英文版)》2019,38(5):62-75

This study deals with a unusual cooling event after Typhoon Mujigea passed over the northern South China Sea(SCS) in October 2015. We analyze the satellite sea surface temperature(SST) time series from October 3 to 18,2015 and find that the cooling process in the coastal ocean had two different stages. The first stage occurred immediately after typhoon passage on October 3, and reached a maximum SST drop of –2℃ on October 7 as the usual cold wake after typhoon. The second stage or the unusual extended cooling event occurred after 7d of the typhoon passage, and lasted for 5d from October 10 to 15. The maximum SST cooling was –4℃ and occurred after 12d of typhoon passage. The mechanism analysis results indicate that after landing and moving northwestward to the Yunnan-Guizhou Plateau(YGP), Typhoon Mujigea(2015) met the westerly wind front on October 5. The lowpressure and positive-vorticity disturbances to the front triggered meridional air flow and low-pressure trough,thus induced a katabatic cold jet downward from the Qinghai-Tibet Plateau(QTP) passing through the YGP to the northwestern SCS. The second cooling reached the maximum SST drop 4d later after the maximum air temperature drop of –9℃ on October 11. The simultaneous air temperature and SST observations at three coastal stations reveal that it is this katabatic cold jet intrusion to lead the unusual SST cooling event.  相似文献   

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究     

吴二鲁  朱俊高  郭万里  陆阳洋 《岩土力学》2020,41(1):214-220

级配显著影响着堆石料的压实特性，定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程，设计了16组不同级配的试验粗粒料，进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验，定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明：由表面振动压实（动应力）试验和侧限压缩（静应力）试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系，且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近；无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验，堆石料都存在干密度最优（最大）的级配。依据试验成果，给出了所试验堆石料的最优级配区间（级配上、下包络线）；同时，利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间，并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性，为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。  相似文献   

南海北部琼东南海域活动冷泉特征及形成模式   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

杨力  刘斌  徐梦婕  刘胜旋  关永贤  顾元 《地球物理学报》2018,61(7):2905-2914

近年来，活动冷泉的研究越来越受到关注.本文利用多波束数据、多道地震数据以及底质取样结果研究琼东南海域活动冷泉系统，分析活动冷泉的羽状流特征、海底地貌与底质特征以及流体活动构造特征.多波束水体数据上，观测到多个延伸高度超过750 m的气泡羽状流，海底流体活动非常强烈；多道地震上识别出麻坑、流体运移通道、气烟囱等流体渗漏相关的构造，与其他海域观测到的反射特征不同，羽状流的下方流体运移通道呈强振幅"串珠"反射；重力活塞取样在两个站位上获得浅表层块状天然气水合物.其中一个站位位于活动冷泉附近，天然气水合物赋存于海底以下8 m左右.基于以上三方面的数据，笔者提出了一个用于描述活动冷泉系统的形成模式，游离气通过气烟囱向上运移到达浅层，一部分在天然气水合物稳定带内形成天然气水合物，另一部分穿透天然气水合物稳定带到达海底，形成活动冷泉的羽状流.  相似文献   

跨海大桥建设对胶州湾北部冬季结冰现象的影响     

石晓雨  张日东  张文静  张可玟 《海洋通报》2018,(6):633-642

本文利用台站观测、卫星遥感以及专项调查等多种数据,综合分析了近年来胶州湾典型水文气象要素的变化特征及建桥前后水动力环境等的变化对冬季冰情的影响。结果显示,建桥以来冰情较重的年份冬季气温和年最低气温均处于近30年的低位,重冰期与年最低气温时段相吻合,且以跨海大桥为界,北部海湾结冰现象严重,而南部几乎无结冰。基于区域海洋水动力模型(ECOM)的模拟结果显示,跨海大桥建设可以从几个方面影响胶州湾北部海冰的生消,即大桥建设使胶州湾尤其是大桥北侧的水动力环境弱化,落潮时桥北侧水体堆积,涨潮时桥北侧向陆一侧水位减小;大桥对桥位南北1.5 km周围涨、落潮流场产生影响;流场的变化又使得悬浮物对流扩散和沉积物输运发生改变,大桥北侧局部区域水深变浅。  相似文献   

1966—2018年河西走廊春季寒潮频次及影响因子分析          下载免费PDF全文

吕青松  辛存林  王瑞  张勃  张华 《干旱区地理》2020,43(4):946-954

基于甘肃河西走廊15个国家基准基本站点提供的1966年1月1日~2018年12月31日春季（3~5月）逐日最低气温值数据,利用线性回归分析方法、Spline空间插值法和Mann-Kendall趋势和突变检验法,探讨了河西走廊地区1966—2018年春季（3~5月）寒潮频次变化及其影响因子。研究表明：（1） 1966—2018年河西走廊地区春季（3~5月）单站寒潮频次总体呈现下降趋势〔–0.098次·（10 a）^–1〕,其中1980—2010年寒潮频次呈显著下降趋势,2010年之后下降趋势变缓,未通过显著性检验;区域寒潮53 a来频次总体呈缓慢下降趋势〔–0.015次·（10 a）^–1〕。（2） 近53 a河西走廊地区春季三个月中,单站寒潮总量4月>3月>5月,其中4月、5月寒潮频次下降不明显,3月频次下降显著。（3） 空间上,大致以北大河和黑河干流为界,两河中间区域春季寒潮频次低,而北大河以北和黑河干流以东区域则是寒潮高值区,走廊外围地区寒潮频次较高,且大多呈显著下降趋势,寒潮频次与气温距平存在明显负相关关系,内部地区变化趋势不明显。（4） 河西地区春季寒潮频次受气候变暖、地形和大气环流的影响,寒潮频次变化趋势存在地区差异。研究可提高对甘肃河西走廊寒潮演化过程的认知,为河西走廊气候变化的进一步研究奠定基础。  相似文献