Global temperature and monsoon activity

In this paper an attempt has been made to search a new parameter for the prediction of the Indian summer monsoon rainfall. For this purpose the relationship of the global surface-air temperature of four standard seasons viz., Winter (December-January-February), Spring (March-April-May), Summer (June-July-August), Autumn (September-October-November) with the Indian summer monsoon rainfall has been carried out. The same analysis is also carried out with surface-air temperature anomalies within the tropical belt (30°S to 30°N) and Indian summer monsoon rainfall. For the present study data for 30 years period from 1958 to 1988 have been used. The analysis reveals that there is a strong inverse relationship between the monsoon activity and the tropical belt temperature.     

黄土陡坡降雨冲刷试验及其三维颗粒流流-固耦合模拟

针对坡角为70°的黄土边坡,进行2.7 mm/min降雨强度下的室内坡面冲刷试验。根据边坡冲刷破坏的过程特征,将边坡侵蚀方式演变过程归纳为试验初期的片蚀、中期的细沟侵蚀、到后期的切沟侵蚀和坍塌。试验中坡顶处侵蚀强度大于其他部位,当坡面形成上下贯通的切沟之后,水流开始掏蚀沟槽底部土体,随着冲刷的持续,切沟两侧土体强度降低,坡顶土体发生坍塌。以此为基础利用三维颗粒流软件PFC3D对边坡降雨冲刷过程进行流-固耦合模拟,在模拟颗粒大变形的同时得到颗粒运动轨迹、孔隙率、流体单元内流速等重要参数,这些参数的定量变化过程反映了降雨过程中边坡遭受侵蚀程度及水流侵蚀能力的分布规律:坡顶处侵蚀最为强烈、水流侵蚀能力最强,且两者随高度降低呈减小趋势,与室内试验结果一致。     

萤石矿自然重砂矿物组合规律及其找矿意义

为探究不同类型的萤石矿所反映的自然重砂矿物组合所携带的对各类型萤石矿的指示特征,统计了浙江、湖南、湖北、青海、广西、福建、安徽、新疆、甘肃、河北共计10个地区23个典型萤石矿床的自然重砂矿物报出情况,计算各重砂矿物报出率,分析得出热液型矿、后期热液型及热液充填型3种类型萤石矿床各自对应的自然重砂矿物组合和标型矿物组合。结果显示,各类型矿床自然重砂矿物组合既有相同之处也有显示各自的特点。因此,按照矿床类型建立的自然重砂矿物组合及其含量变化,对于新一轮的矿产资源勘查具有重要的意义。     

陕北延安“7.3暴雨”诱发地质灾害主要类型与特征

2013年7月3日以来,陕西延安地区百年不遇的持续性强降雨,引发了大量的崩塌、滑坡、泥流地质灾害,造成严重的财产损失和人员伤亡。通过野外实地调查,对本次持续性强降雨诱发大范围地质灾害的主要类型和特征进行了较为系统的研究。研究表明,本次持续性强降雨引发的地质灾害共计8 000余处,灾害类型主要有崩塌、滑坡和泥流,分别以小规模黄土崩塌、浅表层黄土滑坡、坡面型黄土泥流为主,以及上述灾种链生转化形成的沟谷型泥流。在持续降雨条件下,多灾种转化而成的复合型灾害是造成人员伤亡和财产损失的主要类型。     

基于人工降雨模拟试验的坡面水文连通性

为揭示降水入渗时坡面水文连通性特征以及坡度和雨强等对水文连通性的影响,研究基于人工降雨模拟试验,分别采用结构性指标径流长度（Flowlength,l_F）和功能性指标相对地表连接函数（Relative Surface Connection Function, F_RC）分析不同坡度坡面（5°、15°、25°;面积为150 cm×50 cm）在不同雨强（25 mm/h、50 mm/h、70 mm/h和86 mm/h）条件下的水文连通性。研究结果表明:坡面水文连通结构主要由l_F为0~100 mm的径流路径组成,其栅格频率高达90%以上,而l_F为100~500 mm的栅格频率为3%~8%。水文连通性的迅速发展主要集中在降水事件的开始阶段,而一定阶段以后入渗速率与地表储水速率基本持平,水文连通性呈现出较为稳定的发展趋势。坡度增大整体上有利于水文连通性的发展。5°坡面对应水文连通面积比率整体小于其他坡度。由于雨强增大到一定范围时将增加地表糙率,从而阻碍水文连通性的发展,研究中仅25 mm/h对应水文连通性明显区别于其他雨强,而其他雨强间则在多数情况下水文连通性差别较小。     

某金矿区农田土壤重金属元素Pb的累积速率

以某金矿区农田土壤重金属Pb为研究对象,分别以2004和2012年采集样品的测试结果作为计算农田土壤重金属Pb累积速率的依据,以2004—2012年作为计算时间区间,以农田土壤重金属Pb的累积速率为研究内容,采用对比分析方法,分析区域Pb的累积速率特征,阐明人类工程活动极大地影响着农田土壤重金属Pb的累积过程。研究结果表明,全区农田土壤Pb平均累积速率为31.8mg/kg·a-1。选取选矿厂、冶炼厂、尾矿库、污水灌溉区、车载尾矿弃渣等典型污染源,对周边农田土壤Pb累积的时空变化特征进行分析。结果显示,选矿厂对农田土壤Pb累积的影响最大,其周边农田土壤Pb累积速率相当于全区Pb累积速率的4倍,该结论对防治重金属污染及保障人体健康具有实际指导意义。     

江西德兴铜矿大坞河土壤重金属累积特征与成因

江西德兴铜矿是中国超大型斑岩铜矿,随着矿业活动的增加,德兴铜矿区重金属污染问题日益严重。查明德兴铜矿土壤重金属累积作用及原因,可为政府机构、矿山开展环境整冶提供科学依据。在大坞河上游、中游、下游选定3个剖面,采集50件土壤样品,得出其基于地球化学基线的累积特征。整体来讲,Cu、Mo累积作用最为显著,Cr、As累积作用明显,同时发现一级、二级阶地上累积显著,并从矿石组合、地化背景、河流阶地、元素形态、矿山生产等角度开展累积作用的原因分析。     

典型矿区深层地下水重金属含量特征及健康风险评价——以皖北矿区为例

以皖北矿区为例,分析测试了不同含水层(松散、煤系、太灰、奥灰)中的6种重金属元素(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni),对其含量特征及健康风险评价进行了研究。结果表明,6种重金属在不同含水层含量大小次序各不一样,从整体来看,研究区地下水中所测重金属含量依次为NiZnPbCuCdCr,与太灰水一致;整体地下水中Cr、Cu和Zn均未超过(GB/T14848—93)中Ⅲ类水质标准,Cd、Pb和Ni有部分水样超过标准限值。化学致癌物Cd和Cr在各含水层所致健康危害风险值数量级在10-6~10-4 a-1,Cr健康风险值在各含水层中均大于Cd,Cr在煤系含水层危害风险值(1.29×10-4 a-1)已超过美国环境保护局(USEPA)最大可接受风险(1×10-4 a-1),为研究区首要的环境健康风险管理控制指标。化学非致癌物Cu、Zn、Pb、Ni四种重金属健康危害风险值较小,数量级在10–11~10-8 a-1,Pb和Ni健康危害风险值相对较高,也应引起重视。各含水层总的健康风险值大小次序为:煤系太灰奥灰松散,前三者已超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的(5×10-5 a-1)最大可接受风险,其中煤系含水层总的健康风险值为1.46×10-4 a-1,已超过USEPA(1×10-4 a-1)推荐的最大可接受风险。对矿区深层地下水开展重金属含量分析和健康风险评价,可为地下水水资源的开采利用和保护提供参考。     

硫酸盐渍土机场地基处理换填覆重法研究

盐胀是硫酸盐渍土的主要危害,硫酸盐渍土机场地基处理的关键在于减少盐胀。通过不同荷载作用下的盐胀试验,研究了荷载对不同压实度、不同含盐量的硫酸盐渍土盐胀的抑制效果,拟合了盐胀经验公式,探讨了换填覆重法硫酸盐渍土机场地基处理。压实度不宜太高,在满足道面承载力的条件下建议在90%～95%之间取值;道面2 m以下可以填弱盐渍土,建议含盐量不要超过0.5%;水分危险点危害最大,必须重视排水设计。给出了确定换填覆重法最小荷载及最小厚度的方法。计算表明,覆重荷载50 kPa基本能抑制含盐量小于0.5%的硫酸盐渍土的盐胀,采用砂砾石材料最小覆重层厚度约2 m。换填覆重法在西北地区硫酸盐渍土机场地基处理中具有较好的应用前景。     

基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法的创建——以小秦岭金矿区农田土壤为例

Hakanson潜在生态风险指数法是土壤重金属潜在生态风险评价的一种常用方法,研究与实践证明其有效性的同时,也发现了其不足之处:忽略了土壤重金属不同形态之间潜在生态风险的差异,且只重视重金属含量高于参考值时的生态风险,而对低于参考值时的情况没有给予考虑,以致特定情况下的评价结果不能很好地反映实际生态风险,因而有必要创建适用性更广的Hakanson潜在生态风险指数法。为此,基于全过程控制优化的思想,引入了生物可利用性毒性系数,并将修正浓度与参考值差值引入计算公式,创建了基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法,实现了对重金属不同形态风险贡献的差异及重金属浓度低于参考值情况下潜在生态风险的准确把握。以小秦岭金矿区为典型区域,辅以对采集土样重金属总量及5种形态含量的分析,开展案例研究。结果表明,基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法能客观地揭示土壤重金属的潜在生态风险,具有更大的适应性,是一种有效的潜在生态风险评价方法。