Understanding coastal wetland hydrology with a new regional‐scale,process‐based hydrological model

Coastal wetlands represent an ecotone between ocean and terrestrial ecosystems, providing important services, including flood mitigation, fresh water supply, erosion control, carbon sequestration, and wildlife habitat. The environmental setting of a wetland and the hydrological connectivity between a wetland and adjacent terrestrial and aquatic systems together determine wetland hydrology. Yet little is known about regional‐scale hydrological interactions among uplands, coastal wetlands, and coastal processes, such as tides, sea level rise, and saltwater intrusion, which together control the dynamics of wetland hydrology. This study presents a new regional‐scale, physically based, distributed wetland hydrological model, PIHM‐Wetland, which integrates the surface and subsurface hydrology with coastal processes and accounts for the influence of wetland inundation on energy budgets and evapotranspiration (ET). The model was validated using in situ hydro‐meteorological measurements and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) ET data for a forested and herbaceous wetland in North Carolina, USA, which confirmed that the model accurately represents the major wetland hydrological behaviours. Modelling results indicate that topographic gradient is a primary control of groundwater flow direction in adjacent uplands. However, seasonal climate patterns become the dominant control of groundwater flow at lower coastal plain and land–ocean interface. We found that coastal processes largely influence groundwater table (GWT) dynamics in the coastal zone, 300 to 800 m from the coastline in our study area. Among all the coastal processes, tides are the dominant control on GWT variation. Because of inundation, forested and herbaceous wetlands absorb an additional 6% and 10%, respectively, of shortwave radiation annually, resulting in a significant increase in ET. Inundation alters ET partitioning through canopy evaporation, transpiration, and soil evaporation, the effect of which is stronger in cool seasons than in warm seasons. The PIHM‐Wetland model provides a new tool that improves the understanding of wetland hydrological processes on a regional scale. Insights from this modelling study provide benchmarks for future research on the effects of sea level rise and climate change on coastal wetland functions and services.     

塔里木盆地显生宙古隆起的分布及迁移

塔里木盆地属于多期叠合盆地,存在多期不整合与古隆起构造,二者的形成及发育密切相关。利用钻井、地震、野外露头等综合资料,开展了盆地尺度的构造层、不整合结构构造、累积最小生长指数分析,进一步了解盆地内多个古隆起的分布、成因及隆升过程,特别是和田、塔中、塔北、巴楚、塔东古隆起及其内部的形成演化。发现盆地内不同时期古隆起构造变形和展布与盆地周缘造山带构造作用相响应。早古生代以来盆地内古隆起经历了6次大的迁移,每次迁移的动力来源于该时期盆地周缘的板块边缘或造山带的构造活动。根据隆起形成的主控因素,塔里木盆地古隆起主要可分为4种成因类型,包括断控隆起、继承性隆起、前陆盆地前缘隆起和构造古地理隆起等。古隆起隆升的差异还体现在隆起区内不同部位上,对油气成藏有重要意义。     

辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

软土路基深层搅拌桩检测方法的探讨

根据长江路三期软土路基的工程地质条件及道路工程的施工特征，分析与探讨了适用于道路工程中深层搅拌桩质量的检测方法和桩身质量的综合评价方法，通过对此道路工程中深层搅拌桩质量的检测，总结出了适合道路工程的，轻便触探结合钻探取心的，快捷、方便、可靠、经济合理的较为理想的检测方法。     

砂岩型铀矿床硫化物还原富集铀的机制

砂岩型铀矿中含大量不同形态、不同阶段的黄铁矿。仅凭矿相学对黄铁矿产状及电子探针对黄铁矿形态的观察难以准确地判别成矿期、成矿前及成矿后形成的黄铁矿。而成矿期黄铁矿是铀矿床成因和形成过程的重要信息载体,对其准确识别具有特别重要的意义。以往国内外研究采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)方法分析Pb同位素,但该方法对于低含量Pb样品分析精度较低且较难获得²⁰⁴Pb数据。本文对铀矿石中的黄铁矿利用微区原位的手段进行更加精准的飞秒级质谱(fs-LA-MC-ICP-MS)的Pb同位素测试,发现大量黄铁矿存在Pb同位素异常,从中可能区分出成矿期与非成矿期的黄铁矿。经U-Th-Pb放射性衰变原理分析并结合黄铁矿矿相学特点可以发现,矿相学镜下明确是成矿期的黄铁矿,其²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比正常克拉克值大十几倍甚至数十倍,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb稍有异常,而²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb基本不变。矿相学中产状呈草莓状,以及铀矿物围绕其生长但未有穿插关系的非成矿期黄铁矿,其²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb正常;矿相学镜下难以确定形成阶段的、与铀矿物没有任何接触关系的黄铁矿,其Pb同位素没有明显的规律性。这些结果证明了利用Pb同位素异常来判断黄铁矿形成阶段的准确性。因此,利用黄铁矿微区原位Pb同位素差异,适当配合矿相学形态和产状观察,可较为精准地识别出成矿期黄铁矿。

     

不同涂层的二氧化铅电极催化性能的比较

研究了热分解法和电沉积法制备二氧化铅电极的工艺,通过对苯酚的电解和生成羟基自由基的量,比较了两种方法制得的电极的催化性能,并比较了采用电沉积法制备电极时掺杂铋或镧对电极的催化性能的影响。实验结果表明,这4种电极都具有良好的电催化性能,并且明显降低了槽电压,且对苯酚的降解均符合一级反应动力学,电沉积法制得的电极的催化性能优于热分解法制得的电极,掺镧的电极优于无掺杂和掺铋的电极。     

成都平原宝墩遗址中晚全新世孢粉记录的环境变迁及人类活动

对宝墩遗址T3321剖面第9~13层（深度为150~308 cm）的53个样品进行孢粉分析,结合AMS ¹⁴C测年和考古断代,恢复了遗址区全新世适宜期至4300 cal.a B.P.前后的古植被及古气候演变过程。遗址区古环境演变可以划分为4个阶段：阶段1（7400~6500 cal.a B.P.）和阶段2（6500~6000 cal.a B.P.）的孢粉组合反映了以亚热带常绿落叶阔叶林为主的森林植被景观,气候较为温暖湿润;阶段2环纹藻属（Concentricystes）的出现以及大量蕨类植物的增加暗示着遗址区开始出现湖沼。阶段3（6000~4700 cal.a B.P.）主要以稀疏乔木、灌木及陆生草本为主的植被景观,本阶段后期气候由暖湿向冷干方向发展;环纹藻属比例在本阶段达到剖面最大后逐渐降低,表明遗址区水域面积大幅增加后逐渐减小。阶段4（4700~4300 cal.a B.P.）为古蜀先民在遗址生活时期,孢粉组合反映出人类活动明显增强。T3321剖面孢粉所揭示的古环境演变趋势与西南地区中晚全新世以来气候由暖湿向冷干转变的过程基本一致。阶段3和阶段4孢粉组合的变化揭示了古环境变迁与人类活动的关系,人类活动对植被变化产生深刻影响。陆生草本植物,尤其是伴人植物的增多以及湖沼面积的减少反映出人类对环境的改造作用以及农业种植活动的出现。

     

五家子灌区引水对镇赉县低平原的环境影响

分析了在五家子灌区引水工程完成后对镇赉县低平原的环境影响。分析结果表明,该工程可引起研究区内地下水位抬升,减缓当地用水矛盾,改善当前土壤盐渍化严重现象。但是在排水条件不好的周边,如果不加强管理会引起土壤次生盐渍化后果。     

裂隙岩体的多孔介质水力等效性研究

工程岩体中数量众多的裂隙面限制了离散裂隙网络模型在岩体渗流中的应用,迫使人们寻找能够用理论上成熟的等效连续介质模型替代,这就要求进行岩体多孔介质的水力等效性研究。在野外大量实测裂隙的基础上,进行裂隙密度、方位、大小、延续性、开度等几何参数的统计分析,以Enhanced Baecher模型建立离散裂隙网络随机模型,采用Monte-Carlo随机模拟方法进行三维裂隙网络随机模拟。在所生成的一定尺度的三维裂隙网络图基础上,给出计算研究域REV的方法,通过判断REV是否存在,确定能否用等效连续介质模型分析岩体渗流。     

GDX-502树脂富集高效液相色谱法测定地表水中酚类化合物

采用自制GDX-502固相萃取小柱萃取水中苯酚、对硝基酚、间甲酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚、五氯酚等6种酚类化合物，以乙腈作为洗脱剂，选择280nm和290nm双波长紫外高效液相色谱进行检测。结果表明，方法检出限为0．01-0．05mg／L，IL水的平均加标回收率为82．5％-95．0％，精密度（RSD，n=7）为3．6％-9．2％。方法用于实际地表水中痕量酚类化合物的检测，操作简单，有机溶剂用量少，分析效率高；萃取小柱可多次重复使用，分析成本低。