Analytical investigation of the exact groundwater divide between rivers beyond the Dupuit–Forchheimer approximation

The groundwater divide is a key feature of river basins and significantly influenced by subsurface hydrological processes. For an unconfined aquifer between two parallel rivers or ditches, it has long been defined as the top of the water table based on the Dupuit–Forchheimer approximation. However, the exact groundwater divide is subject to the interface between two local flow systems transporting groundwater to rivers from the infiltration recharge. This study contributes a new analytical model for two-dimensional groundwater flow between rivers of different water levels. The flownet is delineated in the model to identify groundwater flow systems and the exact groundwater divide. Formulas with two dimensionless parameters are derived to determine the distributed hydraulic head, the top of the water table and the groundwater divide. The locations of the groundwater divide and the top of the water table are not the same. The distance between them in horizontal can reach up to 8.9% of the distance between rivers. Numerical verifications indicate that simplifications in the analytical model do not significantly cause misestimates in the location of the groundwater divide. In contrast, the Dupuit–Forchheimer approximation yields an incorrect water table shape. The new analytical model is applied to investigate groundwater divides in the Loess Plateau, China, with a Monte Carlo simulation process taking into account the uncertainties in the parameters.     

Variations in glacier volume and snow cover and their impact on lake storage in the Paiku Co Basin,in the Central Himalayas

Glaciers and snow cover are important constituents of the surface of the Tibetan Plateau. The responses of these phenomena to global environmental changes are sensitive, rapid and intensive due to the high altitudes and arid cold climate of the Tibetan Plateau. Based on multisource remote sensing data, including Landsat images, MOD10A2 snow product, ICESat, Cryosat-2 altimetry data and long-term ground climate observations, we analysed the dynamic changes of glaciers, snow melting and lake in the Paiku Co basin using extraction methods for glaciers and lake, the degree-day model and the ice and lake volume method. The interaction among the climate, ice-snow and the hydrological elements in Paiku Co is revealed. From 2000 to 2018, the basin tended to be drier, and rainfall decreased at a rate of −3.07 mm/a. The seasonal temperature difference in the basin increased, the maximum temperature increased at a rate of 0.02°C/a and the minimum temperature decreased at a rate of −0.06°C/a, which accelerated the melting from glaciers and snow at rates of 0.55 × 10⁷ m³/a and 0.29 × 10⁷ m³/a, respectively. The rate of contribution to the lake from rainfall, snow and glacier melted water was 55.6, 27.7 and 16.7%, respectively. In the past 18 years, the warmer and drier climate has caused the lake to shrink. The water level of the lake continued to decline at a rate of −0.02 m/a, and the lake water volume decreased by 4.85 × 10⁸ m³ at a rate of −0.27 × 10⁸ m³/a from 2000 to 2018. This evaluation is important for understanding how the snow and ice melting in the central Himalayas affect the regional water cycle.     

微量元素分析在判别沉积环境中的应用——以柴达木盆地西部锶矿区富锶地层为例

沉积岩中的微量元素对沉积环境水介质的变化较为敏感,是研究沉积物沉积时古气候、古环境的有效手段。选取了对沉积环境介质较为敏感的锶(Sr)、钡(Ba)、铜(Cu)、铀(U)、钒(V)、镍(Ni)、钍(Th)等元素作为判别指标,对柴达木盆地西部上新统油砂山组、狮子沟组和更新统七个泉组三套富锶岩层的古气候和古沉积环境特征进行了研究。结果表明,柴达木盆地西部从油砂山组到七个泉组沉积时总体上为干旱的气候环境;湖盆水体的盐度较高,表现为咸水环境,且从油砂山组到七个泉组随着地层变新,盐度有逐渐增大的趋势;油砂山组、狮子沟组和七个泉组沉积时湖盆水体均表现为中等分层、湖水循环较为顺畅的氧化环境。     

新疆库车县盐水沟北铜矿床地质特征及成因探讨

盐水沟北铜矿区位于新疆库车县北部,其大地构造位置处于塔吉克-塔里木陆块区、塔里木陆块、塔里木北缘隆起、库车前陆盆地,区内构造活动强烈。铜矿床赋存于新近纪中新统康村组第一岩性段,矿体呈层状,严格受地层控制。区内共圈定10个铜矿体,矿石矿物主要为孔雀石、赤铜矿、水胆矾、自然铜等,矿体内无夹石,顶、底板围岩均为褐红色及浅红色粉质泥岩。该矿床为砂岩型铜矿床。     

一种酪氨酸酶基因在笠贝初生壳形成中的表达分析

软体动物初生壳形成是贝壳早期发育研究的重要内容。目前,初生壳形成的机制尚不清晰。本文从笠贝(Lottia goshimai)中克隆了一个酪氨酸酶基因(lgo-tyr1),聚类分析表明其与长牡蛎基因cgi-tyr1是直系同源基因。Lgo-TYR1的序列分析显示它具有两个典型的铜离子结合结构域和一个信号肽。通过整装原位杂交和电子扫描显微镜观察,检测到lgo-tyr1在担轮幼虫的圆形贝壳区以及紧邻的环状细胞带中表达,表明lgo-tyr1可能参与了担轮幼虫初生贝壳的生物合成以及贝壳区边界的确立。     

鄂尔多斯盆地宜川地区二叠纪孢粉化石组合特征

通过对延长油矿延223井晚古生代孢粉组合研究以及古植被的恢复,探讨了该区晚古生代孢粉植物化石组合的地层学和古气候意义。根据孢粉化石主要属种的时代分布及其在各样品中百分含量的规律性变化,自下而上建立了3个孢粉组合:Gulisporites cochlearius-Laevigatosporites minimus组合、Sinulatisporites-Florinites组合和Lueckeisporites permianus-Platysaccus radialis组合。根据对划分孢粉组合的特征分析,通过与邻区及华北地区晚古生代孢粉组合的对比,探讨了孢粉组合的时代意义。通过孢粉组合,推测了相应时期的古植被类型,并与前人在相同地质时期所建立的大植物化石带进行了对比,分析了各地质时期植被的兴起、发展、繁盛以及衰退绝灭的历史过程,研究区二叠纪植物群属于典型的华夏植物群,反映了一种温暖潮湿的热带雨林气候,二叠纪晚期随着松柏类植物所占比例的增加,气候有变干旱的趋势。     

西部省会城市新型城镇化水平综合测度研究

新型城镇化是中国经济社会健康、稳定、可持续发展的根本途径，也是消除中国城乡社会经 济“二元结构”的根本出路。根据新型城镇化的内涵，从人口、经济发展、生活质量、基础设施、资源 环境、城乡统筹 6 个方面，构建了包含 24 项指标的新型城镇化水平综合测度指标体系，运用熵值 法，对西部 11 个省会城市 2005—2015 年的城镇化发展水平进行综合测度。研究表明：西部省会城 市的新型城镇化发展水平存在显著差异，总体上可分为“高等水平”、“中等水平”、“低等水平”3 个 级别，基础设施建设是造成差异的主要驱动力。各城市不同年间的城镇化单项水平影响因素呈现 多元化，在今后的发展中应有所侧重，同时兼顾城镇化质量，推动城乡协调发展。     

青海湖流域植被盖度时空变化研究

高寒区植被变化一直是气候和生态学领域关注的热点问题。本研究基于MODIS NDVI数据计算的植被覆盖度数据和高分辨率气象数据,分析了青海湖流域2001-2017年植被覆盖度分布格局及动态变化,探讨了其对气候变化、人类活动和冻土退化的响应。结果表明：① 近十几年青海湖流域植被覆盖度整体表现为增加趋势,不同植被类型增幅存在差异性,草地增幅最大,达到6.1%/10a,其它植被类型增幅在2%~3%/10a之间;② 流域局部地区仍存在植被退化现象,研究期植被退化面积表现为先增加后减小的变化趋势。2006-2011年重度退化区集中在青海湖东岸,2011-2017年重度退化区集中在流域的西北部,这些区域是青海湖流域荒漠分布区,植被覆盖度较低,是今后生态恢复需重点关注的区域;③ 气候变化是流域植被覆盖度变化的主导因素,气候变化对青海湖流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为84.21%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为81.84%、87.47%和75.96%;④ 人类活动对流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为15.79%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为18.16%、12.53%和24.04%,环青海湖地区人类活动对植被恢复有促进效应,在青海湖流域北部部分地区人类活动的破坏力度仍大于建设力度;⑤ 冻土退化对青海湖流域草甸和灌丛植被覆盖度变化影响很小,主要影响草原植被覆盖度变化,冻土退化造成草原植被覆盖度增长速率减小了1.2%/10a。     

基于深度域地震成像的中沙海槽盆地东北部结构构造研究

文章基于叠前深度偏移地震成像分析, 结合前人重磁反演等地球物理资料成果, 对中沙海槽盆地东北部结构构造进行探索研究。研究表明: 中沙海槽盆地东北部发育新生代地层, 厚度在1500~2500m之间, 地层层速度为1500~ 3500m·s^-1, 不存在中生界沉积层, 盆地基底为海山或前寒武系基岩及岩浆岩隆起。中沙海槽盆地新生代陆源海相烃源岩丰富, 盆地新生界地层厚度大, 盆地凹陷、断裂发育, 具有一定的油气勘探潜力。     

关中平原城市群植被覆盖的时空特征与影响因素

植被是全球及区域生态系统环境变化的重要指标,也是对人类社会活动有重要贡献的资源之一。为了研究关中平原城市群不同区域植被覆盖变化对自然和人文因子的响应,以划分为三个区域的植被作为研究对象,选取2000—2017年MODIS-NDVI遥感数据,运用趋势分析、探索性空间数据分析与地理探测器等方法,从时序演进与空间分布方面研究了18 a内植被覆盖的演化及分布特征,定量分析影响植被覆盖的主导因子。遥感数据要通过投影转换、拼接、最大值合成等方法进行处理,再运用Python程序进行影像批量裁剪,将遥感数据和气象数据进行分区统计,最后对该处理数据进行讨论研究。结论表明：（1） 研究期内关中平原城市群植被覆盖呈显著上升趋势,NDVI平均值增速为0.077·（10 a）^–1,阶段性变化特征明显,其中2005—2007阶段和2011—2013阶段极显著增加,最大上升速率达到了0.05·a^–1。（2） 空间上总体呈现“南高北低”的分布特征,研究区总体得到改善;高值区主要分布在南部秦岭北坡,受气候因子的影响更大,植被覆盖增加速度缓慢,达到轻度改善水平;低值区聚集在黄土高原边缘地区,植被增加趋势明显;中部关中平原极少部分地区植被覆盖出现了轻度退化或严重退化,以西安市及临近城市最为典型。（3） 热点区主要分布在秦岭山区及关中平原中部地区,冷点区则集中于黄土高原边缘地区,植被覆盖总体以增长为主。热点区格网数量持续增多,2013年达到最大为45.07%;冷点区域数量不断减少,2017年减少到9.82%;次热点区与次冷点区主要分布在中部平原地带及北部地区,由连片分布转化为零散分布,且总量不断减少。（4） 自然因素对植被覆盖的影响最为突出,其中气温和降水为影响植被覆盖的主导因子,决定力q值分别为0.955和0.931,且气温的影响大于降水的影响;人文因子影响力较为显著,GDP因子决定力q值达到0.387。研究可为当地改善植被覆盖环境提供理论依据。