Quantifying groundwater sensitivity and resilience over peninsular India     

Nikhil Kumar  Jhilam Sinha  Chandra A. Madramootoo  Manish Kumar Goyal 《水文研究》2020,34(26):5327-5339

Groundwater in India plays an important role to support livelihoods and maintain ecosystems and the present rate of depletion of groundwater resources poses a serious threat to water security. Yet, the sensitivity of the hydrological processes governing groundwater recharge to climate variability remains unclear in the region. Here we assess the groundwater sensitivity (precipitation–recharge relationship) and its potential resilience towards climatic variability over peninsular India using a conceptual water balance model and a convex model, respectively in 54 catchments over peninsular India. Based on the model performance using a comprehensive approach (Nash Sutcliffe Efficiency [NSE], bias and variability), 24 out of 54 catchments are selected for assessment of groundwater sensitivity and its resilience. Further, a systematic approach is used to understand the changes in resilience on a temporal scale based upon the convex model and principle of critical slowing down theory. The results of the study indicate that the catchments with higher mean groundwater sensitivity (GWS) encompass high variability in GWS over the period (1988–2011), thus indicating the associated vulnerability towards hydroclimatic disturbances. Moreover, it was found that the catchments pertaining to a lower magnitude of mean resilience index incorporates a high variability in resilience index over the period (1993–2007), clearly illustrating the inherent vulnerability of these catchments. The resilience of groundwater towards climatic variability and hydroclimatic disturbances that is revealed by groundwater sensitivity is essential to understand the future impacts of changing climate on groundwater and can further facilitate effective adaptation strategies.  相似文献   

Characterizing spatial and temporal variation in 18O and 2H content of New Zealand river water for better understanding of hydrologic processes     

Jing Yang  Bruce D. Dudley  Kelsey Montgomery  Will Hodgetts 《水文研究》2020,34(26):5474-5488

Time series of hydrogen and oxygen stable isotope ratios (δ²H and δ¹⁸O) in rivers can be used to quantify groundwater contributions to streamflow, and timescales of catchment storage. However, these isotope hydrology techniques rely on distinct spatial or temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O within the hydrologic cycle. In New Zealand, lack of understanding of spatial and temporal patterns of δ²H and δ¹⁸O of river water hinders development of regional and national-scale hydrological models. We measured δ²H and δ¹⁸O monthly, together with river flow rates at 58 locations across New Zealand over a two-year period. Results show: (a) general patterns of decreasing δ²H and δ¹⁸O with increasing latitude were altered by New Zealand's major mountain ranges; δ²H and δ¹⁸O were distinctly lower in rivers fed from higher elevation catchments, and in eastern rain-shadow areas of both islands; (b) river water δ²H and δ¹⁸O values were partly controlled by local catchment characteristics (catchment slope, PET, catchment elevation, and upstream lake area) that influence evaporation processes; (c) regional differences in evaporation caused the slope of the river water line (i.e., the relationship between δ²H and δ¹⁸O in river water) for the (warmer) North Island to be lower than that of the (cooler, mountain-dominated) South Island; (d) δ²H seasonal offsets (i.e., the difference between seasonal peak and mean values) for individual sites ranged from 0.50‰ to 5.07‰. Peak values of δ¹⁸O and δ²H were in late summer, but values peaked 1 month later at the South Island sites, likely due to greater snow-melt contributions to streamflow. Strong spatial differences in river water δ²H and δ¹⁸O caused by orographic rainfall effects and evaporation may inform studies of water mixing across landscapes. Generally distinct seasonal isotope cycles, despite the large catchment sizes of rivers studied, are encouraging for transit time analysis applications.  相似文献   

中国区域水资源系统韧性与效率的发展协调关系评价   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙才志  孟程程 《地理科学》2020,40(12):2094-2104

在界定水资源系统韧性概念的基础上，综合应用赋权法、SBM-DEA模型及发展协调度模型对2000—2016年全国31个省区的区域水资源系统的效率、韧性以及两者之间的发展协调关系进行评价。结果如下：① 中国区域水资源系统效率整体上处于非有效区，在研究期间呈现出在波动中上升的趋势。② 中国区域水资源系统韧性的平均值为0.39，总体水平较低，研究期间整体上呈波动上升趋势。③ 中国区域水资源系统效率与韧性的发展度总体呈现平稳上升—较快上升—急剧下降—上升的趋势，呈倒“U”型发展；协调度在研究期间呈现波动中上升趋势，大部分省区的发展度较好，而协调度较弱。④ 2000—2016年，水资源效率与韧性的发展协调度一直维持着“东?中?西”阶梯式递减格局，失调省区的数量降低，初级协调、中级协调、良好协调省区的数量逐渐提升，整体向协调趋势发展；空间格局上呈现由2000年倒“E”型对称式分布格局向如今北部围绕天津、中部围绕上海、南部围绕广东的三级格局演变，格局分布与中国三大经济区基本吻合，可知中国水资源系统效率与韧性的发展协调水平与经济发展水平之间有明显的关系。  相似文献   

黑河中游夏季昼夜水汽同位素特征及水汽来源分析          下载免费PDF全文

孟鸿飞  张明军  王圣杰  邱雪  杜铭霞  张亚宁  余秀秀  周苏娥 《干旱区地理》2020,43(2):360-370

基于2012年6~8月的实测水汽同位素数据及相关气象数据，对黑河中游夏季昼夜的同位素基本特征、水汽来源方向及潜在蒸发源地进行了研究。结果表明：空气水汽线斜率白天大于夜晚和水汽过量氘值白天大于夜晚，综合说明白天局地蒸发较夜晚强烈；夏季受西风水汽影响显著。其中，6月主要受西风水汽和北冰洋水汽影响，7、8月主要受西风水汽和东南方向水汽影响，且8月受东南方向水汽影响最为明显；水汽运移路径上下垫面地形和气压带移动会影响水汽后向轨迹高度，西北方向上水汽输送通道较顺畅，风速较大，有利于水汽的输送；水汽蒸发源地主要集中在研究区周围及以东、以北部，其次是西北部。绿洲是主要的水汽蒸发源地，其次是城市和河流，白天较夜晚局地蒸发强烈且面积大。  相似文献   

生物土壤结皮对风沙土和黄绵土膨胀特性的影响     

王国鹏  肖波  李胜龙  姚小萌  孙福海 《中国沙漠》2020,40(1):97-104

作为重要的土壤物理性质，膨胀性在影响土壤导水性、持水性、抗蚀性以及土壤结构的形成和发育等方面发挥着重要作用。为了探讨生物土壤结皮（BSCs）土壤的膨胀特性及其主要影响因素，针对黄土高原风沙土和黄绵土两种典型土壤，利用膨胀仪测定并比较了有、无藓结皮及其在不同因素（初始含水量、干湿循环、冻融循环、温度）下膨胀率的差异，分析了BSCs对土壤膨胀性的影响及其与环境因素和BSCs性质的关系。结果显示：风沙土上藓结皮的膨胀率为1.93%，较无结皮增加了8.65倍；而黄绵土上藓结皮的膨胀率为2.05%，与无结皮相比降低了76.68%。藓结皮的生物量和厚度与其膨胀率在风沙土上均呈线性正相关关系（P < 0.05），在黄绵土上分别呈二次函数（P=0.02）和线性正相关关系（P=0.02）。初始含水量同时影响了土壤最大膨胀率和稳定膨胀时间，影响程度风沙土远大于黄绵土（包括藓结皮和无结皮）；干湿循环次数对无结皮土壤膨胀率的影响程度大于藓结皮土壤，其中风沙土和黄绵土上无结皮的膨胀率分别是50.00%~620.00%和-2.28%~10.81%，而两种土壤上藓结皮的膨胀率分别是-5.70%~10.88%和-10.24%~-21.46%；冻融循环下4种土壤的膨胀率均有不同程度的降低，降幅为0~18.54%。黄绵土无结皮的膨胀率受温度影响程度较大，50℃下黄绵土无结皮的膨胀率分别是25℃和35℃下的1.17倍和1.21倍。BSCs显著地改变了风沙土和黄绵土表层的膨胀性，其影响的程度和方向取决于土壤类型。同时，BSCs的膨胀性受含水量、温度、干湿以及冻融循环等关键因素影响。  相似文献   

基于CiteSpace的《热带地理》创刊40年文献计量分析     

刘凯  陆敏莹  李小玲 《热带地理》2020,40(6):957-969

在《热带地理》创刊40年之际，基于CiteSpace软件对其1980—2019年的2 938篇有效文献进行计量分析，以每10年为间隔，分时段对相应文献作关键词共现分析、关键词突现性检测、作者共现分析及机构共现分析，以探究《热带地理》的研究主题演变、历史热点、核心作者及核心机构的合作关系。结果表明，在前20年，《热带地理》研究主题及研究区较为集中，多聚焦于华南地区及其资源开发利用；核心作者间的合作较弱，整体分散，且期刊主要报道的是广州地理研究所等广州地区的研究成果，机构间合作较少。自2000年后研究主题明显增多，形成多元研究热点，研究区范围有所扩大，但仍集中于中国南部；核心作者间形成较多合作团队，团队间合作交流明显增强；高校与其他研究所的研究成果所占比重大幅增加，机构间合作大大加强。  相似文献   

贵州夜郎湖表层水体地球化学昼夜变化及其影响因素     

王家录  任娟  王勇  李维杰  娄昭  陈佳 《热带地理》2020,40(2):335-345

为探究岩溶水库水文地球化学行为过程,对贵州普定夜郎湖表层水体进行了为期3 d的高分辨率昼夜监测。结果表明：1）多变的天气和水文条件叠加导致水体离子指标昼夜变化不显著,规律性较差。而水温、DO、pH值、SpC、SIc、pCO₂等常规理化指标受水温变化和生物作用表现出明显的昼夜波动。2）利用亨利常数和主成分分析,得到温度变化、生物作用、人类活动、水库的蓄水与放水对夜郎湖水库水文地球化学特征变化的贡献率分别为21.66%、17.28%、14.08%和10.22%,说明作用于水库水文地球化学行为的因子具有多元性。3）δ ¹⁸O表现出与DO一致的波动趋势,即白天上升,晚上下降,反映在短时间尺度上,氢氧稳定同位素变化受控于生物过程（主要是呼吸作用过程）;而对比水库水体和大气降水的d-excess（d值）发现,水库水体的d值（8.21‰）显著偏低于当地大气降水的d值（9.64‰）,说明在长时间尺度上,主要受蒸发效应引起的不平衡分馏影响。  相似文献   

Simulating cross-sectional geometry of the main channel in response to changes in water and sediment in Lower Yellow River     

Wang  Yanjun  Wu  Baosheng  Zhong  Deyu 《地理学报(英文版)》2020,30(12):2033-2052

Journal of Geographical Sciences - To understand the non-equilibrium morphological adjustment of a river in response to environmental changes, it is essential to (i) accurately identify how past...  相似文献   

湖南鲁塘煤系石墨矿区构造格局及控矿机制     

王路  彭扬文  曹代勇  丁正云  莫佳峰 《煤田地质与勘探》2020,48(1):48-54

湖南鲁塘矿区为我国著名的煤系石墨矿区，煤系石墨的形成受岩浆热作用和构造作用的双重控制，其成矿和赋存都与构造格局密切相关。为深入研究构造作用对煤系石墨成矿的影响，通过野外地质调查和光学显微镜下观察、X射线衍射和拉曼光谱等测试分析方法，分析研究区构造特征和煤系石墨特征。研究结果表明，受区域构造活动的影响，鲁塘矿区构造格局呈现出分区分带性特征，东西方向可划分为东部、中部和西部3个条带；南北方向可划分为北部、中部和南部3个分区。自西向东，随着与岩体距离逐渐减小，煤层受岩浆热作用的影响逐渐增大，煤的石墨化程度也逐渐增高。由南向北，构造变形强度逐渐增强，导致北部分区形成以封闭式高温-高压的成矿环境为主，同时，应力作用促进了煤的石墨化，导致煤的石墨化程度较高；中部分区内构造情况复杂，形成不同温度压力条件的成矿环境，煤的石墨化程度差异性明显；南部分区构造情况简单，主要构成开放式环境，煤的石墨化程度较低，仅在近岩体附近可形成煤系半石墨。研究成果为煤系石墨资源勘探提供了有力依据。   相似文献   

豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组古气候特征分析     

祁帅帅  王艳鹏  彭冰柔  张碧云  宁淑媛  刘晓玲  郑德顺 《地质学报》2020,94(12):3803-3818

二叠纪- 三叠纪之交发生了地史上最大规模的生物灭绝事件，该事件可能与当时气候环境的强烈变化有关。前人对该时期较连续的海相地层揭示的古气候研究较为成熟，而对同时期陆相地层的研究缺乏系统性，研究资料需要进一步完善。本文选取豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组为研究对象，运用沉积学、矿物学与元素地球化学等方法对该时期的古气候进行恢复，并与同时期陆相地层对比，进而讨论气候变化对该时期生物灭绝的影响。结果表明：①宜阳地区孙家沟组经历了滨湖- 浅湖- 滨湖等亚相的演化过程，其地层中岩相变化、古生物化石缺失、大量的钙质结核及其它沉积构造的出现揭示了孙家沟组的上段气候明显比下段炎热干旱。②元素地球化学指标以及粘土矿物组合的垂向变化等指示了该时期的气候经历了温湿向炎热半干旱- 干旱转变。③宜阳地区孙家沟组的气候指标所得出的结论与其他地区同时期陆相地层古气候的变化基本一致，反映了研究区与同时期全球古气候的变化存在一致性。二叠纪末期温度的骤升、气候极度干旱化以及陆表生态系统遭受毁灭性破坏等因素，可能是导致或加速陆地生物灭绝的主要原因之一。本次研究对该时期气候变化与生物灭绝之间的关系具有一定的指导意义，为探讨全球P- T之交生物灭绝的原因提供新的证据。  相似文献