Describing alpine lake influence on stream network temperatures: A statistical modelling approach     

Samuel P. Carlson  Geoffrey C. Poole 《水文研究》2021,35(3):e14072

Systematic variations in atmospheric heat exchange, surface residence time, and groundwater influx across montane stream networks commonly produce an increasing stream temperature trend with decreasing elevation. However, complex stream temperature profiles that differ from this common longitudinal trend also exist, suggesting that stream temperatures may be influenced by complex interactions among hydrologic and atmospheric processes. Lakes within stream networks form one potential source of temperature profile complexity due to the spatially variable contribution of lake-sourced water to stream flow. We investigated temperature profile complexity in a multi-season stream temperature dataset collected across a montane stream network containing many alpine lakes. This investigation was performed by making comparisons between multiple statistical models that used different combinations of stream and lake characteristics to represent specific hypotheses for the controls on stream temperature. The compared models included a set of models which used a topographically derived estimate of the hydrologic influence of lakes to separate and quantify the effects of stream elevation and lake source-water contributions to longitudinal stream temperature patterns. This source-water mixing model provided a parsimonious explanation for complex stream-network temperature patterns in the summer and autumn, and this approach may be further applicable to other systems where stream temperatures are influenced by multiple water sources. Simpler models that discounted lake effects were more optimal during the winter and spring, suggesting that complex patterns in stream temperature profiles may emerge and subside temporally, across seasons, in response to diversity of water temperatures from different sources.  相似文献   

Evaluation of riverbed magnetic susceptibility for mapping biogeochemical hot spots in groundwater-impacted rivers     

Chen Wang  Martin A. Briggs  Frederick D. Day-Lewis  Lee D. Slater 《水文研究》2021,35(5):e14184

Redox hot spots occurring as metal-rich anoxic groundwater discharges through oxic wetland and river sediments commonly result in the formation of iron (Fe) oxide precipitates. These redox-sensitive precipitates influence the release of nutrients and metals to surface water and can act as ‘contaminant sponges’ by absorbing toxic compounds. We explore the feasibility of a non-invasive, high-resolution magnetic susceptibility (MS) technique to efficiently map the spatial variations of magnetic Fe oxide precipitates in the shallow bed of three rivers impacted by anoxic groundwater discharge. Laboratory analyses on Mashpee River (MA, USA) sediments demonstrate the sensitivity of MS to sediment Fe concentrations. Field surveys in the Mashpee and Quashnet rivers (MA, USA) reveal several discrete high MS zones, which are associated with likely anoxic groundwater discharge as evaluated by riverbed temperature, vertical head gradient, and groundwater chemistry measurements. In the East River (CO, USA), widespread cobbles/rocks exhibit high background MS from geological ferrimagnetic minerals, thereby obscuring the relatively small enhancement of MS from groundwater induced Fe oxide precipitates. Our study suggests that, in settings with low geological sources of magnetic minerals such as lowland rivers and wetlands, MS may serve as a complementary tool to temperature methods for efficiently mapping Fe oxide accumulation zones due to anoxic groundwater discharges that may function as biogeochemical hot spots and water quality control points in gaining systems.  相似文献   

基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

贾东于  李开明  聂晓英  袁春霞  李清峰  高福元 《冰川冻土》2020,42(2):412-422

地温变化在气候反馈效应中起着重要作用， 理解地温及其与影响因素之间的时空关系对预测全球温度变化至关重要。利用1998 - 2017年石羊河流域的逐日常规气象观测资料， 采用小波分析结合BP（Back Propagation）神经网络构建了石羊河流域夏季地温预报模型， 结果表明： 日平均地温预测效果在不同站点均为最佳， 其中预测值和观测值的相关系数均大于0.87， 3 ℃以内的预测概率均大于84%。其中， 民勤地区地温预测效果最好， 预测值和观测值的相关系数达到0.91， 3 ℃以内的预测概率达到86%。日最高地温的预测值与观测值的相关系数高于0.8， 但误差平方和、 标准差较大。永昌地区日最高地温的模拟效果最好， 3 ℃以内的预测概率达到83%。日最低地温的预测与观测值的平均相关系数高于0.66， 3 ℃以内的预报概率高于83%， 但预测值略低。其中， 武威地区日最低地温的预测效果最好， 预测值与观测值的相关系数为0.72， 3 ℃以内的预测概率达到94%。研究成果可为有效弥补干旱、 半干旱区地温观测资料缺失和探讨其与局地气候的关系提供一些参考。  相似文献   

利用InSAR资料反演宁洱Ms6.4地震震源参数及库仑应力变化     

陈晨月  冯光财  高华  杨怀宁 《大地测量与地球动力学》2019,39(3):295-301

首先利用ALOS PALSAR数据，通过D-InSAR技术获取2007-06-03云南宁洱MS6.4地震的同震形变场，然后基于Okada弹性半空间位错模型反演该地震的断层几何以及精细滑动分布，最后计算宁洱地震后周边断层的静态库仑应力变化。结果表明，形变主要集中在西盘，最大视线向形变量为51.6 cm；反演得到的震源位置为23.05°N、101.02°E，深度3 km，断层走向145°，倾向49.5°，平均滑动角153°，发震断层为NNW向普洱断裂，断层活动以右旋走滑为主，兼具逆冲分量；断层面最大滑动量为1.2 m，反演得到的震级为MW619。基于库仑应力场发现，磨黑断裂处于库仑应力增加区域，而2014年景谷地震位于负值区域。结合实地考察资料和反演结果表明，宁洱地震为浅源地震，但断层并未出露地表。  相似文献   

烃源岩不同性质有机酸的分离及其检测方法     

杜佳宗  何蓓  蔡进功  雷天柱  刘庆  谢忠怀 《高校地质学报》2020,26(5):540-548

烃源岩中的有机酸来源于有机质，但有机质具有不同的赋存形式，有机酸具有不同性质，这将影响有机酸与不同赋存有机质的关系，进而影响分离和检测方法。文章在总结前人对有机质赋存形式和有机酸性质等特征的基础上，提出烃源岩中的有机酸并以非单一的形式存在，具有水溶性、脂溶性和难溶性有机酸三种类型，游离有机质中存在水溶性和脂溶性有机酸，而结合有机质中存在水溶性、脂溶性和难溶性有机酸。因此在检测方法上需采取分步分离的方法，且根据有机酸的性质选取合适的检测方法，即水溶性有机酸利用离子色谱检测，索氏抽提得到的脂溶性有机酸利用气相色谱—质谱检测，通过酸解抽提残渣得到的难溶性有机酸利用红外光谱检测，全面系统地认识烃源岩中有机酸含量和类型等特征。这对进一步探讨烃源岩各种类型有机酸特征和演化规律，深化烃源岩有机质生烃以及有机—无机相互作用等机理都具有重要意义。  相似文献   

天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟     

王璜  王贵玲  岳高凡  甘浩男 《地质学报》2020,94(7):2124-2130

水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一，数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩，借助黏性单元法，分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征，得出以下结论：致密花岗岩的水力裂缝形态单一，天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性；致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段，当存在天然裂隙时，水力压裂过程会变得复杂；天然裂缝存在时，水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5. 7倍和1. 7倍；缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。  相似文献   

地中海直布罗陀海峡附近内孤立波的地球物理特征          下载免费PDF全文

孙绍箐  张锟  宋海斌 《地球物理学报》2019,62(7):2622-2632

本文主要利用地震海洋学方法研究地中海直布罗陀海峡附近内孤立波的结构特征，此处内孤立波为第一模态下沉型，为中幅度和大幅度内孤立波，垂向振幅最大可达74.5 m，振幅随深度增加呈增大趋势，传播速度随振幅增大而增大，可以确定"真"最大振幅位置位于密跃层附近.由于类多普勒效应和孤立波与测量船之间存在夹角的原因，从地震剖面上得到的为视半高宽参数，需要进行校正后才能得到比较真实的半高宽参数，校正后半高宽最高可达到1721.8 m，但是校正后的半高宽与理论结果有些差距，这可能与内孤立波的发育稳定程度有关.随着内孤立波包不断向东运动，整体波宽变大，垂向速度变小.本文将地震海洋学方法拓展应用于地中海区域内孤立波分析，进一步证明了利用地震海洋学方法研究海水运动的可行性.  相似文献   

凤太矿集区东塘子铅锌矿床S、Pb同位素组成对成矿物质来源的示踪     

张革利  田涛  王瑞廷  高卫宏  常宗东 《中国地质》2020,47(2):472-484

东塘子铅锌矿床是秦岭成矿带中典型的铅锌矿床之一,前人对东塘子铅锌矿床成矿作用研究较多,但受限于测试手段及认识的局限性,多年来对其物质来源的认识仍未统一。本文在充分研究东塘子铅锌矿床地质特征的基础上,开展了相关样品的S、Pb同位素分析,分析对象包括了不同类型的铅锌矿石,讨论了该铅锌矿床的成矿物质来源、区内岩浆岩与铅锌成矿的关系等。研究表明:东塘子铅锌矿床矿石硫化物δ34S值变化范围为1.8‰～12.5‰,平均7.50‰,计算获得成矿流体中总硫δ34S∑S为7.7‰,显示海水硫酸盐(蒸发膏岩)与岩浆硫的混合来源特征。矿石铅同位素组成稳定,铅源主要来自富U-Th-Pb的上地壳与深部,可能与深部岩浆活动有关。研究结果表明,东塘子铅锌矿床的成矿过程与南秦岭印支期大规模多阶段构造-岩浆-流体活动密切相关,为下一阶段区内找矿工作提供了新的思路。  相似文献   

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验     

叶进霞  夏春英  卜鸿志 《中国岩溶》2020,39(2):173-179

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制；因环境条件复杂，开展岩溶水污染原位修复技术难度较大，截止目前，国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段，施工组合钻孔建设修复试验工程，采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %；单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。   相似文献   

金矿立体地球化学探测模型与深部钻探验证   总被引：1，自引：0，他引：1  

王学求  张必敏  于学峰  杨德平  夏勇  谭亲平  刘耀文  张苏坤  田密  刘汉粮  李瑞红  韩志轩  熊玉新  吴慧  张宝云 《地球学报》2020,41(6):869-885

深部资源地球化学探测科学问题的的焦点是元素大深度垂向迁移机理和立体地球化学探测模型的建立。本文以胶东蚀变岩型金矿和贵州水银洞卡林型金矿钻孔岩芯和地表联合取样获得的数据, 建立千米深度立体地球化学探测模型。蚀变岩型金矿立体地球化学模型显示, Au、S和Hg与金矿密切相关, 分布模式既有相似性又有差异性, Au的立体几何分布模式兼具矿化剂元素S和远程指示元素Hg的双重特征, 金异常和矿化剂元素硫与矿体倾斜方向一致, 反映了成矿过程中流体沿控矿构造的轴向运移; 金异常与类气体元素汞在垂向上一致, 而且出现从矿体到地表的连续贯通式异常, 反映了流体沿微裂隙和纳米孔的垂向迁移。卡林型金矿立体地球化学模型显示, Au、As、Sb、Hg、Tl和S在不整合面都显示高含量特征, 与深部层状主矿体分布一致; 在矿体上覆地层中都存在弱异常, 显示了明显的成矿流体沿隐伏微小断裂垂向迁移特点; 所不同的是Sb和Tl元素在不整合面附近显示了最高的元素含量, 而Sb和Hg在近地表均显示了明显高的异常特征。立体几何模型清晰地显示了矿体的展布特征和范围, 而且金及其伴生元素垂向迁移在地表形成清晰异常, 为利用金及伴生元素和矿化剂元素进行深部矿体三维预测提供了重要依据, 对指导深部金矿勘查发挥了重要作用。针对胶东蚀变岩型金矿地表完全被土壤覆盖区的穿透性地球化学微细粒级土壤采样, 金属活动态提取分析圈定的异常, 经深部钻探验证, 胶东焦家成矿带五一村3200 m钻探, 在2428.00~3234.16 m深度发现6层矿化体, 其中高品位矿体位于2854 m深度; 上宫金矿地表基岩出露, 采集断层泥或裂隙岩石样品, 可以清晰探测深部异常, 经2000 m钻探, 在1312 m处发现高品位金铅锌银矿体; 贵州水银洞采集地表细粒级土壤, 能够直接有效地揭示深部金矿体, 经500~1500 m钻探验证, 在300~1500 m深度新增金资源量203 t。  相似文献