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   

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   

陡立矿山岩壁治理中的飘台稳定性分析          下载免费PDF全文

王腾飞  王蒙 《探矿工程》2020,47(10):61-66

随着国家和社会的发展，人们对生态环境越发重视。在经济发展的过程中，因采矿而遗留下了大量的废弃矿坑，这些矿坑的治理迫在眉睫。飘台作为一种治理高陡光滑岩壁的有效方法，在实际工程中被大量使用，然而对飘台稳定性的分析大多停留在简单的公式上。本文设计了一种适用于陡立矿山岩壁治理的砼制飘台结构，提炼了计算飘台稳定性的公式并结合FLAC3D数值模拟软件，对飘台的稳定性进行了分析。研究结果表明，此砼制飘台比较适用于陡立矿山岩壁的治理。  相似文献   

BDS卫星差分码偏差稳定性分析及其短期预报     

梅登奎  闻德保 《大地测量与地球动力学》2020,40(7):746-750

利用MGEX(multi-GNSS experiment)发布的BDS卫星差分码偏差(differential code bias, DCB)产品，比较分析不同太阳活动水平下BDS卫星DCB产品的稳定性变化特性，并采用差分自回归移动平均(auto-regressive integrated moving average, ARIMA)时间序列预测模型，实现不同太阳活动水平下BDS卫星DCB的短期预报。结果表明，在太阳活动高年，BDS卫星DCB日解值稳定度、月稳定性均明显低于太阳活动低年，且不同卫星星座类型的BDS卫星DCB稳定性也存在差异；ARIMA时间序列预报结果与MGEX发布值符合程度较好，优于多项式拟合法预测结果。  相似文献   

近15a陕西省植被时空变化与影响因素分析          下载免费PDF全文

岳辉  刘英 《干旱区地理》2019,42(2):314-323

利用2000—2014年MODIS/NDVI时间序列数据，采用栅格像元趋势分析、稳定性评价的方法，研究了陕西省近15 a植被的时空变化特征和规律；利用Hurst指数对陕西省植被未来变化趋势进行了预测；并利用相关性分析法分析了NDVI与年均温度和降雨量的关系。结果表明，2000年、2015年陕西省NDVI均值分别为0.4273、0.4942， 15 a来增加了0.067，增长了16.0%，其中陕北地区NDVI增加明显，关中部分地区出现负增长，陕南地区NDVI总体依旧维持在较高水平。陕西省植被变化趋势具有明显的空间差异性，全省植被未变化的占52.0 %，改善部分占44.27 %，退化部分占3.73%，说明15 a间陕西省植被覆盖改善面积大于退化面积，植被状况有所改善；其中陕北地区植被呈明显改善区域面积较大，关中地区植被覆盖面积有所减少，陕南地区植被变化幅度较小。陕西省植被稳定区域占50%以上（0 0.2)，说明15a间陕西省植被较为稳定，变化程度不大；其中陕西省植被最稳定地区主要集中在陕南、延安南部，榆林部分、西安、渭南少部地区变化幅度较大。Hurst指数分析表明陕西省44.54%面积的植被未来有可能面临退化，主要分布在陕北和关中地区的北部，植被未来有可能退化也有可能改善的面积占49.78%，主要分布在延安和陕南地区。陕西省近15 a气温和降水量总体呈增加趋势，增加速率分别为0.48 ℃·(10 a)-1和69.5 mm ( a)-1；相关性分析结果表明，年均降雨量是影响NDVI的主要气象因子，同时陕西省植被变化也受到了退耕还林还草、防沙治沙、生态政治等人为因素的影响。  相似文献   

Crack nucleation in saturated porous media     

Luc Dormieux  Eric Lemarchand  Thomas Carlioz  Laurent Jeannin 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(5):553-574

Crack nucleation has been the subject of important contributions in the last two last decades. However, it seems that few attention has been granted to the case of saturated porous media. This is the question addressed in the present paper which is devoted to nucleation in traction mode. From a physical point of view, nucleation is a sudden phenomenon, so that the material response is both adiabatic and undrained. In the spirit of the variational approach, the nucleated crack is viewed as the final state of a region of space in which the material undergoes a full damage process. In traction mode, the opening of a saturated crack in undrained condition induces a drop of fluid pressure. In case of low fluid compressibility, the presence of the fluid delays the brittle failure usually associated with nucleation, as long as the fluid pressure remains above the saturation vapor pressure. Nucleation is therefore possible only if a partial vaporization of the fluid takes place.  相似文献   

黄土高原沟谷地貌发育演化研究进展与展望     

熊礼阳  汤国安 《地球信息科学学报》2020,22(4):816-826

黄土沟谷是黄土地貌中最有活力、最具变化、最富特色的对象单元,黄土高原千沟万壑的地貌形态以及触目惊心的侵蚀状态也让区域内沟谷地貌的形成、发育及演化问题成为研究中焦点及前沿性科学问题。近年来,诸多学者采用地学测年法、特征表达法、监测模拟法力图实现对黄土沟谷发育演化进程中“过去-现代-未来”的科学认知。这些研究在相当程度上丰富了黄土沟谷发育过程的认知。本文梳理了黄土高原沟谷地貌演化相关研究的现状,并从黄土高原地貌演化、黄土沟谷发育、基于DEM的沟谷信息提取与表达等研究进行了系统的回顾、梳理与分析。此外,本文提出“黄土沟道剖面群组”概念与方法,试图从新的视角审视黄土沟谷地貌发育演化过程。沟道剖面在黄土沟谷发育演化进程中传递物质能量和累积地形动力,并通过径流节点的串联实现剖面群的连接与组合,形成独特的剖面“群组”模式;该沟道剖面群组是集黄土沟谷地貌特征与过程于一体的综合信息集成体,其三维空间结构是对黄土沟谷地貌发育演化的高度抽象与映射,并可望进一步丰富黄土高原数字地形分析理论与方法体系,为黄土高原黄土地貌成因机理与空间分异格局带来创新的认识。  相似文献   

非等间距GM(1,1)模型的总体最小二乘算法及其病态问题     

陶武勇  花向红  鲁铁定  陈西江  张伟 《大地测量与地球动力学》2019,39(1):45-50

在非等间距GM(1,1)模型中，系数矩阵中有无误差的常数项和有误差的随机项，并且系数矩阵与观测向量误差同源，即系数矩阵与观测向量中有相同的元素存在，这些相同元素应该有相同的改正数，为此本文推导了一种适合非等间距GM(1,1)模型求解的总体最小二乘算法。同时，考虑到非等间距GM(1,1)模型中存在病态问题时影响总体最小二乘计算结果的稳定性，提出对系数矩阵常数列乘以某一常数的方法，以改善病态问题。  相似文献   

乌鲁木齐大气混合层厚度和稳定度与大气污染的关系          下载免费PDF全文

李振杰  金莉莉  何清  缪启龙  买买提艾力·买买提依明 《干旱区地理》2019,42(3):478-491

利用乌鲁木齐市4座10层100 m梯度气象塔2013年6月~2014年4月气象观测资料和7个环境监测站[WTBX]AQI[WTBZ]资料，计算并分析了大气混合层厚度和稳定度特征，探讨了大气混合层厚度和稳定度与污染的关系。结果表明：乌鲁木齐市混合层厚度夏季郊区高、城区低，冬季从南郊—城区—北郊随地势降低依次降低；夏季和冬季分别在1 559～1 772 m和526～1 156 m之间。地面至2 km以上每500 m高度间隔统计混合层厚度，500～1 000 m出现频率最多；月变化为6～9月基本在500 m以上，且每个高度区间其概率均超过10%，10月～次年2月1 500 m以上区间概率明显减小；日变化为中午13:00～16:00达到最高值，下午和傍晚迅速下降。白天较大的感热输送提供充足的热力条件，这也体现出白天以不稳定层结为主，夜间则以稳定层结为主。大气稳定度分类结果，夏季郊区和城区不稳定（A～C类）所占比例差不多，冬季北郊稳定（E、F类）所占比较最大、城区最弱。[WTBX]AQI指数冬季最大，从南郊—城区—北郊依次增大，这与采暖期污染物多、南郊比北郊地势高有利于扩散输送有关。总体来看，乌鲁木齐大气混合层厚度空间分布与气象要素、大气稳定度、地形等密切相关，对AQI[WTBZ]指数分布有重要影响，这对近地层大气污染状况预报有着重要的指导意义。  相似文献   

GBW10010a大米标准物质复(研)制及数据特征     

杨榕  顾铁新  潘含江  刘妹  周国华 《岩矿测试》2020,39(6):866-877

随着我国对生态文明建设的重视，自然资源综合调查势在必行，对生物标准物质亦提出了新的需求。当前相关调研工作已经大面积开展，自然资源综合调查、农产品与食品安全评价都需要对生物样品元素组成进行准确测试，需要以生物标准物质作为生物成分测试量值比对和溯源的基础，因此对生物基体标准物质的需求量大幅增加。大米作为主要粮食之一，其食品安全日益受到重视，对大米中的化学成分进行准确的分析测试具有重要的现实意义，因而对大米标准物质的需求量尤为突出，但目前大米成分分析标准物质已供不应求。本文严格按照《标准物质定值的通用原则及统计学原理》（JJF 1343—2012）和《地质分析标准物质的研制》（JJF 1646—2017）等相关规范要求，开展了GBW10010a大米成分分析标准物质的复（研）制工作，包括样品采集、加工制备、均匀性检验、稳定性检验、多家实验室协作定值测试及不确定度评定等关键环节。结果表明：本次复（研）制的大米标准物质定值成分多样、量值准确可靠，符合国家一级标准物质的要求。GBW10010a共定值54项主微量元素，包括Ag、Al、As、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Gd、Ge、Hg、Ho、K、La、Li、Ho、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Sc、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Th、Tl、Tm、U、V、Y、Yb、Zn，其中的39项元素给出了标准值及不确定度，包括Ag、Al、As、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、Cs、Cu、Dy、Er、Fe、Hg、K、Li、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Tl、Y、Yb、Zn；15项元素提供参考值，包括Be、Bi、Cr、Eu、Gd、Ge、Ho、Ho、La、Nb、Sc、Th、Tm、U、V。与原有GBW10010大米标准物质相比较，GBW10010a中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Zn等重金属元素含量显著下降，其中Cd、Cu、Zn降幅较大，分别下降约39%、43%、38.7%，一定程度上反映了农田生态环境的改善。本批标准物质定值元素总数量增加了6项，新增定值元素Ag、Nb（Nb给出参考值），并且各项元素不确定度范围整体上有所缩小，如Al、Cd、Cu、Fe、K、Mg、Mo、Na、P、Pb、Se、Zn等对生物易有影响的重要元素，表明了地质分析测试方法技术的进步及定值水平的提高。本批标准物质定值元素涵盖了具有生物效应的大部分主微量元素，适用于农业生态环境地球化学调查与评价、生物样品测试、农产品质量与食品安全评价样品测试时的分析仪器校正、分析方法评价和分析质量监控等多个领域。  相似文献